Proceso de destilación de etanol

Química

Objetivo

El objetivo de la destilación es separar una sustancia de otra en una mezcla cualquiera, mediante la aplicación de calor, la cual hace que una de las sustancias se evapore y, posteriormente, mediante condensación; proceso que hace que el vapor se transforme en líquido, y en este estado se pueda hacer uso de la sustancia. El caso que analizamos en este informe es el de la destilación de vino blanco (liquido proveniente de la fermentación del jugo de uva). Con la destilación queremos separar el alcohol etílico (etanol) del vino en sí.

Introducción

En el presente informe describiremos el proceso de destilación, a través de un experimento, el cual observaremos para conocer el proceso de destilación. El objetivo es demostrar que el método de destilación es eficaz para la separación de las sustancias contenidas en la mezcla liquida. Para este experimento utilizaremos vino blanco, para poder separar el alcohol etílico (etanol) mediante la aplicación de calor, y a consecuencia de la aplicación de calor, el alcohol etílico (cuya temperatura de ebullición es de 78ºC) se evapore más rápido que el resto de los componentes de la mezcla liquida, para luego condensarlo a través del enfriamiento del vapor de alcohol etílico. Es bueno aclarar que el método de destilación, para la separación de sustancias de una mezcla liquida, no solo es efectiva en el vino blanco, y menos se limita a mezclas con alcohol etílico, sino que su efectividad se extiende a una gran “paleta” de mezclas liquidas.

Fundamento teórico

La destilación es una operación utilizada con frecuencia para la purificación y aislamiento de líquidos orgánicos, en nuestro caso aislamiento del etanol de la mezcla del vino blanco. La destilación aprovecha las volatilidades y puntos de ebullición de los componentes líquidos a separar (temperatura de ebullición del etanol = 78ºC).

La destilación depende de parámetros como: temperatura, presión. La temperatura influye en las presiones de vapor. La presión tiene directa influencia en los puntos de ebullición de los líquidos orgánicos y por tanto en la destilación. Puntos de ebullición, son aquellos puntos o temperaturas de compuestos puros a las que sus presiones de vapor igualan a la presión atmosférica, produciéndose el fenómeno llamado ebullición.

Partimos nuestra experiencia vertiendo el vino blanco en el balón de base plana. Luego, lubricamos el codo de destilación para unir el tubo refrigerante, preparado anteriormente, con el balón de base plana y la termocupla. El tubo refrigerante llega hasta el vaso de precipitado y la termocupla está conectada con el multimetro que más tarde medirá la temperatura de ebullición de la mezcla.

Después de tener todo armado, ponemos el mechero bajo el balón de base plana que está separado por una rejilla de asbesto. La llama del mechero permanecerá alta hasta que la temperatura, que nos indicará el multimetro, llegue a 78ºC (temperatura de ebullición del etanol). Aquí es cuando empieza la acción.

La mezcla empieza a producir pequeñas burbujas, que indican que algo está pasando. Lo que pasa, es que el etanol se comienza a evaporar, dejando su estado líquido para tomar un estado gaseoso. Éste pasará al tubo refrigerante, que tendrá como rol condensar este vapor dejando el estado gaseoso para volver a ser líquido, hasta llegar al vaso de precipitado. La forma de llegar al vaso será de gota en gota, hasta quedar una pequeña cantidad de líquido transparente que sería el etanol separado del vino blanco, presente en el balón de base plana.

Gracias a este proceso obtuvimos la separación de dos sustancias presentes en una mezcla y comprobamos su efectividad.

Materiales

Tubo refrigerante: es un aparato de vidrio, que se usa para condensar los vapores que vienen desde el balón de base plana, por medio de un líquido refrigerante que circula por el mismo tubo refrigerante.

Mechero: método que utilizamos para dar calor a la mezcla por destilar.

Balón de base plana: recipiente donde se almacena la mezcla a la que se le aplicará calor para destilar una sustancia.

Multimetro: aparato que mide la temperatura de una sustancia. Sirve para saber la temperatura de ebullición.

Soporte universal: aparato que sirve para sostener los demás elementos del montaje.

Vaso de precipitado: recipiente donde cae la sustancia destilada.

Rejilla de asbesto: rejilla que separa el balón de base plana del calor del mechero.

Trípode: aparato que mantiene en altura el balón de base plana y el vaso de precipitado.

Codo de destilación: unión de tres lados entre el tubo refrigerante, la termocupla (hilo del multimetro) y el balón de base plana.

Vino blanco: mezcla a destilar.

Datos de resultados

¿Qué tipo de mescla puede separarse por este método?
- Por este método, pueden separarse varias mesclas. Partiendo por la destilación del vino blanco. Se puede hacer con aceites, con bebidas alcohólicas (whisky, vodka, ron, cognac, tequila, aguardientes aromáticos, licores)

¿Qué características deben tener las sustancias que componen la mezcla?
- Las sustancias que componen la mezcla deben tener una composición fija (uniforme e invariable). Poseen una densidad determinada y sus puntos de fusión y ebullición son fijos, propios y no dependen de tratamientos, métodos de preparación, etc.

¿Cuál es la función del refrigerante en la destilación?
- La función del refrigerante en la destilación es condensar los vapores que se desprenden del balón de destilación, por medio de un líquido refrigerante que circula por éste.

Mencione todos los cambios físicos involucrados en el proceso y explique detalladamente
- Primero presenciamos la evaporación, que refiere al proceso físico que trata del cambio de estado, de líquido a gaseoso en el cual el etanol se separa del vino blanco por su punto de ebullición. Luego, encontramos la condensación que es cuando el vapor del etanol pasa a estado liquido cayendo en el vaso de precipitado.

Define punto de ebullición y presión de vapor
El punto de ebullición es aquella temperatura en la cual la materia cambia de estado líquido a gaseoso.
La presión de vapor es la presión de la fase gaseosa o vapor de un sólido o un líquido sobre la fase líquida, para una temperatura determinada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentran en equilibrio dinámico.

Esquema

Conclusión

En conclusión, la destilación es un método de separación de sustancias de una mezcla y es el más útil para purificar líquidos. Es un proceso que consiste en calentar un líquido hasta que sus componentes más inestables pasan a la fase de vapor y después, se enfría el vapor para recuperar dichos componentes en forma líquida por medio de la condensación. El objetivo principal de la destilación es separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas inestabilidades, o sea separar los materiales inestables de los estables. Como discusión personal, hemos llegado a la conclusión, de que para realizar cualquier separación de mezclas primero debemos saber sobre su estado físico, características y propiedades. Pensamos que es interesante realizar una mezcla, pero es tanto más importante tener claro cuales componentes se mezclan para que la hora de separar usemos la técnica más adecuada.

Bibliografía

http://www.angelfire.com/moon2/chemyst_bacterium/tiger.htm#DESTILACIÓN

http://html.rincondelvago.com/purificacion-por-destilacion.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullición

http://es.wikipedia.org/wiki/Destilación

http://es.wikipedia.org/wiki/Presión_de_vapor

http://www.google.cl

http://es.wikipedia.org/wiki/Condensación

http://html.rincondelvago.com/destilacion_2.html