Laboratorio n°10 Fraccionamiento De Mezclas De Productos Orgánicos Por Destilación.

2-Introduccion:

En esta decima experiencia se nos pide comprender los procesos de separación de los componentes aplicando un sistema de destilado conocimos los conceptos de mezcla ideal, líquidos miscibles, cuando un componente es más o menos volátil, las mezclas no ideales, las azotropiacas y la Ley de Raoult.

Para la cual anotamos las observaciones adquiridas, destilando una mezcla de benceno y tolueno (mezcla idea) y también destilamos una mezcla de etanol y benceno (mezcla no ideal) y con eso respondimos distintas preguntas planteadas, concluyendo el laboratorio y tomando una parte de los procesos de mezclas Ideales, líquidos, entre otros.

3-Objetivos:

Como objetivo se nos solicitó aplicar la comprensión de los procesos de separación de los componentes de mezclas de compuestos orgánicos por destilación y los procedimientos de control de estos procesos.

4- Fundamento Teórico:

La destilación es una operación utilizada con frecuencia, la cual nos sirve para la purificación y aislamiento de líquidos orgánicos. Donde la destilación aprovecha las volatilidades y puntos de ebullición de los componentes líquidos a separar.

La destilación depende de parámetros como: El equilibrio liquido vapor, temperatura, presión, composición, energía.

El equilibrio entre el vapor y el líquido de un compuesto está representado por la relación de moles de vapor y líquido a una temperatura determinada, también puede estudiarse este equilibrio a partir de sus presiones de vapor.

La temperatura influye en las presiones de vapor y en consecuencia de la cantidad de energía proporcionada al sistema, también influye en la composición del vapor y el líquido ya que esta depende de las presiones del vapor.

La presión tiene directa influencia en los puntos de ebullición de los líquidos orgánicos y por tanto en la destilación.

La composición es una consecuencia de la variación de las presiones de vapor, de la temperatura que fijan las composiciones en el equilibrio.

Puntos de ebullición, son aquellos puntos o temperaturas de compuestos puros a las que sus presiones de vapor igualan a la presión atmosférica, produciéndose el fenómeno llamado ebullición.

Procedimiento:

Materiales:

• Balanza digital

• Balón de destilación de fondo redondo Mezcla de etanol y benceno (50%)

• Adaptador para condensador termómetro

• Termómetro de 0 a 200ºC

• Agua destilada

• Condensador de vidrio corto

• Cerámica en pedazos

• Probetas graduadas de 100 ml.

• Calentador eléctrico para balones de vidrio

• Pinzas y soportes para equipo de vidrio

Reactivos

• Mezcla de benceno y tolueno (50%)

• Mezcla de etanol y benceno (50%)

1-Destilación de una mezcla ideal de benceno y tolueno

1. Adiciona 100 ml. de la mezcla de benceno y tolueno (50% de benceno en masa).

2. Dentro del balón de colocan 3 pedazos de cerámica, los cuales los utilizamos para regularizar la ebullición de la mezcla.

3. Se coloca en una probeta graduada de 100 mL bajo la boca del extremo del condensador y abra la llave de entrada de agua al condensador.

4. Se monta el balón en su lugar e inicie el calentamiento lentamente.

5. Se inicia la ebullición de la mezcla observando en el termómetro y midiendo la temperatura cuando la columna de mercurio llegue a un máximo.

Primera Gota:

Temperatura: 26°C Punto de Ebullición

6. Se deja que destilen 5 mL de mezcla midiéndolos en la probeta graduada y repetimos.

Se toma apuntes:

2-Destilación de una mezcla no ideal de etanol y benceno.

1. Se coloca en el balón 100 mL de la mezcla de 50% de etanol y 50% de benceno (en masa) y 3 pedazos de cerámica

2. Iniciamos el calentamiento suavemente se mide las temperaturas del destilado cada vez que se destilen 10 mL de líquido.

Primera Gota:

Temperatura: 50°C Punto de Ebullición.

3. Se deja que destilen 5 mL de mezcla midiéndolos en la probeta graduada y repetimos.

4. Se toma apuntes:

5-Calculos y tabla resumen de datos:

Para experimento n° 1

Benceno y tolueno ml vertidos Temperatura

2 ml “Punto de Ebullición” 2 ml. 26°C

5 ml 5 ml. 30° C

10 ml 5 ml. 42° C

15 ml 5 ml. 52°C

20 ml 5 ml. 62°C

25 ml 5 ml. 69°C

30 ml 5 ml. 74°C

35 ml 5 ml. 78°C

40 ml 5 ml. 81°C

45 ml 5 ml. 84°C

50 ml 5 ml. 85°C

55 ml 5 ml. 87°C

60 ml 5 ml. 88°C

65 ml 5 ml. 90°C

70 ml 5 ml. 92°C

75 ml 5 ml. 94°C

80 ml 5 ml. 96°C

85 ml 5 ml. 98°C

90 ml 5 ml. 100°C

95 ml 5 ml. 102°C

100 ml 5 ml. 102°C

Grafico

1. ¿El gráfico es una línea recta o no? ¿Por qué?

Solo es una línea recta en acenso el ingreso en ml de benceno y tolueno, para la medición de reactantes vs temperatura es diferente, se ve que mientras más reactantes se destila mas temperatura se necesita.

2. ¿Cuál es la última temperatura anotada, justamente antes que todo el

Líquido haya destilado?

Temperatura: 102 °C

Para experimento n° 2

Benceno y etanol ml. Vertidos Temperatura

5 "Punto de ebullición" 5 ml 50°C

10 ml 10 ml 59°C

20 ml 10 ml 63°C

30 ml 10 ml 64°C

40 ml 10 ml 65°C

50 ml 10 ml 66°C

60 ml 10 ml 67°C

70 ml 10 ml 70°C

80 ml 10 ml 73°C

90 ml 10 ml 75°C

100 ml 10 ml 74°C

Grafico

1. ¿Cuál es la forma del gráfico? ¿Por qué?

El grafico es menos lineal y constante ya que la temperatura v/s los reactivos van levemente en acenso hasta llegar a una media de 74°C para que el reactivo ebulla en su totalidad.

2. ¿Cuál es la última temperatura anotada, justamente antes que todo el líquido haya destilado y a qué es igual esa temperatura?

Temperatura: 74 °C

6-Conclusion:

Se realiza el proceso de destilación simple donde la mezcla ideal llega a su punto de ebullición (26°C) y mientras destila esta mezcla formada por benceno y tolueno a medida que tomábamos la temperatura, se ve que empieza a subir su temperatura como podemos observar en nuestra tabla de mediciones, estos resultados nos dejan en claro que es un tipo de variación lineal ya que cada 5 ml sube 2°C. En el caso de la mezcla no idea de etanol y benceno fuimos capaces de realizar el proceso y nuestras observaciones es que esta variación es menos lineal ya que tomamos muestras de 5 en 5 ml y nos arroja valores no constantes. Mediante esta prueba pudimos reconocer realizar el proceso de destilación fraccionada y pudimos evidenciar las diferentes temperaturas de ebullición.

7- Glosario:

Mezcla ideal:

La mezcla ideal es un modelo de mezcla en el cual el volumen, la energía interna y la entalpía de la mezcla es igual al de los componentes puros por separado, es decir el volumen, la energía y la entalpía de mezcla es nula. Cuanto más se acerquen a estos valores los de una mezcla real más ideal será la mezcla. Alternativamente una mezcla es ideal si su coeficiente de actividad es 1. Este coeficiente es el que mide la idealidad de las soluciones. Simplifica enormemente los cálculos y se usa de referencia para las mezclas reales.

Líquidos miscibles:

Es un término usado en química que se refiere a la propiedad de algunos líquidos para mezclarse en cualquier proporción, formando una solución. En principio, el término es también aplicado a otras fases (sólidos, gases), pero se emplea más a menudo para referirse a la solubilidad de un líquido en otro. El agua y el etanol (alcohol etílico), por ejemplo, son miscibles en cualquier proporción.

Componente más Volátil:

Los compuestos orgánicos volátiles, a veces llamados VOC (por sus siglas en inglés), o COV (por sus siglas en español), se convierten fácilmente en vapores o gases. Junto con el carbono, contienen elementos como hidrógeno, oxígeno, flúor, cloro, bromo, azufre o nitrógeno. Los COV son liberados por la quema de combustibles, como gasolina, madera, carbón o gas natural. También son liberados por disolventes, pinturas y otros productos empleados y almacenados en la casa y el lugar de trabajo.

Mezcla no ideal:

Es una solución que no respete las reglas de una solución ideal, donde las interacciones entre las moléculas son idénticas (o muy cerca) a las interacciones entre las moléculas de los distintos componentes. Es decir, no hay fuerzas que actúan entre los componentes.

Mezcla azeotropica:

Es una mezcla (liquidada) en la que dos o más sustancias tienen puntos de ebullición similares, por lo tanto no es posible separarlas por destilación. Hay mezclas azeotrópicas de punto de ebullición máximo y de punto de ebullición mínimo. La mezcla puede tener un punto de ebullición mayor, intermedio o menor que el punto de ebullición de sus componentes puros, en otras palabras: la mezcla azeotrópica se comporta como si fuera una sustancia pura, por eso no es posible la destilación.

Ley de raoult:

La ley de Raoult establece que la relación entre la presión de vapor de cada componente en una solución ideal es dependiente de la presión de vapor de cada componente individual y de la fracción molar de cada componente en la solución. La ley debe su nombre al químico francés Francois Marie Raoult (1830-1901).

Definición: Si un soluto tiene una presión de vapor medible, la presión de vapor de su disolución siempre es menor que la del disolvente puro. De esta forma la relación entre la presión de vapor de la solución y la presión de vapor del disolvente depende de la concentración del soluto en la disolución. Esta relación entre ambos se formula mediante la ley de Raoult mediante la cual: «la presión parcial de un disolvente sobre una disolución está dada por la presión de vapor del disolvente puro Po1, multiplicada por la fracción molar del disolvente en la disolución ».

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