La destilación sencilla se utiliza para separar o purificar
mezclas de líquidos
Por ejemplo, un líquido que se pretenda destilar es agua y
acetona, primero se coloca en el matraz de destilación que debe llenarse a la
mitad de su capacidad
Para evitar que el liquido hierva y salpique se añade al
matraz unos pedacitos de plato poros, cuyos pequeños poros constituyen un lugar
adecuado para la formación de núcleos de burbujas hirviendo así el líquido suavemente
Se apoya el matraz en la manta eléctrica y se sujeta al
soporte con una pinza
A continuación, se adaptan al matraz la cabeza de destilación
y el termómetro, el extremo superior del bulbo termométrico debe quedarse justo
a la altura de la horizontal que pasa por la tubuladura lateral de la cabeza de
la cabeza de destilación, de tal forma que el bulbo se a bañado por el vapor
que asciende justo antes de que se condense en el refrigerante
El refrigerante se sujeta se sujeta a un soporte metálico con
una pinza
Se une el refrigerante a la cabeza de destilación y se
adaptan os gomas de refrigerante que se conectan al sistema de circulación de
agua de forma que esta circule contra corriente
Finalmente, a la salida del refrigerante se conectan a alargadera
y el matraz colector en el que se recoge el destilado todas las piezas del
aparato de destilación se conectan unas a otras mediante clips y se comienza a
calentar el matraz con la manta calefactora
Cuando se alcanza la temperatura de ebullición del liquido comienza
la producción apreciable de vapor condensándose parte del mismo en el termómetro
y en las paredes del matraz la mayor parte del vapor pasa a través de la tubuladura
lateral de la cabeza de destilación al refrigerante donde se condensa debido a la
corriente de agua fría que asciende por la camisa de este
El destilado va por condensado que al matraz colector a través
del refrigerante durante el proceso de destilación debe calentarse
moderadamente de forma que el destilado se recoja de una manera continua
Cambie los matraces colectores en los intervalos de
temperatura indicados
A los 95° interrumpa la destilación dejando que el vapor se
condense
Mida en una probeta los volúmenes de destilado obtenido
Anote los valores optenidos
En el esquema de la derecha puede observarse un aparato de
destilación simple básico:
- Canastilla de calentamiento, proporciona calor a la mezcla a
destilar.
- Ampolla o matraz de fondo redondo, que deberá contener
pequeños trozos de material poroso (cerámica, o material similar) para evitar
sobresaltos repentinos por sobrecalentamientos.
- Cabeza de destilación: No es necesario si la retorta tiene
una tubuladura lateral.
- Termómetro: El bulbo del termómetro siempre se ubica a la
misma altura que la salida a la entrada del refrigerador. Para saber si la
temperatura es la real, el bulbo deberá tener al menos una gota de líquido.
Puede ser necesario un tapón de goma para sostener al termómetro y evitar que
se escapen gases (muy importante cuando se trabaja con líquidos inflamables).
- Tubo refrigerante. Aparato de vidrio, que se usa para
condensar los vapores que se desprenden del balón de destilación, por medio de
un líquido refrigerante que circula por éste.
- Entrada de agua: El líquido siempre debe entrar por la parte
inferior, para que el tubo permanezca lleno con agua.
- Salida de agua: Casi siempre puede conectarse la salida de
uno a la entrada de otro, porque no se calienta mucho el líquido.
- Se recoge en un balón, vaso de precipitados, u otro
recipiente.
- Fuente de vacío: No es necesario para una destilación a
presión atmosférica.
- Adaptador de vacío: No es necesario para una destilación a
presión atmosférica.
- Control de calor.
- Control de la velocidad del agitador.
- Agitador/placa de calor.
- Baño de calentamiento (aceite/arena).
- Barra del agitador/gránulos anti-choque.
- Baño de enfriamiento.
PROPIEDADES DEL LIQUIDO Y GASES
La diferencia entre vapor y liquido se hace por lo regular (de manera elemental) señalando que ambos adoptarán la forma de sus recipientes que los contengan, pero que el liquido presentará una superficie libre si no llena por completo el recipiente. El vapor (o gas) siempre llenará el recipiente que lo contenga.
Para un flujo constante de suministro de calor es posible trazar una curva de temperatura como función del tiempo o del calor agregado a una presión del sistema dada,
Una característica, no obstante, que es única se conoce como el punto critico. Si el liquido en un recipiente cerrado no lo llena por completo y se ca- lienta, el vapor y el liquido estarán en contacto en todo momento. En algún punto, se alcanzará una presión y una temperatura la que se hará imposible distinguir entre las fases liquida y vapor. En este punto el volumen especifico del liquido y del vapor son iguales, y la temperatura y presión correspondientes se conocen, respectivamente, como la temperatura critica y la presión crítica. En el punto critico, las propiedades de las fases liquida y vapor son iguales.
PUNTO TRIPLE DEL CICLOHEXANO
El punto triple es aquel en el cual coexisten el estado sólido, el estado líquido y el estado gaseoso de una sustancia. Se define con una temperatura y una presión de vapor. En este caso, se trata de ciclohexano, un hidrocarburo alicíclico que es sometido a cambios de presión.
liquido
Temperatura de ebullición: Temperatura a la cual una sustancia cambia de fase liquida a vapor
Temperatura critica: Temperatura por arriba de la cual la fase gaseosa no se puede fichar independientemente de la magnitud de la presión que se aplique. Ésta es también la temperatura más alta a la cual una sustancia puede existir en forma liquida. Dicho de otro modo, por arriba de la temperatura critica no hay una distinción fundamental entre un liquido y un gas: simplemente se
tiene un fluido
Presión critica: Es la mínima presión que se debe aplicar para levar a cabo la liquefacción (pasar de gas a liquido) a la temperatura critica
Entalpia de fusión: Cantidad de energía necesaria para hacer que un mol de un elemento que se encuentre en su punto de fusión pase del estado sólido al liquido, a presión constante.
Entabla de vaporización: Cantidad de energía que es requerida para transformar un mol de
sustancia, a una temperatura especifica, desde la fase liquida a la fase de vapor.
Entabla de sublimación: Cantidad de energía necesaria para hacer que un mol de un elemento
pase del estado sólido a gas, sin pasar por el estado liquido.
LA SUPERFICIE P-V-T
Una sustancia pura puede existir en tres fases diferentes: sólida, líquida y gaseosa. el caso en el que un sólido (hielo) está contenido en una máquina con un pistón y un cilindro, de modo tal que la presión se mantiene a un valor constante. Se agrega calor al cilindro, de tal manera que la sustancia experimente las tres fases
Si registramos la temperatura y volumen específico durante el experimento, y comenzamos con el sólido a cierta temperatura baja, en un punto A si agregamos calor hasta que apenas empieza a derretirse en el punto B; y luego más calor derretirá por completo el sólido, conservando constante la temperatura hasta alcanzar el punto C. Una vez que todo el sólido se haya derretido, la temperatura del líquido
sube otra vez hasta que empieza a formarse calor en el punto D, que es el estado líquido saturado. De nuevo, durante el cambio de fase de líquido a vapor, llamado vaporización, la temperatura permanece constante cuando se agrega calor. Por último, todo el líquido se vaporiza y existe entonces el estado de vapor saturado en el punto E, después de lo cual la
temperatura sube otra vez si se agrega calor. Cada volumen específico del sólido y líquido es mucho menor que el volumen específico del vapor.
Si el experimento se repite varias veces y se utilizan diferentes presiones, resulta un diagrama
T-v,
A presiones que excedan la presión del punto crítico, el líquido simplemente cambia a vapor sin un proceso de vaporización a temperatura constante.
Los datos obtenidos en un experimento real podrían presentarse como superficie tridimensional con p = p (v, T). Para una sustancia que se expande al congelarse, la superficie sólido-líquido estaría a un volumen específico más pequeño que para la superficie sólida. Las regiones donde sólo existe una fase se marcan como sólido, líquido y vapor.
Donde simultáneamente existen dos fases, las regiones están marcadas como sólido-líquido (S-L), sólido-vapor (S-V), y líquido-vapor (L-V). A lo largo de la línea triple, que es una línea de temperatura y presión constantes, coexisten las tres fases.
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