¡Descarga Destilación simple y fraccionada: Separación y purificación de etanol y más Ejercicios en PDF de Química Orgánica solo en Docsity!
Universidad del Valle de Guatemala
Laboratorio Química Orgánica I
Instructora: Irma Orellana
Auxiliar: Natalia Salazar
Pedro Enrique Velásquez Shoc. 18941
Práctica No. 3
(Destilación simple y fraccionada)
I. Resumen El objetivo principal de la práctica fue en poder extraer etanol a partir de una mezcla de etanol-agua mediante destilaciones simples y fraccionadas. Donde el material principal de la práctica fue en la solución de etano-agua y un kit de destilación simple, donde se incluía cristalería como balones desde 50 ml hasta 500ml, la columna de destilación, matraz, tubos de ensayo, entre otros. Para el proceso de la destilación simple se obtuvo una densidad de aproximadamente 0.735 g/ml con un porcentaje de error de 2.26%, y para la destilación fraccionada se obtuvo una densidad de 0.826 g/ml obteniendo un porcentaje de error de 0.09%. Al observar dichos datos se pudo determinar que la destilación fraccionada es mucho más eficiente para obtener el líquido purificado o separada, a comparación de la destilación simple, donde el principal factor de error que se pudo observar en este proceso es que al suministrarle una cantidad considerable de calor este comenzó a ebullir con facilidad, generando que para este proceso se pudieron haber obtenido líquidos ajenos al propio etanol. Además, se recomienda que se monitoree constantemente el matraz donde contiene la mezcla de etanol- agua para que el nivel de la mezcla no se consuma completamente. Palabras Clave Separación de mezclas, destilación simple y fraccionada, extracción. II. Introducción La destilación ha sido una técnica de separación ampliamente empleada en la industria y en los laboratorios de química en todo el mundo, por lo tanto, resulta necesario analizar y estudiar los rendimientos de los métodos más habituales. La eficacia de la destilación se basa en las disparidades de presión de vapor, o puntos de ebullición, de dos o más sustancias en solución. La técnica implica la ebullición de la sustancia más volátil y su posterior condensación en un recipiente distinto a la inicial (Ortiz y Grande, 2019).
La principal característica que deben de tener ambas sustancias son puntos de ebullición diferentes, y con esto se hace referencia a que como mínimo deben de existir uno 20 C de diferencia entre ambos puntos de ebullición para que esta diferencia permita que una sustancia se evapora con más facilidad respecto a la otra sustancia. Por otro lado, las sustancias a utilizar deben de ser químicamente compatibles y con esto se hace referencia a que durante la mezcla estas no deben de reaccionar (Pavia, Lampman y Kriz, 2011). III. Materiales y Métodos Proceder a armar el sistema de destilación fraccionada, que se utilizará un matraz para poder obtener el contenido de la destilación. Asegurarse de lubricar las uniones y se asegurar cada unión con clips de plástico y no olvidar agregar el termómetro al sistema. Además, es necesario incorporar la estufa antes de poder armar el sistema. Agregar un matraz de 100 ml que en su interior contendrá la mezcla de levadura y agua, y también se requiere agregar las perlas de ebullición. Luego es necesario insertar el condensador en la parte de arriba de la columna de fraccionamiento y luego se debe de colocar un vaso de precipitado al final del sistema para poder iniciar con el proceso de destilación. Comenzar a calentar el matraz para que la mezcla en su interior comience a evaporarse, y este vapor pasará por la columna de fraccionamiento hasta que este se transforme en líquido, la sustancia que posea el mayor punto de ebullición no se podrá evaporar y este regresará al matraz de 100 ml. Al momento que se reporte una temperatura similar al punto de ebullición del etanol, se debe de cambiar de recipiente recolector, donde el objetivo será recolectar 1 ml de etanol purificado. En dado caso que la temperatura sobrepase el punto de ebullición del etanol se debe de cambiar nuevamente el recipiente recolector, esta acción debe de culminar hasta que se alcance un aproximado de 100 grados centígrados y la temperatura debe de ser constante. Por último, es necesario medir la cantidad que se obtuvo tanto del etanol purificado como del agua separada del etanol, y luego es necesario determinar el rango de temperatura a la cual se obtuvieron cada líquido. Al recolectar el etanol mediante el proceso de destilado, se procede a pesar el líquido y con la ayuda de un picnómetro se podrá obtener la densidad experimental del etanol. Si se quiere realizar una prueba de la pureza de etanol, se puede acercar alguna fuente de incineración para poder corroborar si el etanol se incendia con facilidad (Jessica, L., Matthew V., Binod, A., Nicolas V. y Melissa Solis. ,2010) (Pavia, Lampman y Kriz, 2011).
importante si se va a realizar dicho proceso con una destilación simple, ya que este método es menos eficiente al momento que se quieren separar dos líquidos con puntos de ebullición muy cercanos, y el principal problema de la destilación simple es que esta destilación ocurre demasiado rápido. Por lo tanto, los componentes de la muestra requieren un cierto tiempo de separación ( minutos), debido a que se necesita muchos ciclos de evaporización para poder obtener el líquido más puro, por lo que si se aumenta o se le suministra demasiada energía generamos que incluso los componentes que tienen características menos volátiles tengan la suficiente energía para seguirse evaporando (Sandtorv, 2022). Es importante mencionar que al momento de iniciar con el calentamiento del matraz para poder dar comienzo con el proceso de destilación, al poco tiempo pudo observarse cómo el líquido dentro del balón comenzaba a ebullir, por lo que en un aproximado de 10 minutos ya se podía observar como el líquido pasaba por la columna de destilación y luego se obtuvo el primer volumen del líquido de la extracción, por lo que el primer líquido extraído a una temperatura de 60 grados centígrados no se tomó en cuenta para determinar su densidad, sino que la extracción obtenida en el rango de 70 a 80 grados centígrados, que es el rango de temperatura a la cual ebulle el etanol sí se tomo en cuenta para poder realizar la determinación de su densidad. Para este proceso se usó un picnómetro, que este es un método simple para poder determinar la densidad de un líquido permitiendo llenar el picnómetro con el líquido para después proceder a pesarlo (Huamaní, s.f). Sin embargo, al ser este el instrumento principal para poder medir la densidad del etanol, es necesario tener en cuenta que el único proceso del cual se debe de realizar para conocer la densidad es en llenarlo con el líquido deseado (etanol) y luego pesarlo, pero con el hecho de poder llenarlo se puede tener cierto margen de error o bien una pérdida, ya que si el picnómetro no se llena en su totalidad, se obtendría un valor mucho menor al indicado, además, al no llenarlo en su totalidad estamos suponiendo que estamos trabajando con 1 ml del líquido (capacidad del picnómetro) y luego este suposición afectaría al resultado final debido a que realizamos la división de los gramos obtenidos de la solución entre el volumen de la capacidad del picnómetro, por lo tanto, dicho aspecto es importante tener en cuenta para poder obtener el valor más cercano al líquido en cuestión. VI. Conclusión Partiendo del objetivo principal de la práctica, se puede concluir que este objetivo si se cumplió, debido a que se pudo obtener la densidad del etanol mediante la destilación simple. Por otro lado, observando la densidad obtenida de una destilación simple y una destilación fraccionada esta nos señala que la destilación fraccionada es mucho más eficiente que una destilación simple, ya que en ambas destilaciones se trabajó con la misma solución y en la destilación fraccionada se pudo obtener el etanol más concentrado a comparación de la destilación simple. Por último, se concluye que la discrepancia en los márgenes de error de ambas destilaciones resalta la importancia de una elección meticulosa para el proceso de
destilación, ya que con la destilación fraccionada observamos una menor disparidad en los resultados finales. VII. Referencias Huamaní, G. (s.f). Densidad en líquidos: Método del picnómetro. https://www.geocities.ws/todolostrabajossallo/fico4.pdf López, M., Triana, J., Pérez, J. y Torres, M. (2005). Métodos físicos de separación y purificación de sustancias orgánicas. https://accedacris.ulpgc.es/bitstream/10553/436/1/494.pdf Ortiz Blanco, S. y Grande Verdugo, J. (2019). Destilación simple y fraccionada: Método de purificación de líquidos. http://surl.li/rbwof Pavia, D., Lampman, G., y Kriz, G. (2011). A Small Scale Approach. Recuperado de: https://glifos.umg.edu.gt/digital/85702.pdf Sandtorv, A. (2022). Destilación. https://espanol.libretexts.org/Quimica/Qu%C3%ADmica_Org%C3%A nica/Libro%3A_C%C3%B3mo_ser_un_qu%C3%ADmico_org%C3%A 1nico_exitoso_(Sandtorv)/02%3A_T%C3%A9cnicas_comunes_de_labo ratorio_de_qu%C3%ADmica_org%C3%A1nica/2.02%3A_Destilaci%C 3%B3n VIII. Apéndice a. Figuras No aplica b. Cálculos Cálculo 1 Determinación de la masa del etanol obtenida de la destilación simple, dentro del picnómetro.
- 853 𝑔 − 50. 118 𝑔 = 0. 735 𝑔 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 El procedimiento anterior muestra la obtención de la masa del etanol a partir de la destilación simple, donde los 50.853 gramos corresponden a la suma de la masa del picnómetro, la masa del beaker y la masa del etanol. Cálculo 2 Determinación de la densidad experimental del etanol obtenida de la destilación simple. 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 =
- 735 𝑔 1 𝑚𝑙 = 0. 735 𝑔 𝑚𝑙
