Destilacion Grupo 5.docx

DESTILACION INTRODUCCION: La destilación es un proceso de separación de las sustancias componentes de una mezcla líquida por evaporación selectiva y condensación. La destilación puede dar lugar a esencialmente completa separación (componentes casi puros), o puede ser una separación parcial que aumenta la concentración de los componentes seleccionados de la mezcla. En cualquiera de los casos el proceso explota las diferencias en la volatilidad de los componentes de la mezcla. En la química industrial, la destilación es una operación unitaria de importancia prácticamente universal, pero se trata de un proceso de separación física y no una reacción química. APLICACIONES DE LA DESTILACIÓN La aplicación de la destilación puede dividirse en cuatro grupos: a escala de laboratorio, de destilación industrial, destilación de hierbas para perfumería y productos medicinales a base de hierbas (destilado), y de procesamiento de alimentos. Los dos últimos son distintivamente diferentes de los dos primeros en que en el procesado de bebidas y hierbas, la destilación no se utiliza como un verdadero método de purificación pero más para transferir todos los volátiles a partir de los materiales de origen en el destilado. Comercialmente, la destilación tiene muchas aplicaciones. Por ejemplo: 

 





En la destilación industria de combustibles fósiles es una clase importante de la operación en la obtención de materiales de petróleo crudo de los combustibles y de materias primas químicas. La destilación permite la separación de aire en sus componentes - en particular de oxígeno, nitrógeno y argón - para el uso industrial. En el campo de la química industrial, grandes gamas de productos líquidos brutos de síntesis química se destilan para separarlos, ya sea de otros productos, o de impurezas, o a partir de materiales de partida sin reaccionar. La destilación de productos fermentados produce bebidas destiladas con un alto contenido de alcohol, o se separa de otros productos de fermentación de valor comercial. Una instalación para la destilación, especialmente de alcohol, es una destilería. El equipo de destilación es un alambique.

MARCO TEORICO: La destilación es una técnica de laboratorio utilizada en la separación de sustancias miscibles. Consiste en hacer hervir una mezcla, normalmente una disolución, y condensar después, por enfriamiento, los vapores que han producido.

Si se parte de una mezcla de dos sustancias en la que sólo una de ellas es volátil, se pueden separar ambas mediante una destilación. El componente más volátil se recogerá por condensación del vapor y el compuesto no volátil quedará en el matraz de destilación. Si ambos componentes de una mezcla son volátiles la destilación simple no logrará su completa destilación. La mezcla comenzará a hervir a una temperatura intermedia entre los puntos de ebullición de los dos componentes, produciendo un vapor que es más rico en el componente más volátil (de menor punto de ebullición). Si condensamos este vapor obtendremos un líquido enriquecido notablemente en este componente, mientras que el líquido que queda en el matraz estará enriquecido en el componente menos volátil (mayor punto de ebullición). Por tanto, en una destilación simple no conseguimos separar completamente las dos sustancias volátiles. Para conseguir esta separación habría que someter a nuevas destilaciones tanto el destilado como el residuo obtenido. Esto haría el destilado cada vez más rico en el componente más volátil separando éste del menos volátil. Las llamadas columnas de destilación efectúan este proceso de modo continuo. En una columna de destilación el vapor se condensa y se vuelve a destilar muchas veces antes de abandonar la columna. Normalmente se recogen pequeñas fracciones de producto destilado, llamándose al proceso destilación fraccionada. Existen sustancias que en ciertas proporciones forman mezclas llamadas azeotrópicas que se caracterizan porque su vapor tiene la misma composición que la fase líquida y que por tanto no se pueden separar por destilación. Un ejemplo típico es la mezcla azeotrópica formada por el etanol y el agua (95,6% de etanol y 4,4%agua) cuyo punto de ebullición a una atmósfera es de 78,2 °C. APARATO DE DESTILACION Técnicamente el término alambique se aplica al recipiente en el que se hierven los líquidos durante la destilación, pero a veces se aplica al aparato entero, incluyendo la columna fraccionadora, el condensador y el receptor en el que se recoge el destilado. Este término se extiende también a los aparatos de destilación destructiva o craqueo. Los alambiques para trabajar en el laboratorio están hechos normalmente de vidrio, pero los industriales suelen ser de hierro o acero. En los casos en los que el hierro podría contaminar el producto se usa a menudo el cobre. A veces también se usa el término retorta para designar a los alambiques. TIPOS DE DESTILACION: 

DESTILACION SIMPLE (SENCILLA)

La destilación sencilla es el método mas frecuente e importante para la purificación de liquidos. Se utiliza siempre para separar un liquido de sus impurezas no volátiles. El destilado escurre en el matraz colector atreves de una alargadera. Los compuestos no volátiles quedan en el matraz de destilación como residuo.

Durante la destilación, el extremo superior del bulbo termométrico debe quedar justamente a la altura de la horizontal, de tal forma que todo el bulbo sea bañado por el vapor que asciende. La destilación debe realizarse siempre con lentitud, pero sin interrupciones, manteniéndose continuamente una gota de condensado en el bulbo del termómetro. Esto favorece el mantenimiento liquido-vapor en el bulbo. Casi todos los liquidos tienden a sobrecalentarse (alcanzar una temperatura algo superior al punto de ebullición) en mayor o menor extensión. Se encuentran entonces en un estado metaestable que se interrumpe periódicamente al formar súbitamente una gran burbuja de vapor en el seno del liquido, se dice entonces que este hierve a salto. Cuando sucede esto, el vapor esta también sobrecalentado y el punto de ebullición observado puede ser superior al real. Si un liquido contiene una impureza volátil, la separación de ambos se realiza generalmente por destilación. Como regla general se puede indicar que una mezcla cualquiera de dos componentes que hiervan con una diferencia de por lo menos 80º puede separarse por una simple destilación sencilla.



DESTILACION FRACCIONADA

La destilación fraccionada es un proceso de destilación de mezclas muy complejas y con componentes de similar volatilidad. Consiste en que una parte del destilado vuelve del condensador y gotea por una larga columna a una serie de placas, y que al mismo tiempo el vapor que se dirige al condensador hace burbujear al líquido de esas placas. De esta forma, el vapor y el líquido interaccionan de forma que parte del agua del vapor se condensa y parte del alcohol del líquido se evapora. Así pues, la interacción en cada placa es equivalente a una redestilación, y si se construye

una columna con el suficiente número de placas, se puede obtener un producto destilado del altísima pureza, como el alcohol de 96%; en una única destilación. Este proceso se utiliza mucho en la industria, no sólo para mezclas simples de dos componentes, como alcohol y agua en los productos de fermentación, u oxígeno y nitrógeno en el aire líquido, sino también para mezclas más complejas como las que se encuentran en el alquitrán de hulla y en el petróleo. Cuando la mezcla está formada por varios componentes, estos se extraen en distintos puntos a lo largo de la torre. Las torres de destilación industrial para petróleo tienen a menudo 100 placas, con al menos diez fracciones diferentes que son extraídas en los puntos adecuados. Se han utilizado torres de más de 500 placas para separar isótopos por destilación. Se usa para separar componentes líquidos que difieren de en menos de 25º en su punto de ebullición. Cada uno de los componentes separados se les denomina fracciones. Al calentar la mezcla el vapor se va enriqueciendo en el componente más volátil, conforme asciende en la columna. 

DESTILACION VACIO

Muchas sustancias no pueden purificarse por destilación a la presión ordinaria porque se descomponen por debajo de sus puntos de ebullición normales. Otras sustancias tienen puntos de ebullición tales que su destilación no resultan conveniente e incluso resulta difícil. Con frecuencia tales liquidos (o también solidos) pueden destilarse si la destilación se realiza a presión reducida. Un liquido comienza a hervir cunado su presión de vapor se hace igual a la presión exterior. Por este motivo, utilizando aparatos especiales para la destilación (incluida la destilación fraccionada), de liquidos a presión reducida, desde algo por debajo a la presión atmosférica hasta presiones de 10^(-8) mm, los químicos han podido destilar la mayoría de los liquidos organicos y muchos solidos. Esta destilación a una presión inferior a la atmosférica recibe el nombre de destilación al vacio. 

DESTILACIÓN POR VAPOR

Si dos líquidos insolubles se calientan, ninguno de los dos es afectado por la presencia del otro (mientras se les remueva para que el líquido más ligero no forme una capa impenetrable sobre el más pesado) y se evaporan en un grado determinado solamente por su propia volatilidad. Por lo tanto, dicha mezcla siempre hierve a una temperatura menor que la de cada componente por separado. El porcentaje de cada componente en el vapor sólo depende de su presión de vapor a esa temperatura. Este principio puede aplicarse a sustancias que podrían verse perjudicadas por el exceso de calor si fueran destiladas en la forma habitual.



DESTILACIÓN MOLECULAR CENTRÍFUGA

Si una columna larga que contiene una mezcla de gases se cierra herméticamente y se coloca en posición vertical, se produce una separación parcial de los gases como resultado de la gravedad. En una centrifugadora de alta velocidad, o en un instrumento llamado vórtice, las fuerzas que separan los componentes más ligeros de los más pesados son miles de veces mayores que las de la gravedad, haciendo la separación más eficaz. Por ejemplo, la separación del hexafluoruro de uranio gaseoso, UF6, en moléculas que contienen dos isótopos diferentes del uranio, uranio 235 y uranio 238, puede ser llevada a cabo por medio de la destilación molecular centrífuga. 

SUBLIMACIÓN

Si se destila una sustancia sólida, pasándola directamente a la fase de vapor y otra vez a la fase sólida sin que se forme un líquido en ningún momento, el proceso se llama sublimación. La sublimación no difiere de la destilación en ningún aspecto importante, excepto en el cuidado especial que se requiere para impedir que el sólido obstruya el aparato utilizado. La rectificación de dichos materiales es imposible. El yodo se purifica por sublimación. 

DESTILACIÓN DESTRUCTIVA

Cuando se calienta una sustancia a una temperatura elevada, descomponiéndose en varios productos valiosos, y esos productos se separan por fraccionamiento en la misma operación, el proceso se llama destilación destructiva. Las aplicaciones más importantes de este proceso son la destilación destructiva del carbón para el coque, el alquitrán, el gas ciudad y el amoníaco, y la destilación destructiva de la madera para el carbón de leña, el ácido etanoico, la propanona y el metanol.

BEBIDAS ELABORADAS POR DESTILACIÓN Las bebidas alcohólicas que incluyen destilación en su proceso de elaboración son muchas, y sedistinguen las siguientes: Whisky: Incluye todas sus variedades; Escocés (Scotch), Irlandés, Whiskies Estadounidenses yCanadienses. Incluyen cierto añejamiento según sea su productor. Se elaboran siempre a partir decereales o malta. Vodka: Los de Europa oriental y báltica se elaboran a base de patatas y cereales, y los occidentales a partir de cereales solamente. Ron: Ron español o Rhum francés. Partiendo todos de la caña de azúcar, se agrupan en tres variantes básicas. (1) los secos y de cuerpo liviano. Producidos en Cuba, Puerto Rico, México, Argentina, Brasil y Paraguay; (2) los de cuerpo intenso producidos principalmente en Jamaica, Barbados y Demerara (Guyana Britanica); (3) los tipo Brandy pero aromáticos de Java e Indonesia, Haití y Martinica. Brandy o Cognac: A partir de la destilación de vino o fruta y añejado en toneles de madera. Los más conocidos son los que han tenido origen en Francia bajo el término de cognac y es el reconocido como destilación de vino. Los de fruta parten de manzanas, cereza, albaricoque (damasco), ciruela, etc. aunque son bebidas conocidas no como brandy o cognac si no por las marcas del producto terminado o nombre histórico que se les haya asignado. La Slivovitza: que derivan su nombre de la ciruela utilizada (Quetsch o Mirabelle). El Barat Palinka que deriva del albaricoque y añejada en barriles de madera. El Brandy de cereza que es también conocido como Kirsch en Francia y Kirschwasser en Alemania y Suiza que no tiene añejamiento alguno y por tanto color transparente. Tequila: Obtenido a partir del mezcal o agave, variedades de cactus de México y del desierto del sur de Estados Unidos de Norteamérica. Su añejamiento aumenta su calidad. Se comercializa con graduaciones alcohólicas que van desde los 37º hasta los 50º. Oke (Okelehao): Parte de la destilación de melaza de caña de azucar, arroz y jugo de una fruta local con la que también hacen una comida llamada Poi. Es añejada en barriles de roble. Ng ka py: Es una variedad de whisky chino de 43º hecho a partir de mijo y hierbas aromáticas y envejecido en madera. Licores: Es el grupo quizá de menor graduación alcohólica y que incluye las bebidas más dulces y aromáticas. La cantidad de combinaciones y sabores existente es ilimitada. En muchos casos es estandarizada y en otros es asociado a

una marca. Su graduación alcohólica comienza en los 27º y termina con los más fuertes en los 40º.