UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE OCEANOGRAFIA, PESQUERIA Y CIENCIAS ALIMENTARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ALIMENTARIA
CURSO: Química Orgánica Aplicada
2018 I.
OBJETIVOS
Aprender a realizar una destilación simple del vino en el laboratorio.
Aplicar la técnica de destilación como técnica de separación del alcohol.
Determinar el grado alcohólico en el vino.
II.
MARCO TEÓRICO
Destilación, proceso que consiste en calentar un líquido hasta que sus componentes más volátiles pasan a la fase de vapor y, a continuación, enfriar 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 volatilidades, o bien separar los materiales volátiles de los no volátiles. En la evaporación y en el secado, normalmente el objetivo es obtener el componente menos volátil; el componente más volátil, casi siempre agua, se desecha. Sin embargo, la finalidad principal de la destilación es obtener el componente más volátil en forma pura. Por ejemplo, la eliminación del agua de la glicerina evaporando el agua, se llama evaporación, pero la eliminación del agua del alcohol evaporando el alcohol se llama destilación, aunque se usan mecanismos similares en ambos casos. (Durst y Gokel, 1985). La destilación simple, se utiliza cuando la mezcla de productos líquidos a destilar contiene únicamente una sustancia volátil, o bien, cuando ésta contiene más de una sustancia volátil, pero el punto de ebullición del líquido más volátil difiere del punto de ebullición de los otros componentes en, al menos, 80 ºC. Ley de Raoult El resultado final es la destilación de un solo producto, ya sea:
porque en la mezcla inicial sólo había un componente
porque en la mezcla inicial uno de los componentes era mucho más volátil que el resto
Fig 1. Equipo de destilación simple Destilación simple a presión atmosférica
La destilación a presión atmosférica es aquella que se realiza a presión ambiental.
Se utiliza fundamentalmente cuando la temperatura del punto de ebullición se encuentra por debajo de la temperatura de descomposición química del producto
Destilación simple a presión reducida
La destilación a presión reducida o al vacío consiste en disminuir la presión en el montaje de destilación con la finalidad de provocar una disminución del punto de ebullición del componente que se pretende destilar. Se utiliza fundamentalmente cuando el punto de ebullición del compuesto a destilar es superior a la temperatura de descomposición química del producto
La destilación fraccionada: se emplean cuando es necesario separar dos o más compuestos volátiles .el principio de la destilación fraccionada está basado en la ejecución de una gran numero de ciclos teórico de condensación evaporación al usar una columna de fraccionamiento se produce un equilibrio entre el líquido condensado que desciende por su interior y los vapores ascendentes, lo cual produce el efecto de múltiples ciclos de evaporación condensación (Posto, 1981)
Fig. 2. Destilación fraccionada.
Destilación por arrastre de vapor La destilación por arrastre de vapor posibilita la purificación o el aislamiento de compuestos de punto de ebullición elevado mediante una destilación a baja temperatura (siempre inferior a 100 ºC). Es una técnica de destilación muy útil para
sustancias de punto de ebullición muy superior a 100 ºC y que descomponen antes o al alcanzar la temperatura de su punto de ebullición. La destilación por arrastre de vapor es una técnica de destilación que permite la separación de sustancias insolubles en H2O y ligeramente volátiles de otros productos no volátiles. A la mezcla que contiene el producto que se pretende separar, se le adiciona un exceso de agua, y el conjunto se somete a destilación. En el matraz de destilación se recuperan los compuestos no volátiles y/o solubles en agua caliente, y en el matraz colector se obtienen los compuestos volátiles e insolubles en agua. Finalmente, el aislamiento de los compuestos orgánicos recogidos en el matraz colector se realiza mediante una extracción. (PT = PA + PB)
Fig 3. Destilación por arrastre de vapor. Destilación del vino Según la Universidad Nacional Autónoma de México, (2012): Un vino es una mezcla muy compleja; contiene agua, etanol, azúcares, ácidos orgánicos, pigmentos (que le dan color) y otros constituyentes.
Ácido láctico
Acido tartárico
D- glucosa
flavanoles
Los componentes principales del vino son el etanol (alcohol etílico) y el agua. A presión atmosférica, el agua y el etanol forman una mezcla azeotropía, que tiene aproximadamente un 95,6% (en volumen) de etanol y un 4,4% (en volumen) de agua. El etanol se separa de los demás componentes del vino (junto con cierta cantidad de agua),
mediante un proceso de destilación (Universidad Católica Andrés Bello – Guayana, 2004). Según Universidad Católica Andrés Bello – Guayana, (2004). La mezcla azeotropía formada por el agua y el etanol tiene un punto de ebullición de 78,2ºC, inferior al punto de ebullición del agua (100ºC) y al del alcohol (78,3ºC), de ahí que se llame mezcla de punto de ebullición mínimo.
III. a) -
PARTE EXPERIMENTAL Materiales y muestra Mechero Trípode Rejilla de asbesto Balón Perlas de vidrio Bola de leibing Alcoholímetro Soporte universal Refrigerante lineal Probeta Mangueras Piseta Vino
b) Procedimiento 1. Armar el equipo de destilación:
Fig. 4 2. Se verifica que las conexiones estén cerradas herméticamente y que el flujo de agua del refrigerante sea regular 3. Se agrega 100ml de vino al balón con las perlas de vidrio, para suministrar calor moderadamente de tal manera que su destilación corresponda a la temperatura registrada en los manuales
Fig. 5 4. El vapor de la ebullición del vino pasó por la bola de leibing luego por una manguera pequeña conectada con el refrigerante lineal haciendo que este regule la temperatura del vapor pasante con el agua que circula en él.
Fig. 6 5. Se recepcionó en un matraz limpio la fracción destilada
Fig.7 6. Se trasladó lo destilado a una probeta hasta alcanzar los 50 ml y se sumergió el alcoholímetro
Fig. 8
IV.
RESULTADOS En este experimento se desea conocer el % de grado de alcohol etílico, entonces se busca la conversión en la tabla 1 alcoholimetríca Tabla 1 Porcentaje de etanol Vol. 15.56oC 11 22 13 14 15 46 47 48 49 50
V.
Peso % alcohol etílico 8.86 9.68 10.50 11.32 12.14 38.78 39.70 40.62 41.55 42.19
En la lectura con el alcoholímetro se obtuvo 15G.L el vino tiene 15% en volumen de alcohol y con esta tabla se indica que tiene 12,14% en peso de alcohol etílico
DISCUSIONES
Según la Universidad Peruana del Oriente (s.f) Existen sustancias que en ciertas proporciones forman mezclas azeotrópicas que se caracterizan porque su vapor tiene la misma composición que la fase líquida y por lo tanto no se pueden separar por destilación. Cuyo punto de ebullición será menor al más volátil.
En la destilación del vino se obtuvo agua y etanol de las cuales son ejemplos claros de mezclas azeotrópicas. Según Ávila (2001) La destilación simple se usa cuando la diferencia de los puntos de ebullición de los componentes es grande, mayor de 80°C o cuando las impurezas son sólidos disueltos en el líquido a purificar, si la diferencia es pequeña, se utiliza una destilación fraccionada. En esta práctica se usó el método de destilación simple para el vino, ya que el etanol es una sustancia con un punto de ebullición de 78,3°C a diferencia del agua que es 100°C
VI.
CONCLUSIONES
Se aprendió a realizar destilación simple del vino.
Se aplicó la técnica de destilación para separar el alcohol del vino.
Se determinó el grado de alcohol en el vino.
VII.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Universidad Nacional Autónoma de México, (2012). Destilación simple. obtenido de http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/ManualdePracticasparaelLaboratori odeQuimicaOrganica1(1311)2012-2_18579.pdf Universidad Católica Andrés Bello (2004). DETERMINACIÓN DEL GRADO ALCOHÓLICO DEL VINO. Obtenido de http://guayanaweb.ucab.edu.ve/tl_files/ingenieria_industrial/files/laboratorios/Se mana%20N%203pract_03_dest_vino.pdf Universidad Peruana del Oriente (s.f.). Fundamentos de química. Recuperado de https://www.upo.es/depa/webdex/quimfis/docencia/quimbiotec/FQpractica6.pdf Durst y Gokel (1985) Química orgánica experimental Recuperado de http://lamb.chem.ucsb.edu/6A2/sld001.htm Pasto (1981) Determinación de estructuras orgánicas Recuperado de http://ull.chemistry.uakron.edu/chemsep/distillation/