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La destilación es el proceso de calentar un líquido hasta su punto de ebullición, condensar los vapores formados, retirar y recolectar dichos vapores como liquido destilado. Tiene dos usos principales: Determinación del punto de ebullición y purificación.
Es útil para separar dos líquidos o para separar líquidos volátiles de soluto no volátiles (deben ser miscibles entre sí). También es útil para mezclas de líquidos que no necesitan ser separados rigurosamente como es el caso de las bebidas alcohólicas destiladas (aguardiente, coñac, ron, ginebra, wiski, etc).
Este tipo de destilación es útil para destilar compuestos con bajo punto de ebullición, que son volátiles, o de fácil descomposición. O también para compuestos con un punto de ebullición muy elevado, que obviamente tienen una baja presión de vapor.
También es necesario que el componente a separar sea inmiscible en agua (la única condición es que el resto de los componentes sean solubles en agua a ebullición y no presenten una presión de vapor apreciable).Existen dos tipos de destilaciones por arrastre de vapor la indirecta se inyecta vapor de agua en la mezcla que proviene de un recipiente separado o directa cuando se añade agua a la mezcla directamente. (Este último caso tiene la complicación de que no es fácil saber si se calculó la cantidad de agua necesaria para arrastrar todo el componente volátil, si no es así es complicado agregar más agua durante el proceso)
En la primera no se presenta un equilibrio de fases líquido-vapor entre los dos componentes a destilar como se da en la destilación simple, por lo tanto no es posible realizar diagramas de equilibrio ya que en el vapor nunca estará presente el componente «no volátil» mientras esté destilando el volátil. Además de que en la destilación por arrastre de vapor el destilado obtenido será puro en relación al componente no volátil (aunque requiera de un decantación para ser separado del agua), algo que no sucede en la destilación simple donde el destilado sigue presentando ambos componentes aunque más enriquecido en alguno de ellos
El punto de ebullición de un líquido se define como la temperatura a la cual la presión de vapor del mismo es igual a la presión total que soporta el sistema. Si a un líquido que entro en ebullición se le sigue entregando energía su temperatura no aumentara, pero una vez que se haya evaporado todo el líquido si puede ocurrir dicho incremento. El punto de ebullición puede variar con la temperatura, con la presión, con la estructura molecular, masa, y tipo de enlace que pueden formar las moléculas .O también con la concentración de la solución en cuestión, es decir con el número de partículas. Estos últimos se conocen como propiedades coligativas.
Las propiedades coligativas no guardan ninguna relación con el tamaño ni con cualquier otra propiedad de los solutos. Son función sólo del número de partículas y son resultado del mismo fenómeno: el efecto de las partículas de soluto sobre la presión de vapor del disolvente
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Disminución de la presión de vapor: La presión de vapor de un disolvente desciende cuando se le añade un soluto no volátil. Este efecto es el resultado de dos factores:
-la disminución del número de moléculas del disolvente en la superficie libre
-la aparición de fuerzas atractivas entre las moléculas del soluto y las moléculas del disolvente, dificultando su paso a vapor.
la presión de vapor de la disolución es igual a la presión de vapor del disolvente por la fracción molar del disolvente en la disolución. Esta fórmula tiene validez para todas las disoluciones verdaderas
La temperatura de ebullición de un líquido es aquélla a la cual su presión de vapor iguala a la atmosférica. Cualquier disminución en la presión de vapor (como al añadir un soluto no volátil) producirá un aumento en la temperatura de ebullición. La elevación de la temperatura de ebullición es proporcional a la fracción molar del soluto. Este aumento en la temperatura de ebullición (DTe) es proporcional a la concentración molal del soluto:
La temperatura de congelación de las disoluciones es más baja que la temperatura de congelación del disolvente puro. La congelación se produce cuando la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor del sólido.
La presión osmótica es la propiedad coligativa más importante por sus aplicaciones biológicas, pero antes de entrar de lleno en el estudio de esta propiedad es necesario revisar los conceptos de difusión y de ósmosis.
Difusión es el proceso mediante el cual las moléculas del soluto tienen a alcanzar una distribución homogénea en todo el espacio que les es accesible, lo que se alcanza al cabo de cierto tiempo.
Ósmosis es la difusión de líquidos a través de membranas. Supongamos una disolución de NaCl separada del disolvente por una membrana semipermeable permite el paso del agua pero no de la sal. El agua tiende a atravesar la membrana, pasando de la disolución más diluída a la más concentrada o sea, en el sentido de igualar las concentraciones. Esta tendencia obedece al segundo principio de la termodinámica y se debe a la existencia de una diferencia en la presión de vapor entre las dos disoluciones. El equilibrio se alcanza cuando a los dos lados de la membrana se iguala las concentraciones, ya que el flujo neto de agua se detiene
Si comparamos la presión osmótica de dos disoluciones podemos definir tres tipos de disoluciones:
disoluciones isotónicas son aquéllas que manifiestan la misma presión osmótica que la disolución de referencia
disoluciones hipotónicas son aquéllas que manifiestan menor presión osmótica que la disolución de referencia
disoluciones hipertónicas son aquéllas que manifiestan mayor presión osmótica que la disolución de referencia