Destilación Presión Reducida

LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA I

PRÁCTICA 5. PUNTO DE EBULLICIÓN: DESTILACIÓN SIMPLE Y A PRESIÓN REDUCIDA

De León Lara Mónica Guadalupe Cándido López Anaid Alethia

Grupo 35

INTRODUCCIÓN

Los alcanos son hidrocarburos de enlace sencillo, en los que su fórmula general es CnH2n+2, son sustancias apolares y poco reactivos. Las series de compuestos como los n-alcanos, que se diferencian solo en el número de metilenos se llaman series homólogas y las sustancias que forman parte de la serie se les conoce como homólogos. Algunas de las propiedades físicas de los alcanos son las siguientes:

En los hidrocarburos, los factores que determinan puntos de ebullición suelen ser principalmente el peso molecular y la forma, lo que es de esperar de moléculas que se mantienen unidas esencialmente por fuerzas de Van der Waals. También cuanto más grande sea una molécula orgánica (mayor peso molecular), más elevado será su punto de ebullición porque aumentan las fuerzas intermoleculares. Así los alcanos de menor tamaño, metano, etano, propano y butano son gases a temperatura ambiente, los alcanos lineales desde C5H12 hasta C17H36 son líquidos y los de mayor número de carbonos son sólidos a temperatura ambiente.

La estructura molecular de los alcoholes es R-OH, donde R es la cadena hidrocarbonada que puede tener el número de carbonos n. Los alcoholes que tienen de uno a tres átomos de carbono son completamente solubles en agua; a medida que crece la longitud de la cadena carbonada, aumenta su carácter alifático y disminuye su solubilidad en agua. Los grupos funcionales son claves para determinar también los puntos de ebullición. Los alcoholes al tener grupos -OH presentan un momento dipolar, además de que forma puentes de hidrógeno lo que provoca que su punto de ebullición sea más alto que el de los hidrocarburos de su mismo peso molecular.

La destilación a presión reducida consiste en disminuir la presión del sistema, así el punto de ebullición del líquido será menor. Esto se relaciona con la presión de vapor del líquido, que se va a igualar a la presión dentro del aparato de destilación (menor que la presión ambiental) disminuyendo su punto de ebullición antes de que se descomponga, es decir, la presión de vapor de cualquier sustancia es una función directa de la temperatura. Este método es útil cuando se requiere destilar sustancias con un punto de ebullición muy alto.

Cuando tenemos un problema matemático con varias ecuaciones y por lo tanto con varias respuestas, es posible representarlas en un nomograma. Gracias a esta representación gráfica, por medio de un análisis gráfico del mismo se pueden determinar variables de interés.

Un manómetro mide la diferencia en la presión en aire o líquidos comparándola a una fuente externa; generalmente a la presión atmosférica de la tierra. Hay varios tipos de manómetros, el más simple: un piezómetro de tubo, que es un único tubo y una base que sostiene el líquido. Otros manómetros comunes son los que tienen forma de U, interconectados por varios tubos.

OBJETIVOS

• Conocer la diferencia entre la destilación simple y la destilación a presión reducida

• Conocer cómo se utiliza un nomograma para determinar la fracción a la que se destila el cuerpo de la destilación

• Determinar a partir de la naturaleza de la sustancia, la técnica que se puede utilizar para realizar una destilación

DIAGRAMA DE FLUJO

(Anexos al reverso)

RESULTADOS

Tabla1. Fracciones de la destilación simple

Fracción de la destilación Temperatura de la destilación Volumen (mL)

Cabeza 60 0.5

Cuerpo 60 5

Cola > 60 1.5

Tabla 2. Punto de ebullición de alcoholes lineales vs. N° de átomos de carbono

Sustancia Masa molecular (uma) N° de átomos de C Punto de ebullición (°C)

Metanol 32 1 60

Etanol 46 2 71 / 72

n-propanol 60.1 3 88 / 90

Isopropanol 60.1 3 74

n-butanol 74.12 4 110

Tabla 4. Puntos de ebullición de alcoholes vs. Puntos de ebullición de alcanos lineales

N°. De átomos de carbono Alcohol Punto de ebullición (°C) Alcano Punto de ebullición

1 Metanol 60 Metano -161.49

2 Etanol 71 Etano -88.63

3 n-Propanol 88 Propano -42.1

3 Isopropanol 74

4 n-butanol 110 n-Butano -0.5

Tabla 3. Datos de destilación a presión reducida

Fracción Temperaturas de destilación Volumen (mL) Presión (mmHg)

1 87 0.5 13

2 140 4.8 175

Gráfica

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