Laboratorio de Fundamentos de Química Orgánica QU-0211 II Semestre 2016 Destilación.

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Cuadro IV. Propiedades de las fracciones del destilado mediante la destilación fraccionada

Fracción

Índice de Refracción

Temperatura (°C)

1

1,331

60,5

2

1,331

61

3

1,330

87

Cuadro V. Propiedades de las sustancias de experimentación

Sustancia

Punto de Ebullición

Índice de Refracción

Temperatura (°C)

Agua destilada

100

1,334

23,4

Metanol

65

1,329

23,4

Mezcla

-

1,342

23,3

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[pic 1][pic 2]

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Discusión

En ambas destilaciones, las primeras fracciones como se observa en los Cuadro II, siempre fueron ricas en metanol, esto debido a que este posee un punto de ebullición menor al del agua como se observa en el cuadro V donde se presentan las propiedades de las sustancias de experimentación y notándose una diferencia de 35°C, donde el agua posee un punto de ebullición de 100 °C y el metanol posee 65°C como su temperatura a bullir, que por ende hace que sea la sustancia que se evapora primero.

Cabe destacar que en la destilación simple, las últimas fracciones tuvieron índices de refracción más parecidos al agua que al metanol, lo que hace que su porcentaje de metanol disminuya, al observar el cuadro V, el agua posee un índice de refracción de 1,334 el cual es utilizado como patrón y por lo tanto al hacer comparación con los datos obtenidos como índice de refracción y se puede determinar cierto grado de similitud, lo cual al ir creando más fracciones del destilado esta similitud ocasionaría la disminución del porcentaje de metanol e inclusive llegar a un cero en la concentración del mismo. Por el contrario, las fracciones con mayor porcentaje de metanol son las que poseen índices de refracción cercanos al dato reportado en la literatura que se observa en el Cuadro V, que es utilizado como valor de referencia y el cual es 1,329, y que al igual se compara con los obtenidos en el experimento representados en el cuadro II.

Las concentraciones de cada fracción para la destilación simple se mantuvieron en rangos parecidos ya que su variación no fue mayor a 4 unidades porcentuales. Dicha relación se lleva a cabo mediante un análisis del gráfico índice de refracción versus porcentaje de metanol, el cual se muestra en la figura 1, mediante este gráfico es así como se obtiene que las fracciones 1, 2 y 3 en la destilación simple son las que poseen concentraciones de metanol 91%, 87%, 86% respectivamente. [pic 3][pic 4]

Es de gran importancia mencionar que las fracciones5 fueron tomadas cada 10 mililitros obtenidos de destilado, tomando en cuenta la temperatura del vapor, el cual se puede observar una relación entre mililitro y temperatura en el gráfico I para la destilación simple y en el gráfico II para la destilación fraccionada, donde se muestra la tendencia generada del proceso, además se puede analizar los cambios de temperatura que estos poseen, ya que si bien es cierto la temperatura mostrada representa la temperatura por la cual la presión de vapor del líquido igualó a la presión de vapor del medio, lo cual por medio del punto de ebullición5 también se puede hacer una comparación y determinar el posible componente que se encuentre en las fracciones.

Conclusión

En este experimento se puede concluir que cuando una mezcla de líquidos entra en ebullición, el vapor que primeramente se llegan a condensar tendrá una mayor concentración del compuesto con menor punto de ebullición, ya que este bullirá primero en comparación al de mayor punto de fusión; por esta razón el compuesto que quedará puro será aquel que quede en el balón de destilación.

Con la destilación fraccionada se cumple la misma relación descrita anteriormente, sin embargo para este experimento se deben mostrar porcentajes menores debido a que la diferencia de puntos de ebullición de las sustancias mezcladas (agua y metanol) es mayor que 30° Celsius. Concluyéndose a su vez que no se logró separar del todo los compuestos, generando que para el estudio de la mezcla (agua y metanol) es más efectivo utilizar la destilación simple porque son sustancias puras (mayor al 90%) y la diferencia entre sus puntos de ebullición es de 35° Celsius por lo tanto se obtiene una mejor separación del metanol y un mayor porcentaje de recuperación.

También se puede concluir en que la diferencia entre ambos métodos es que en la destilación simple los vapores producidos son inmediatamente condensados, a diferencia de la fraccionada donde el vapor antes de ser condensado debe canalizarse a través de una columna, que permite un mayor contacto entre los vapores y los líquidos condensados, además es importante mencionar que los cuidados para realizar este experimento deben ser mayores, debido a que dicho experimento depende directamente de la colocación adecuado de los instrumentos que conforman el equipo para la destilación, además que se debe estar atento a tomar todos los datos que se necesiten, por ejemplo las temperaturas, los mililitros, el índice de refracción y otros, que se encuentren involucrados en el proceso llevado a cabo.

Referencias

- Galagovsky, L.; Química Orgánica: Fundamentos teórico-prácticos