Practica 4. Química Orgánica

PRÁCTICA #4 “Destilación simple y fraccionada.” INTEGRANTES : - Pine Pineda da Zamb Zambra rano no Eric Erick. k. - Sama Sama Pére Pérez z Axe Axel l Enr Enriq ique ue. . Resumen. La destilación es un proceso el cual se basa en la vaporización de un líquido, la condensación del vapor y recolección del condensado. En esta práctica se realizan dos destilaciones de un mismo líquido pero siguiendo procedimientos diferentes, se realizan todos los pasos previamente mencionados con el propósito de separar los componentes de una bebida alcohólica, para determinar el volumen de cada componente y realizarle un análisis a los resultados. Al realizar ambos métodos podemos observar de ellos cual es más efectivo para la sustancia problema, y conocer el fundamento que hay en cada uno de ellos, además de adquirir un buen criterio al elegir la técnica de destilación más adecuada. Finalmente elegimos que la mejor técnica de destilación para nuestra muestra problema era la fraccionada, obteniendo un porcentaje final de alcohol del 26.66% y un rango de error al compararlo compararlo con el valor teórico teórico del 11.13%. 11.13%.

 Antecedentes.  Antecedentes. La destilación es el método más importante y más empleado para purificar líquidos. Para una destilación sencilla o fraccionada el material utilizado debe sujetarse con pinzas a un soporte, si se está utilizando una columna vigreux (destilación fraccionada) debe ir recubierta de goma de asbesto, puesto que los choques mecánicos o incluso térmicos pueden romper el vidrio. Si se van a destilar líquidos inflamables se debe calentar el matraz mediante vapor de agua caliente procedente de una instalación central y suministrado a través de tuberías.(1) Como norma general cualquier mezcla de dos componentes que hierva con una diferencia de unos 80 C puede separarse por medio de la destilación sencilla. El componente de punto de ebullición más bajo sea el más volátil se destilara primero, y la primera fracción del destilado es muy rica en él. El componente de punto de ebullición más alto, el menos volátil, será el componente principal de la última fracción del destilado. Para sustancias cuyos puntos de ebullición difieran

en unos 30 a 80 todavía es posible su separación por repetición de destilaciones sencillas (destilación fraccionada). Estas mezclas pueden separarse en sus componentes más adecuadamente por medio de la destilación fraccionada.(2) Este tipo de destilación es un recurso ingenioso por el cual se realizan una serie de minúsculas separaciones en un operación continua. En principio, una columna de fraccionamiento proporciona una gran superficie para que los vapores ascendentes y condensado descendente intercambien calor, lo cual hace posible que tengan lugar muchas evaporaciones y condensaciones parciales a todo lo largo de la columna.(3) Se considera que una columna es como una serie de “platos” apilados en donde cada uno de ellos contiene una mezcla de una determinada composición en equilibrio con el vapor, a la vez que el vapor burbujea en el plato superior. En la columna del modelo cada plato correspondía a un equilibrio líquido-vapor.(5) En las columnas de destilación reales las columnas no tienen estos “platos” pero se conservó la denominación como medida de la eficiencia que se mide experimentalmente. Resultados y discusión. Tabla 1. Destilación fraccionada de una mezcla.

Volumen del destilado (mL)

Temperatura de destilación (°C)

1

73

2

73

3

73

4

74

5

77

6

92

7

92

8

92

9

92

10

92

% de alcohol destilado

26.66%

 Análisis tabla 1.

En esta tabla observamos que no se destiló ningún compuesto por debajo de los puntos de ebullición ni del etanol ni del agua lo que significa que la bebida no tenía otros compuestos como podría ser el metanol. Observamos una destilación del etanol de 70 a 73 °C con un total de 4 mL dando esto un porcentaje de 26.66% de alcohol en la bebida, y posteriormente notamos que se destilaron 5 mL de agua dando un porcentaje de 33.33% de agua destilada en la bebida. Tabla 2. Resumen de resultados.

Fracción de destilación.

Temperatura de destilación. (°C)

Volumen. (mL)

--------------

--------------

1er componente.

73-74

1-4

Fracción intermedia.

74-92

4-6

2do Componente.

92

6-10

Cola.

+92

2.5

Cabeza.

 Análisis tabla 2.

De igual forma que en la tabla anterior notamos que no se destiló ningún compuesto por debajo del punto de ebullición del etanol ni del agua por lo que este proceso no tuvo una cabeza,lo cual significa que el alcohol era muy puro. Por otro lado notamos que en la fracción intermedia aportó 2 mL al destilado, y finalmente obtuvimos una cola de 2.5 mL lo cual es un 16.66% del compuesto de la bebida alcohólica, el cual incluye azúcares, edulcorantes entre otros compuestos. Tabla 3. Destilación simple de una mezcla.

Temperatura de destilación (C)

Volumen del destilado (mL)

73

1

73

2

74

3

74

4

76

5

78

6

85

7

90

8

92

9

92

10

 Análisis tabla 3.

Con la destilación simple notamos un cuerpo del mismo porcentaje de etanol (33.33%) pero al fracción intermedia en esta destilación es considerablemente mayor, reduciendo el porcentaje de agua que se destiló en este método, siendo tan solo 13.33% de agua. Este resultado contra el de destilación fraccionada se ve un poco más inexacto ya que aunque se obtuvo el mismo porcentaje de etanol destilado el porcentaje de agua varía considerablemente de un método a otro. Tabla 4. Resumen de resultados.

Fracción de destilación.

Temperatura de destilación (°C)

Volumen (mL)

Cabeza

----------------

--------------

Cuerpo

73 - 75

1 - 5

Cola

+92

3.5

 Análisis tabla 4.

Observamos de nuevo que por este método tampoco se obtuvo una cabeza de destilado, por lo tanto la bebida alcohólica que se destilo era muy pura y no contenía otro tipo de alcoholes. Por otro lado en este método obtuvimos una cola mucho más grande siendo 23.33% del destilado total, el cual contiene azúcares, edulcorantes entre otras sustancias.

Gráficos.

 Analisis grafico 1.

En este tipo de destilación observamos por medio de la gráfica la gran eficacia que se obtiene al realizarla ya que se obtienen temperaturas constantes conforme se destila cada una de las sustancias de acuerdo a lo esperado por su punto de ebullición, y se aprecia bastante bien cada parte de la destilación .

 Análisis gráfica 2.

En el gráfico podemos ver que en este caso la destilación simple no es muy adecuada al destilar estas sustancias, ya que las temperaturas de destilación varían mucho al principio y son confusas al decir en qué momento se destila cada una de las

sustancias y por lo tanto noes posible apreciar las partes de la destilación. Comparación de los métodos. Al comparar la destilación sencilla y fraccionada, notamos que en ambos casos no se obtuvo una cabeza de destilación y que en ambos se obtuvo la misma cantidad de etanol destilado, por lo tanto los ambos métodos arrojan que la bebida alcohólica era muy pura o de buena calidad y no contenía otro tipo de alcohol. Por otro lado por el método de destilación sencilla se obtuvó una fracción intermedia muy grande comparada con la obtenida por el método de destilación fraccionada, lo que no nos permite apreciar de manera correcta la cantidad de agua que contiene este producto, mientras que en la destilación fraccionada esto no se presenta dando un porcentaje de agua mas real, y por lo tanto dejando una cola de destilación mucho más pequeña en comparación a la destilación simple que incluye los demás componentes de la bebida alcohólica los cuales ya son en una cantidad mucho menor.

Conclusión. Podemos concluir que para la bebida alcohólica que se destiló el mejor método de destilación fue el de destilación fraccionada, ya que teóricamente este método es utilizado para mezclas con puntos de fusión cercanos, y esto se comprobó ya que este método nos arroja datos más parecidos a los informados por el proveedor y nos da una fracción intermedia mucho menor. Finalmente concluimos que la bebida alcohólica que destilamos tiene un 26.66% de alcohol el cual es diferente al reportado por el proveedor el cual es de 30% lo que deja el proceso con un rango de error del 11.13%.

Cálculos. -

Porcentaje de alcohol y agua:

S i 15 mL  = 100% de la muestra 4 mL

=

 X 

Se llevó a cabo una regla porcentajes. (4 mL) Ejemplo: % Etanol  = (15 mL) x100 = 26.66% -

Porcentaje de error.

%Teorico = 30%

% Error  =

%T eo − % Exp %T eo

% Experimental  = 26.66%

=

30 − 26.66 30

= 11.13%

de

tres

para

determinar

estos

Bibliografía. 1. Curso de química orgánica experimental. Ray Q. Brewster. Ed Alhambra. Primera Edición. Pág 11-16. 2. http://www.quimicaorganica.net/destilacion.html 3. http://fraymachete-fq.blogspot.mx/2008/11/destilacin-frac cionada.html 4. http://www.sabelotodo.org/quimica/detilacionfraccionada.h tml 5. http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/destilacio_glosa ri.html