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OPERACIONES TERMICAS. PARTE 1 - Contenido educativo

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Subido el 4 de marzo de 2026 por M.paz C.

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Hola, buenas tardes. Bueno, en esta unidad vamos a tratar de las operaciones térmicas, ¿vale? Hemos visto las operaciones mecánicas, que lo que nos ayudaban es a separar los componentes, los distintos componentes de una mezcla heterogénea a través de un proceso físico, ¿vale? 00:00:05
Y en esta unidad lo que vamos a tratar son las operaciones térmicas que se aplican a mezclas homogéneas y que, bueno, como podemos imaginarnos por el nombre, en este tipo de operaciones lo que utilizan es el calor para separar los distintos componentes, purificar una muestra, una mezcla, ¿vale? 00:00:22
Operaciones térmicas, las separaciones térmicas utilizan el calor como medio para separar los diferentes componentes de una mezcla homogénea. 00:00:45
En las operaciones térmicas tenemos distintas operaciones. Tenemos la destilación, evaporación, secado y cristalización. Todas ellas usan la variación de temperatura para llevar a cabo esa separación, purificación de componentes. 00:00:52
¿Vale? En la deshilación, que bueno, es el método más importante para la purificación de líquidos o la separación de un líquido de sus impurezas no volátiles. ¿Vale? Y cuando es posible, para la separación de dos o más líquidos. En la deshilación la separación se basa en la diferencia entre los, si tratamos de una mezcla de dos líquidos, dos o tres, los que sean, la separación se basa en la diferencia entre los puntos de ebullición de esos componentes que forman parte de la mezcla. ¿Vale? 00:01:08
En función del punto de ebullición de los componentes que forman parte de una mezcla, pues se emplearán distintos tipos de destilaciones, ¿vale? Y tenemos destilación simple, destilación fraccionada o rectificación, son dos formas de llamar a lo mismo, destilación a presión reducida y destilación por arrastre de vapor, ¿vale? 00:01:35
Las comentaremos en mayor detalle a continuación. 00:01:58
Otra de las operaciones que emplean el calor para separar los componentes de una mezcla es la evaporación, ¿vale? 00:02:03
En este caso, de lo que nos servimos es la diferencia en la volatilidad de los componentes que constituyen la muestra, ¿vale? 00:02:08
Otra operación es el secado, ¿vale? 00:02:17
Que básicamente, como ya hemos visto al hacer la determinación de la humedad en las galletas, 00:02:19
pues consiste básicamente en eliminar el agua o otro disolvente, ¿vale? 00:02:24
Porque cuando hablamos de secado no quiere decir solamente que sequemos, o sea, secar es eliminar el disolvente, ¿vale? 00:02:28
Entonces ese disolvente puede ser agua, que es lo más habitual, o puede ser otro líquido, ¿vale? 00:02:35
Etanol, acetona o lo que sea, ¿vale? 00:02:40
Y la muestra sobre la que se produce la eliminación de ese disolvente puede ser una muestra sólida, líquida o gaseosa, ¿vale? 00:02:43
La diferencia básica entre secado y evaporación, que muchas veces aparecen como mezcladas, es que simplemente en la evaporación la cantidad de líquido que se evapora es grande, mientras que en el secado la cantidad de líquido que se elimina es pequeña. 00:02:49
Pero bueno, también se diferencian un poco en la forma en que se lleva a cabo esa operación. 00:03:06
Pero bueno, la principal diferencia es la cantidad de líquido que se elimina de la muestra. 00:03:14
Elevada en la evaporación, pequeña en el secado. 00:03:18
Y otra de las operaciones térmicas de las que hablaremos en esta unidad va a ser la cristalización, 00:03:22
que consiste en la separación por enfriamiento, aquí no aplicamos calor como en las anteriores, 00:03:27
del componente menos soluble en una disolución. 00:03:32
Bueno, aquí hay una diapositiva de las aplicaciones, de las operaciones térmicas. 00:03:38
Bueno, determinación de los puntos de ebullición de una sustancia, 00:03:45
que ya sabemos que si tenemos una sustancia pura, el punto de ebullición es único, ¿vale? 00:03:48
O sea, puede tener una variación de uno o dos grados. 00:03:54
Si tenemos una mezcla de líquidos, no tendremos un único punto de ebullición, 00:03:57
sino que tenemos un intervalo en función de la mezcla que tengamos, pues será más o menos ancho, pero nunca va a ser un único valor, sino que va a ser un intervalo. 00:04:01
Entonces, el punto de ebullición es una forma de poder saber si un producto que tenemos es puro o no, al igual que el punto de fusión, sería lo mismo. 00:04:09
El punto de ebullición aplicaría, es un criterio de pureza para los líquidos y el punto de fusión para los sólidos. 00:04:19
Pero bueno, otra de las aplicaciones, obtención de diferentes sustancias, como por ejemplo la obtención de las fracciones del petróleo, pues se aplica a la destilación para separar los distintos componentes de ese petróleo que hemos obtenido. 00:04:25
Otra aplicación sería separación de líquidos misibles de diferentes puntos de ebullición. En función de la diferencia de los puntos de ebullición en esa mezcla, tendremos que utilizar un tipo de destilación u otra. Ahora lo comentaremos. 00:04:40
Otra aplicación es eliminación del disolvente en proceso de síntesis 00:04:51
Otra aplicación purificación o separación de sólidos 00:04:59
Secado y lavado de gases 00:05:02
Y separación de dos fases líquidas invisibles de diferente densidad 00:05:04
En realidad es como un poco decir lo mismo con diferentes palabras 00:05:09
Vamos a ver primero una serie de conceptos que son importantes 00:05:16
son importantes que debemos conocer a la hora de hablar de todas estas operaciones, 00:05:20
que están basadas en el calentamiento de las muestras y líquidas. 00:05:24
Y ese calentamiento implica un cambio de fase, un cambio de fase de líquido a vapor. 00:05:28
Entonces, bueno, vamos a ver una serie de conceptos relacionados con ese cambio de fase de líquido a vapor. 00:05:34
El primer de ellos es la presión de vapor. 00:05:40
La presión de vapor de un líquido es la presión gaseosa de ese vapor 00:05:43
que ejercen las moléculas vaporizadas en equilibrio con el líquido. 00:05:47
Cada líquido tiene una presión de vapor diferente. 00:05:51
La presión de vapor se obtiene si yo tengo en un recipiente cerrado un líquido 00:05:55
y caliento ese líquido, al estar calentándolo suministro energía a ese líquido, 00:05:59
a las moléculas que forman parte de ese líquido y entonces al adquirir esa energía 00:06:07
aumentan las vibraciones de los átomos que forman parte 00:06:11
o de las moléculas que forman parte de ese compuesto 00:06:16
y llega un momento en que esa energía es tal 00:06:19
que esas moléculas son capaces de separarse de sus compañeras 00:06:21
y pasar a la fase de vapor. 00:06:26
Entonces llega un momento en el que el número de moléculas 00:06:28
que pasan de la fase líquida a la fase de vapor 00:06:30
es el mismo que el de las moléculas que pasan 00:06:32
de la fase vapor a la fase líquida. 00:06:34
Entonces cuando llegamos a ese equilibrio 00:06:37
en equilibrio con el líquido es lo que llamamos presión de vapor. 00:06:38
Y esta presión de vapor depende de la naturaleza del líquido 00:06:45
en función de qué tipo de interacciones se producen entre las moléculas 00:06:48
que forman parte de ese líquido. 00:06:52
Cuanto más fuertes sean esas interacciones entre las moléculas 00:06:53
que forman parte de ese líquido, menor presión de vapor va a tener ese líquido. 00:06:57
Otro de los factores que afectan a la presión de vapor es la temperatura. 00:07:05
A mayor temperatura, mayor presión de vapor porque estoy suministrando con ese calentamiento, con ese aumento de temperatura, estoy suministrando más energía a esas moléculas, ¿vale? 00:07:08
Con lo cual van a ser capaces o les va a ser más fácil escapar de ese líquido, ¿vale? 00:07:18
Y otro factor que afecta a la presión de vapor de un líquido es la presencia o no de sales disueltas, ¿vale? 00:07:25
Si tengo sales disueltas en ese líquido, esas sales van a dificultar la salida de esas moléculas de líquido a la fase de vapor, ese paso. 00:07:32
Con lo cual, el tener una sal disuelta en un líquido va a hacer que la presión de vapor sea menor. 00:07:43
Este apartado de presencia de sales disueltas lo veréis en mayor profundidad en la asignatura en el módulo de pruebas fisicoquímicas. 00:07:49
Pero yo siempre te lo comento para que sepáis, como tenemos que hablar de la presión de vapor, pues qué factores influyen en esa presión de vapor. Una cosa que tenemos que tener claro, que a veces es mucha confusión, es que cuanto mayor es la presión de vapor de un líquido, cuanto más moléculas de vapor tengo en ese equilibrio vapor-líquido, menor es el punto de ebullición, es decir, más volátil es el líquido. Esto siempre crea confusión. 00:07:59
A mayor presión de vapor, menor punto de ebullición. Más fácil es el paso de vapor de un líquido, el que sea. Una vez dicho esto, lo que hemos comentado antes, aplicaría a un líquido puro y ahora vamos a hacer unos pequeños comentarios de mezclas de líquidos. 00:08:32
¿Vale? Entonces, si tenemos una mezcla de dos líquidos inmiscibles, ¿vale? La presión de vapor de esa mezcla, de esos dos líquidos inmiscibles, es igual a la presión de vapor de uno de los componentes más, como si, de puro, más la presión de vapor del otro componente puro. 00:08:56
¿Vale? Es lo que viene indicado en esta fórmula. La presión de vapor total es igual a la presión de vapor del componente A puro, este cerito de aquí indica que es puro, más la presión de vapor del componente B puro. ¿Vale? No se ve la presión que ejerce un componente y la presión que ejerce el otro componente no se ve influenciado por estar en presencia del otro. ¿Vale? Cada uno ejerce su presión de vapor de forma independiente. 00:09:19
Entonces, si tengo una mezcla de dos líquidos invisibles, cada uno ejerce su presión de vapor de forma independiente. 00:09:44
Y la presión de vapor de la mezcla será la suma de las presiones de vapor de cada uno de los componentes, como si fueran puros y estuvieran solos. 00:09:50
Y en el caso de líquidos miscibles, que están mezclados, que se mezclan entre ellos, que hay una mezcla, es como si tuviera... 00:10:01
Es decir, que tengo dos líquidos miscibles y que tengo uno disuelto en el otro. 00:10:07
El que está en menor proporción lo llamo soluto y el que está en mayor proporción lo llamo disolvente. 00:10:11
En lugar de tener una disolución de un sólido en un líquido, pues es como si tuviera una disolución de dos líquidos. Eso es lo que llamamos líquidos miscibles. Entonces, en ese caso, la presión de vapor ejercida por esa mezcla de dos líquidos sí que viene influenciada la de uno por el otro. 00:10:14
Entonces, en ese caso, en el que tenemos una mezcla de dos líquidos miscibles, la presión de vapor, igual que en el caso anterior, la presión total de la mezcla es la presión que ejerce uno más la presión que ejerce el otro líquido de esa mezcla, 00:10:30
Pero en este caso, al estar influenciados uno por la presencia del otro, la presión parcial del componente A es igual a la fracción molar del componente A en la fase líquida por la presión de vapor del componente puro. 00:10:48
Y la presión de vapor del componente B en esa mezcla es igual a la fracción molar del componente B en el líquido por la presión de vapor del componente puro. 00:11:02
Y la presión total de esa mezcla será la suma de este TA más este BB. 00:11:13
Lo que pasa es que en el caso anterior eran los componentes puros, aquí no son puros, 00:11:19
sino que tenemos este factor de la fracción molar de cada uno de los componentes en la disolución. 00:11:27
Dice la presión de vapor de líquidos miscibles. 00:11:36
La presión de vapor de un componente de una disolución es el producto de su presión de vapor en estado puro, 00:11:38
esta que tiene el cerito, ¿vale? 00:11:42
Por la fracción molar del componente en la disolución, ¿vale? 00:11:45
Y lo representaremos, la fracción molar del componente en la disolución 00:11:49
lo representamos por la letra X, ¿vale? 00:11:53
Para luego no liarlos haremos unos ejercicios relacionados con esto, 00:11:56
pero bueno, para que tengamos claro, si vemos la X es fracción molar del componente en la disolución, ¿vale? 00:11:59
Y la presión total de la mezcla será la suma de ambas presiones, esta más esta, ¿vale? 00:12:04
De esto haremos algunos ejercicios en la siguiente clase que hagamos online, ¿vale? 00:12:10
Que no la grabaré, sino que la haremos con vosotros online. 00:12:21
La presión de vapor de los líquidos miscibles, ¿vale? 00:12:31
Lo que sigue es la ley de Raúl, que es esta, ¿vale? 00:12:34
Otro apartado importante, vamos a ver. 00:12:43
Esto que hemos puesto aquí, la presión de vapor del componente A es función de la presión de vapor del componente A puro por la fracción molar del componente A en la disolución. 00:12:45
Otra forma de representar eso, o una forma de representar eso en forma de una gráfica es esto. 00:12:59
Son los diagramas de equilibrio líquido-vapor. 00:13:04
En estos diagramas lo que representamos es en el eje de las X la concentración, generalmente se expresa en forma de fracción molar, y en el eje de las Y es la temperatura. 00:13:06
En este diagrama representamos concentración en función de la temperatura, no se aparece el factor de presión porque se entiende que es a presión constante, a la presión atmosférica. 00:13:21
En estos diagramas lo que podemos ver es qué ocurre cuando tengo una mezcla de dos líquidos miscibles 00:13:31
Y en estos diagramas se representa la temperatura de ebullición de una mezcla ideal 00:13:38
Ideal es que cumple la ley de Raoult, que solo aplica disoluciones de líquidos miscibles 00:13:45
Representamos la temperatura frente al agua 00:13:51
Aquí está puesto al tanto por ciento, pero también a la concentración 00:13:53
Esa concentración la puedo expresar en forma de tanto por ciento o de fracción molar 00:13:57
Entonces, muchas veces se aplica en forma de fracción molar porque en estas ecuaciones aparece en forma de fracción molar en la ley de Raúl. 00:14:01
Por eso muchas veces cuando luego lo hago en forma de representación gráfica aplico también fracción molar. 00:14:09
Dice, bueno, del tanto por ciento o fracción molar del componente más volátil en la fase líquida y en la fase de vapor a una presión constante dada. 00:14:17
En este caso, habitualmente, por la presión atmosférica. 00:14:24
Entonces, como os he dicho, aquí representamos concentración, que puede ser tanto por ciento o fracción molar, y aquí temperatura. 00:14:27
¿Esto para qué nos sirve? Pues yo tengo una mezcla de dos componentes. 00:14:34
El componente A y el componente B. Dos líquidos, A y B. Llamaros los que sean. 00:14:39
Yo aquí tengo el expreso aquí en forma de fracción molar, que es una forma de expresar la concentración. 00:14:50
Como ya sabéis, yo digo, por ejemplo, aquí tengo como aquí está, vamos a poner que, bueno, para que no nos dimos, vamos a poner el componente A y el componente C. 00:14:56
Si yo esto lo expreso en función de, si yo tengo aquí este punto, este punto, como le he llamado A, hemos dicho que tengo dos mezclas, 00:15:08
una mezcla de dos componentes A y C, aquí estaría el 100% o la fracción molar de A que sea 1, ¿vale? 00:15:19
Por aquí lo que tengo es, aquí lo que tengo son distintas fracciones molares de distintas mezclas, ¿vale? 00:15:31
De esa mezcla del disolvente A y el disolvente, en este caso lo vamos a llamar C, ¿vale? 00:15:36
Mezclas de A y C. 00:15:41
Voy a representar en función del componente más volátil, ¿vale? 00:15:45
Que hemos dicho que es el C. 00:15:51
Si esto no es en función de fracción molar, aquí sería el 0 para la fracción molar de C 00:15:53
y aquí sería el 1 para la fracción molar de C. 00:16:00
Luego aquí tengo C y aquí tengo solo C, ¿vale? 00:16:04
porque si aquí digo que la fracción molar de C es 1 y esto lo llamo 1, aquí en este punto solo tengo C. 00:16:09
Como solo tengo C, este punto sería el punto de ebullición del componente C. 00:16:16
Y este K, como aquí lo que tengo es, si aquí tengo representado la fracción molar de C, 00:16:21
si esto es 0 para la fracción molar de C y esto es 1 para la fracción molar de C, 00:16:27
al componente A, esto tiene que ser 1 para la fracción molar de A 00:16:32
y esto tiene que ser 0 para la fracción molar de C 00:16:37
¿vale? porque si la fracción molar es 00:16:41
o sea, si la suma de las fracciones molares de una mezcla es 1 00:16:44
aquí solo tengo C, es que la fracción molar de C es 1, con lo cual la de A es 0 00:16:48
y aquí al revés, ¿vale? entonces, como aquí tengo 00:16:53
A solo, únicamente tengo A en la mezcla, este punto 00:16:57
del diagrama me marca 00:17:00
que sería el punto de ebullición 00:17:03
de A y este C 00:17:05
el punto de ebullición de C 00:17:07
puro. 00:17:09
Y entre medias tengo distintas mezclas 00:17:11
de A y C. 00:17:13
Por ejemplo, en este punto. 00:17:15
Vamos a suponer este punto, que llamamos 1. 00:17:17
En este punto 00:17:21
yo tengo una mezcla de A y C. 00:17:21
En este diagrama 00:17:27
lo que vemos 00:17:27
es cómo varía la composición 00:17:30
de una mezcla líquido-vapor en función de la temperatura 00:17:31
a una presión determinada. 00:17:33
Yo tengo una mezcla de A y C. 00:17:37
Estoy en este punto, que tendrá una fracción molar de C, 00:17:40
que en este caso, como hemos dicho que la de C va de 0 a 1, 00:17:43
pues tendré más A que C. 00:17:48
Pero bueno, tengo una mezcla de A y C. 00:17:51
Esta mezcla, en principio, estará, si no la caliento, 00:17:55
tengo dos líquidos, está en fase líquida, ¿vale? Entonces, toda esta línea, o sea, todo esto que está de aquí, de esta línea para abajo, 00:18:01
todo esto es fase líquida, son mezclas de A y C en fase líquida. Por encima de esta línea, ¿vale? Aquí pone, la línea la llamamos curva de vapor 00:18:08
y esta curva de líquido. Por debajo de la curva de líquido solo tengo líquido, por encima de la curva de vapor solo tengo vapor. 00:18:21
y entre medias de estas dos tengo mezclas de líquido y vapor, ¿vale? 00:18:27
Esto es lo que me dice esta representación gráfica. 00:18:34
Entonces, si yo tengo aquí esta mezcla de A y C, en la proporción que sea, 00:18:37
yo lo tengo en fase líquida, ¿vale? 00:18:41
Lo voy calentando, lo voy calentando, lo voy calentando, 00:18:44
hasta que llego a este punto en el que se empieza a formar vapor, ¿vale? 00:18:46
Ese vapor que se me ha formado tiene una composición que me viene dada por la curva de vapor. 00:18:53
Como el eje de composición es este, el de concentración-composición es lo mismo, 00:19:02
son dos palabras de dos formas de decir lo mismo, dos palabras de dos formas de decir lo mismo, 00:19:06
la primera gota de vapor que se me forma aquí, esta disolución inicial que tenía esta composición X1, 00:19:10
tendrá una composición vapor que viene dada por este valor, I1. 00:19:18
Lo que quiero decir es que yo tengo una mezcla X. 00:19:29
Este diagrama lo que me quiere decir es que yo tengo una mezcla X 00:19:31
en esta proporción, X1. 00:19:34
Y la caliento, esta mezcla se mantendrá en estado líquido 00:19:39
hasta que llego a esta temperatura. 00:19:43
Y a esta temperatura se empieza a formar vapor. 00:19:46
Y la primera gota de vapor que se me forma tendrá esta, que trazo una horizontal porque estoy a la misma temperatura, ¿vale? 00:19:48
Ese vapor que se me ha formado a esa temperatura, vamos a poner que son 100, por poner un valor, tendrá una composición que me viene dada por este punto, ¿vale? 00:19:58
Entonces, esto me sirve para saber qué composiciones tengo en la fase vapor y en la fase líquido a cada temperatura. 00:20:10
Esto yo lo puedo ver para distintas composiciones de mezclas iniciales que estoy calentando 00:20:15
Estas gráficas se obtienen de forma experimental 00:20:26
Lo que yo quiero decir es que yo tengo una mezcla de A y C con esta composición 00:20:30
La caliento, veo a qué temperatura empieza a hervir 00:20:35
Y obtengo este punto, porque yo esto lo tengo experimentalmente 00:20:39
Entonces, a esa temperatura, ese vapor que se me ha formado tiene una composición que yo determino y obtengo este valor. 00:20:44
Luego hago otra mezcla con esta composición. 00:20:56
Yo la voy calentando y veo que a esta temperatura se me empieza a formar vapor. 00:21:03
Pues marco este punto, determino la composición de ese vapor y obtengo este otro punto a esa temperatura. 00:21:07
Entonces, todos estos puntos yo los obtengo experimentalmente 00:21:14
y obtengo para distintas mezclas, pues, diagramas de este tipo. 00:21:18
O sea, no lo sé para todas las mezclas posibles, pero bueno, pues para muchas mezclas, 00:21:24
las más habituales, pues sí que estos diagramas ya están elaborados experimentalmente. 00:21:27
Y yo los puedo utilizar para sacar una serie de conclusiones 00:21:31
o para ver hasta qué temperatura puedo calentar una mezcla 00:21:33
para obtener un vapor de una determinada composición. 00:21:36
¿Vale? Para esto me sirve. 00:21:39
Estos diagramas, no sé si lo habéis oído, se conocen con el nombre de diagrama de la lenteja. 00:21:43
Pues si os suena a alguno, no sé, lo habéis visto en alguna otra asignatura o en grado medio. 00:21:47
Nos sirven para saber, básicamente, que tengo en fase vapor y en fase líquido a una determinada temperatura partiendo de una composición determinada, de mezcla inicial en fase líquida. 00:21:54
Vale, esta que hemos visto, digamos, son diagramas líquidos de vapor para disoluciones que consideramos ideales, ¿vale? 00:22:05
Una disolución ideal es aquella en la que las interacciones, si yo tengo una mezcla ideal o considero que es ideal entre un componente A y un componente B, 00:22:20
que sea una disolución ideal, quiere decir que las interacciones entre una molécula de A y una molécula de B 00:22:29
y las interacciones entre una molécula de B y una molécula de B son prácticamente iguales, ¿vale? 00:22:38
Entonces, en ese caso se considera que son disoluciones ideales y se cumple la ley de Raoult 00:22:44
y los diagramas de equilibrio líquido-vapos son de este tipo. 00:22:50
Ocurre que muchas veces las interacciones entre las moléculas de A, las moléculas de B y las interacciones entre las moléculas de A y B no son iguales, ¿vale? 00:22:55
No se cumple esa idealidad. Entonces, cuando no se cumple esa idealidad, lo que tenemos es una mezcla, lo que llamamos una mezcla azeotrópica, ¿vale? 00:23:07
Entonces, en ese caso, este tipo de mezclas, en ese caso, los diagramas de equilibrio líquido-vapor no son como los que hemos visto, sino que tienen de esta forma o de esta otra, ¿vale? Son de dos tipos, ¿vale? 00:23:16
la característica que tienen este tipo de mezclas 00:23:36
es que los 00:23:41
a ver, porque en este diagrama, es decir, yo tengo una mezcla 00:23:43
aparto de esta mezcla, ¿vale? y entonces 00:23:49
el vapor que yo tengo tiene esta composición 00:23:52
si ese vapor lo condensó, pues tendrá esta 00:23:55
composición, ¿vale? 00:23:58
pero ¿qué pasa? que yo cuando voy calentando una mezcla 00:24:02
digamos que esta es mi disolución de partida 00:24:05
pero esta disolución de partida va cambiando 00:24:10
a la vez que yo voy haciendo esa destilación 00:24:13
ese calentamiento de esa mezcla 00:24:15
esta composición de partida va variando 00:24:17
porque voy eliminando disolvente 00:24:19
el disolvente más volátil se evaporará 00:24:24
en mayor proporción que el disolvente menos volátil 00:24:27
con lo cual esta composición de esta mezcla me va a ir cambiando 00:24:30
Se me va a ir moviendo hacia acá. 00:24:34
Esto es lo que yo aprovecho para poder separar esa mezcla de dos componentes que tengan distinto punto de ebullición. 00:24:40
Una mezcla de dos líquidos que tienen distinto punto de ebullición, al final lo que voy a conseguir es que en un... 00:24:50
Bueno, ahora cuando veamos los equipos de destilación quedará más claro. 00:24:56
Voy a hacer que en un recipiente tenga un líquido y en otro recipiente tenga otro líquido. 00:25:01
Pero la concentración de la disolución de partida me ha ido cambiando a lo largo del tiempo, ¿vale? 00:25:09
¿Qué ocurre con las mezclas aceotrópicas? 00:25:28
Que esa disolución de partida que va cambiando a lo largo del tiempo, según voy calentando la mezcla, 00:25:30
llegará un momento en el que obtengo una mezcla con una composición tal que se va a comportar como un líquido puro. 00:25:38
¿Qué quiere decir esto? Un líquido puro es aquel que tiene un punto de ebullición constante, un único valor, y no puedo separar los componentes de esa mezcla. 00:25:44
Entonces, esas mezclas que se llaman azeotrópicas son aquellas que, al llegar a una determinada proporción en ese calentamiento de esa mezcla, no se capate esa mezcla, se comporta como si fuera un líquido puro. 00:25:58
y entonces la composición de la fase vapor y la fase líquida es la misma. 00:26:12
Aquí si os fijáis, yo tengo una composición de la fase líquida que viene marcada por esta X1 00:26:17
y el vapor que está en equilibrio con ese líquido a esta temperatura tiene otra composición distinta 00:26:23
y gracias a eso puedo separar los componentes de la mezcla. 00:26:28
En el caso de un aceótropo, eso no ocurre, ¿vale? 00:26:31
Si os fijáis aquí, llego a este punto, en esta mezcla, por ejemplo, de estos dos compuestos, 00:26:35
llego a este punto y en este punto se comportan como un líquido puro 00:26:41
y no puedo separarlos. 00:26:45
Esto es lo que llamamos un aceótropo de punto mínimo 00:26:48
y este es un aceótropo de punto máximo 00:26:50
en el que la mezcla a esta temperatura y a esta composición 00:26:55
se comporta como un líquido puro 00:27:00
y no soy capaz de separar los componentes de la mezcla. 00:27:02
La única forma de separar los componentes de la mezcla 00:27:08
es añadiendo otra sustancia que hace que se modifiquen 00:27:10
las interacciones entre los componentes A y B y se igualen esas fuerzas y se pueda separar 00:27:13
por una destilación. Este tipo de mezclas no pueden separarse por destilación fraccionada, 00:27:20
ahora veremos lo que es, para separarlas se añade un tercer componente. Así veraremos 00:27:27
las características de la mezcla y entonces ya es posible hacer una separación mediante 00:27:31
destilación. Vamos a hablar de la destilación. Es separación por la acción del calor de 00:27:34
un líquido volátil de una sustancia no volátil, en el caso de que tengamos una mezcla de un 00:27:44
sólido disuelto en el seno de un líquido y ese sólido no sea volátil, que es lo que 00:27:48
ocurre en la mayor parte de los casos, o una mezcla de varios líquidos y esos líquidos 00:27:53
tienen que tener, para que se puedan separar, distintos puntos de ebullición. En función 00:27:58
de la diferencia de esos puntos de ebullición de esa mezcla, utilizaremos una técnica u 00:28:02
otra de destilación. Cuando llevamos a cabo una destilación, obtenemos una fracción 00:28:07
llamamos residuo, pero que no tenemos que entender como que sea algo malo, ¿vale? 00:28:21
Y otra fracción que llamamos destilado, ¿vale? 00:28:28
Aquí no hay nada que sea bueno ni malo. 00:28:31
A veces nos interesa el residuo, a veces nos interesa el destilado, 00:28:32
a veces nos interesan las dos, ¿vale? 00:28:35
Pero bueno, lo que se trata es que yo tengo una mezcla de dos componentes, ¿vale? 00:28:36
A y B, y lo que tengo al final de esa operación de destilación, 00:28:42
lo que tengo en un lado el A y en otro lado el B. 00:28:45
O en un lado el B y en el otro el A, ¿vale? 00:28:48
Dependiendo de los puntos de ebullición que tengan esa mezcla de sus componentes que quiero separar. 00:28:50
Bueno, ya lo hemos visto en la primera diapositiva, hay distintos tipos de destilación, simple, fraccionada, al vacío o por arrastre de vapor. 00:28:59
Ah, bueno, no lo habíamos visto, pero bueno, hay distintos tipos que aplican a distintos tipos de muestras, ¿vale? 00:29:07
En función de las características que tengan los componentes de la mezcla, pues utilizaré una destilación simple, fraccionada, al vacío o por arrastre de vapor. 00:29:13
Básicamente, aunque aquí no queda muy claro 00:29:20
En la destilación lo que yo... 00:29:27
Básicamente lo que consiste es en calentar una mezcla 00:29:28
¿Vale? De dos componentes 00:29:31
Si lo hacemos, por ejemplo, en el caso de un... 00:29:33
Para que sea más sencillo el principio de explicar 00:29:36
Yo tengo una mezcla en la que tengo un líquido 00:29:38
Y en ese líquido tengo disuelto un sólido no volátil 00:29:40
Si yo caliento esa mezcla 00:29:44
¿Vale? Se producirá la evaporación del líquido 00:29:46
Ese líquido pasará de fase líquida a fase vapor 00:29:50
Lo que tengo que hacer luego es, en esa destilación, ese líquido pasa a fase vapor 00:29:53
Y luego lo que tengo que hacer en ese mismo proceso de destilación es evapor condensarlo 00:30:02
Condensarlo quiere decir que de fase vapor lo vuelvo a pasar a fase líquida 00:30:07
Lo que hago es recogerlo en otro contenedor distinto del que tenía la mezcla original 00:30:11
Entonces, por ese nublado tendré lo que llamamos residuo, vamos a suponer que en este caso es la sustancia no volátil, y en el destilado el líquido que se ha volatilizado, ¿vale? Entonces, en toda separada de destilación tenemos una operación de evaporación, en la que el líquido pasa de estado líquido a fase de vapor, y una operación de condensación, en la que ese vapor pasa de nuevo a fase líquida, ¿vale? 00:30:17
Y en el caso de una mezcla de dos líquidos que tengan diferentes puntos de ebullición, ocurre lo mismo. Yo tengo una mezcla de estos dos líquidos, cada uno tendrá un distinto, un diferente punto de ebullición, una diferente facilidad para pasar a fase de vapor, ¿vale? 00:30:40
Cuando yo los caliento esa mezcla, pues llegará un momento en el que, como hemos visto en los diagramas de equilibrio líquido-vapor, empezará a formarse vapor. 00:30:56
Ese vapor tendrá una composición determinada, que es distinta de la composición original del líquido del que partía. 00:31:06
Ese vapor será más rico en el componente más volátil, porque esa mezcla de dos líquidos, si tengo uno que tiene un menor punto de ebullición, le será más fácil pasar a la fase de vapor. 00:31:15
Con lo cual, ese vapor que se está generando tendrá una mayor composición en el componente más volátil 00:31:24
Cuanta mayor diferencia haya entre los puntos de ebullición de los dos componentes que forman parte de la mezcla original 00:31:31
más rico va a ser ese vapor en el componente del punto de ebullición menor 00:31:37
y más fácil va a ser, y más pura va a ser la separación de los dos componentes que forman parte de la mezcla 00:31:43
Entonces, la destilación simple se utiliza cuando tenemos una mezcla de dos líquidos, o un líquido y un sólido no volátil, bueno, vamos a hablar de dos líquidos, en los que las diferencias entre los puntos de ebullición sean muy elevadas. 00:31:49
Depende un poco del libro en el que lo mires, pues te dicen 80 o 100 grados. Tiene que haber diferencia para que este tipo de destilación sea adecuada, ¿vale? Porque si no, al final lo que tengo también es una mezcla, ¿vale? 00:32:10
Pero bueno, si existe una diferencia de 100 grados en los puntos de ebullición 00:32:21
de los dos componentes que forman parte de la mezcla, 00:32:25
voy a ser capaz de separarlos por destilación simple. 00:32:28
Voy a tener en un lado lo que hemos llamado residuo, el componente A, 00:32:31
y lo que llamamos destilado, el componente B. 00:32:35
El líquido se destila desde el matraz de destilación y al evaporarse 00:32:40
se establece un equilibrio líquido-vapor. 00:32:43
Se utiliza únicamente para mezclas cuyos componentes tengan puntos de ebullición muy diferentes. 00:32:46
Ya os digo, entre 80 y 100 grados, ¿vale? Como sistemas, bueno, butanol, etanol, agua metanol. 00:32:51
Este es el montaje que se necesita para llevar a cabo una destilación simple. 00:32:59
Entonces necesitamos, bueno, un sistema calefacto, ¿vale? 00:33:04
Porque como he dicho que son operaciones térmicas, se necesita aplicar calor. 00:33:10
Aquí aparece una manta calefactora, ¿vale? En este dibujito, pero lo ideal es que sea una manta calefactora. 00:33:14
Recordaros que la manta es la que, como un huevito aquí, ¿vale? En el que coloco el matraz de fondo redondo. 00:33:19
¿Por qué es mejor una manta? Porque el calentamiento en la manta es, como esto lo meto dentro de la manta y es como un huevito, 00:33:26
pues el calentamiento es más homogéneo en toda la masa del líquido, mientras que aquí es solo aquí. 00:33:33
Empieza por esta superficie y luego ya se distribuye por convección. 00:33:38
Pero en la manta calefactora la distribución del calor es más homogénea, con lo cual es mejor utilizar una manta calefactora o un baño de agua o un baño de arena. 00:33:41
¿Vale? Por eso, porque la distribución del calor es más homogénea en toda la masa del líquido que yo quiero calentar 00:33:47
¿Vale? Entonces tenemos el sistema calefacto, idealmente manta o baño 00:33:52
Sobre todo manta, ¿vale? Porque los baños, siempre luego esto está sucio, lo tengo que limpiar 00:33:58
¿Vale? Entonces es mejor una manta calefactora 00:34:03
Un matraz, generalmente de fondo redondo, donde coloco yo la mezcla que quiero separar 00:34:05
El siguiente componente es una cabeza de destilación 00:34:12
que es lo que me une el matraz de destilación 00:34:16
con el refrigerante 00:34:21
necesito también un adaptador de termómetro 00:34:22
y un termómetro para controlar la temperatura del proceso 00:34:27
aquí tengo el refrigerante 00:34:29
otro elemento que necesito 00:34:34
la alargadera y un recipiente colector 00:34:37
que puede ser un LRM 00:34:40
o matraz de fondo redondo 00:34:41
una probeta 00:34:45
en vez de un recipiente en el que recoger el líquido, ¿vale? 00:34:47
Luego necesito una serie de elementos, digamos, auxiliares, ¿vale? 00:34:52
Aquí tenemos, esto sería un elevador, ¿vale? 00:34:57
No está muy claro el dibujo, pero bueno, aquí lo que utilizamos es un elevador 00:35:01
para, si se produce un calentamiento, pues, digamos, anómalo de la mezcla que yo quiero destilar, 00:35:04
este elevador lo que hago es bajarlo. 00:35:14
entonces al bajarlo bajo el elemento calefactor 00:35:16
y esto ya se enfría más rápidamente 00:35:18
¿vale? si no tuviera esto 00:35:20
no puedo desquitar el elemento calefactor 00:35:22
si no desmonto todo el equipo 00:35:24
¿vale? entonces necesito la manta 00:35:26
o sea, la manta, perdón, el elevador 00:35:28
que si hay algún problema 00:35:30
en el destilado 00:35:32
bajo el elevador y el elemento calefactor 00:35:34
se retira del matraz que estoy calentando 00:35:36
¿vale? y luego, bueno, pues necesito 00:35:38
elementos auxiliares como un soporte, pinzas 00:35:40
clips para unir 00:35:43
los diferentes elementos, que llegaron, el montaje está más robusto, entonces seguimos. 00:35:44
Básicamente lo que hacemos es la destilación, yo tengo aquí mi mezcla con los componentes 00:35:57
a separar, lo caliento con esta manta calefactora. El calor hace que se empiece a formar vapor, 00:36:00
que este medio líquido pase a fase de vapor, esa fase de vapor estará más rica en el 00:36:10
componente más volátil, ¿vale? 00:36:16
Porque ya hemos dicho que tendrá un menor punto de ebullición 00:36:18
entonces será más fácil pasar a la base 00:36:20
de vapor. 00:36:22
Los vapores suben 00:36:25
por aquí. Vapor, hemos dicho, 00:36:26
vuelvo a repetir, enriquecido en el componente 00:36:28
más volátil y al 00:36:30
pasar por aquí, es decir, esto está cerrado, 00:36:32
esto es hermético, está cerrado, ¿vale? 00:36:34
Con la 00:36:37
cabeza, el adaptador de termómetro, 00:36:38
por aquí no se puede 00:36:40
escapar el vapor, entonces el vapor es obligado 00:36:41
a pasar por esta tubuladora. 00:36:44
A pasar hacia el refrigerante. Y esto está en fase de vapor. ¿El refrigerante qué es lo que hace? Pues refrigerar, enfriar, pasar este vapor que está pasando por aquí, pasarlo a fase líquida para luego recogerlo aquí. 00:36:46
Aquí en principio estará en fase de vapor, pero aquí lo que tenemos es un refrigerante, es un sistema o dos tubos concéntricos en el que por el tubo interior pasa el vapor y por el tubo exterior pasa un líquido refrigerante, generalmente agua del grifo. 00:37:01
Se produce un intercambio de calor entre el vapor y el líquido refrigerante y hace que ese vapor, en principio estaba aquí en fase de vapor, se vaya enfriando y aquí ya sea líquido y caiga aquí de forma de líquido, ¿vale? 00:37:16
El refrigerante, ya os digo, importante, por la camisa interior o por el tubo interior pasa el vapor y por la camisa exterior el refrigerante, generalmente agua del grifo. 00:37:31
aquí si veis 00:37:43
tenéis una flechita, no se aprecia muy bien 00:37:45
pero bueno, aquí una flecha hacia adentro 00:37:46
y aquí una flecha para que sale 00:37:48
porque aquí, para que el intercambio de calor 00:37:49
sea el óptimo 00:37:52
entre el vapor a refrigerar y el refrigerante 00:37:53
tienen que circular en contracorriente 00:37:56
entonces el vapor va hacia abajo 00:37:58
y el líquido va hacia arriba 00:38:00
para que el líquido vaya hacia arriba 00:38:02
esto es un refrigerante 00:38:03
lo conecto con una goma 00:38:06
a la entrada 00:38:07
de agua 00:38:08
al rifo, entonces el agua entra por aquí, sube 00:38:11
y sale por aquí, ¿vale? El vapor 00:38:15
va a condensar y el refrigerante circula en contracorriente 00:38:19
para optimizar ese intercambio calórico y conseguir que el vapor 00:38:23
pase a fase líquida, que aquí ya sea líquido y caiga 00:38:27
¿vale? Aquí, como comentarios 00:38:31
el termómetro se pone para controlar la temperatura 00:38:35
Para ir controlando el proceso de esa destilación. El bulbo del termómetro, aquí está un poquito abajo, tiene que estar colocado en la salida, porque por aquí es donde van a salir los vapores, para controlar a qué temperatura están esos vapores que van a condensar. 00:38:39
Por eso el bulbo del termómetro tiene que estar colocado justo a la altura de la tubuladora lateral de la cabeza de destilación. 00:38:55
Aquí estaría un poquito más debajo en el dibujo. 00:39:01
Y luego otra cosa importante es que, si os fijáis aquí, esto que está así como gris oscuro, quiere decir que son uniones esmeriladas. 00:39:05
Todas estas uniones esmeriladas es para asegurar un cierre hermético del sistema, del montaje, 00:39:14
Y todas estas uniones envergaderas tienen que estar untadas de vaselina o grasa. No hay que añadir mucho, ¿vale? O sea, tenemos que añadir vaselina o grasa para destilaciones para asegurar que el cierre sea hermético, ¿vale? 00:39:21
Porque no se me escape vapor por estas uniones de estas piezas y además para que, como estoy calentando, se me pueda producir la soldadura de las piezas y luego no hay forma de desmontar el montaje, ¿vale? El sistema. Entonces tengo que añadir esa vaselina, es importante, porque si no luego esto se calienta, se dilata un poco el vidrio y esto no hay forma de despegarlo, ¿vale? Entonces esa vaselina tiene dos funciones, asegurarme que luego pueda llevar a cabo el desmontaje de forma correcta y asegurar una herbeticidad del sistema, ¿vale? 00:39:42
O sea, bueno, no del sistema porque esto aquí está abierto, pero que estas uniones no se me vaya el vapor por aquí, ni por aquí, ni por aquí, ¿vale? O por aquí. Otra cosa que no he dicho, que también es importante, es que necesitamos añadir aquí plato por 8 para asegurarnos que no haya saltos en esa ebullición que vamos a llevar a cabo, ¿vale? 00:40:11
Entonces, bueno, yo creo que ya está todo comentado, el calentamiento será de forma progresiva, vamos, lento, y ya digo, con el termómetro controlamos la temperatura en la que se está produciendo esa destilación de los componentes de la mezcla, ¿vale? 00:40:33
Este es el montaje cuando los componentes de la mezcla, si hablamos de líquidos, tengan una diferencia entre los puntos de ebullición de más de 80 o 100 grados, ¿vale? 00:40:53
Si no, no soy capaz de separarlos, porque si no el vapor que se me forma va a tener prácticamente la misma composición que lo que tenía aquí, ¿vale? 00:41:03
Entonces, necesito que haya mucha diferencia entre los puntos de ebullición para que lo que me pase a fase de vapor sea, o esté muy, muy enriquecido en el componente más volátil. 00:41:11
que es el que recogeré aquí 00:41:23
hay ocasiones en las que aquí 00:41:25
pues para asegurarnos también 00:41:27
que no se me vaporiza esto 00:41:29
pues este recipiente lo meto en un vaso 00:41:31
con hielo o con agua fría 00:41:33
pero depende un poco 00:41:34
de lo que esté destilando 00:41:37
bueno, espero que haya quedado 00:41:39
más o menos claro 00:41:44
bueno, aquí viene un poco explicado también 00:41:45
lo mismo que he comentado 00:41:50
en la explicación 00:41:51
se vierte el líquido 00:41:53
en el manto de ebullición y se calienta. Para calentar puede utilizarse un bechero 00:41:56
Bunsen, bueno, no es lo más habitual, una manta calefactora o placa calefactora. La 00:41:59
elección depende de la inflamabilidad y del punto de ebullición de la sustancia. Hay 00:42:04
que calentar de forma que la destilación sea lenta pero sin interrupciones. El componente 00:42:08
más volátil hierve y el vapor desprendido pasa por el refrigerante donde se enfría 00:42:12
y condensa. Se recoge el destilado en un recipiente y para facilitar este proceso se coloca una 00:42:16
alargadera o codo. La principal aplicación de la destilación simple es la purificación 00:42:22
del disolvente, pero no es útil para separar completamente dos o más líquidos volátiles. 00:42:25
Generalmente, lo que tendremos aquí… Aquí imaginaos que tenemos una mezcla de aire al 00:42:31
50%, ¿vale? Y hay una diferencia entre 80, pues a lo mejor aquí, 80 grados entre los 00:42:38
dos componentes, pues aquí lo que tenemos en vez de aquí la proporción era 50-50, 00:42:44
pues a lo mejor aquí es 90-10 o 95-5, que es lo que depende de los puntos de ebullición 00:42:49
y de los componentes que forman parte de la mezcla. 00:42:56
Pero generalmente no va a ser una separación, o sea, no vamos a obtener aquí el componente totalmente puro. 00:42:59
Para eso tenemos que llevar a cabo otro tipo de destilaciones, como son las que vamos a ver a continuación. 00:43:07
Destilación fraccionada o rectificación. 00:43:17
Bueno, es la técnica más utilizada en la industria. Entonces, aquí dice, básicamente consiste en una serie de destilaciones simples, de modo que se aumenta mucho la eficiencia de la destilación. Se utiliza para separar compuestos cuyos puntos de ebullición difieren en menos de 25 grados. 00:43:19
Bueno, perdón 00:43:35
Como he dicho, la destilación frasada se usa 00:43:48
cuando queremos separar los componentes de una mezcla 00:43:50
y esos componentes es útil 00:43:52
incluso aunque difieran 00:43:54
en 30 grados, no como la otra 00:43:56
necesitamos que la diferencia entre los puntos de objeción 00:43:58
sea 80 o 100, sino aquí 00:44:01
aunque haya 25, también esto un poco depende del libro 00:44:02
que mires. Pero bueno, yo si lo pregunto en el examen, pues os pondré los valores que 00:44:04
pongo aquí. Pero vamos, que a lo mejor le pones otro libro y te pone que tiene que ser 00:44:09
en vez de 25, 40. Tampoco hay una cifra muy establecida. Pero bueno, aquí la diferencia 00:44:12
entre los puntos de división es mucho menor que en el otro caso. Y básicamente una destilación 00:44:24
Lo que consiste es como si hiciéramos muchísimas destilaciones. 00:44:29
Imaginaos esa mezcla que tenía aquí, que era 50-50 y yo lo he destilado y aquí tengo 80-20. 00:44:38
Después de llevar a cabo esa destilación. 00:44:46
Aquí es como si hiciera que este 80-20 lo vuelva a destilar. 00:44:48
Esto que tengo aquí, que es 80-20, vacío lo que tengo aquí, lo vuelvo a echar aquí y vuelvo a hacer otra destilación. 00:44:53
Entonces, aquí que partía de 80 a 20, a lo mejor aquí ya es 85-15 la mezcla. Este 85-15 lo vuelvo a meter aquí, lo vuelvo a destilar y aquí ya es 90-10, ¿vale? Pues es como hiciera eso, solo que digamos que en continuo, sin tener que estar sacando lo del destilado y pasarlo al otro sitio. 00:44:59
Y para eso lo que utilizamos es, lo que se hace es colocar lo que llamamos una columna de fraccionamiento, columna de destilación, entre el matraz de fondo redondo, donde vierto la mezcla que quiero destilar, y la cabeza de destilación. 00:45:20
El resto de los componentes es lo mismo, ¿vale? Tengo el matraz, la mata calefactora, aquí por ejemplo veis que está el elevador, lo han puesto en este sitio, pero bueno, claro, estoy muy alto, entonces a veces si no es complicado hacer el montaje. 00:45:38
Pero bueno, igual que tenemos esta manta, este elevador, tendríamos otro aquí, que si hay algún problema con esta destilación, pues bajo y retiro el elemento calefactor del matraz, ¿vale? Pero el resto, o sea, entonces, aparte de la columna, la manta, el matraz, la cabeza, el adaptador, el termómetro, el refrigerante y la cola de destilación y el matraz colector o el Hermeyer o el recipiente que se considera oportuno, ¿vale? 00:45:51
Igual, el agua de refrigeración entra por abajo y sale por arriba, lo mismo. Y hemos dicho que la diferencia es esta columna. ¿Esta para qué sirve? O sea, esta es la que me hace, o la que me ayuda a que tenga como muchas destilaciones en serie. 00:46:17
tengo aquí la mesa que estoy calentando 00:46:34
¿vale? de ese componente A y ese componente B 00:46:37
empieza a destilar 00:46:39
a pasar a fase de vapor 00:46:42
¿vale? no a destilar a fase de vapor 00:46:43
no tengo líquido, pasa a fase de vapor 00:46:45
va subiendo, como esto tiene, es una columna 00:46:46
que lo que, hay distintos tipos 00:46:49
¿vale? pero básicamente lo que tenemos es 00:46:51
el interior tiene mucha superficie 00:46:53
para que el vapor 00:46:55
entre comillas, ese mucho tiempo 00:46:56
¿vale? llegara a la parte de arriba 00:46:59
¿qué ocurre? porque aquí hay mucho tiempo 00:47:01
Pues que esto no es un tubo recto. Bueno, es un tubo recto, pero dentro tiene, digamos, como muchos impedimentos. Entonces, el vapor tiene que meterse entre todas las cositas que tengo aquí dentro, ¿vale?, todos estos recovecos, hasta llegar aquí arriba. 00:47:04
Como tengo muchos recovecos, la distancia que está recogiendo es mucho mayor que si fuera en línea recta. 00:47:20
Eso que implica que el componente, que es menos volátil, le dé tiempo a bajar su temperatura 00:47:26
y en vez de estar en fase vapor, cuando yo aquí, haber pasado a fase líquida y vuelve a caer aquí. 00:47:33
Entonces aquí arriba me llegará solo el componente más volátil. 00:47:39
El menos volátil, durante este recorrido, le ha dado tiempo a enfriarse, pasar a fase líquida de nuevo y volver a caer. 00:47:43
Entonces, como si hiciera, hemos dicho antes que en la deshidratación lo que tenemos es una evaporación y una condensación. 00:47:52
Pues aquí lo que ocurre son muchas evaporaciones y condensaciones, muchas veces, ocurre muchas veces ese proceso. 00:47:58
Entonces, en ese muchas veces, el componente menos volátil pasa a fase líquida y cae de nuevo. 00:48:04
Con lo cual aquí tengo un vapor muy enriquecido en el componente más volátil, que pasa por aquí, porque igual antes está cerrado, se ve forzado a pasar por el refrigerante condensa y es recogido aquí. 00:48:10
Entonces, aquí tendré en el matraz colector o el herméguer colector, dámelo como quieras, el componente más volátil o un vapor muy, muy enriquecido en el componente más volátil y aquí la mezcla muy enriquecida o, a lo mejor, dependiendo del caso, en la que solo tenga el componente menos volátil. 00:48:26
dependiendo de la eficiencia de la columna 00:48:50
y las diferencias entre los puntos 00:48:53
de posición de la mezcla, pues puede ser que aquí 00:48:55
tenga el componente 00:48:56
menos volátil y aquí el componente más volátil 00:48:58
separados de forma independiente 00:49:01
o no, ¿vale? 00:49:02
Lo que tiene que quedar claro es que en el otro 00:49:04
a lo mejor la separación 00:49:06
que consigo si parto una mezcla 50 por 5 00:49:09
50 es 50-60 00:49:10
o sea 40-60, mientras que aquí a lo mejor 00:49:13
es 95-5 00:49:14
ya digo que depende de la mezcla 00:49:15
que yo vaya a separar, ¿vale? 00:49:18
Entonces, bueno, consiste básicamente 00:49:23
en una serie de deshilaciones simples pequeñas. 00:49:25
Sirve para la separación de líquidos miscibles 00:49:27
cuyos puntos de ebullición son muy próximos, 00:49:29
bueno, muy próximos, entre comillas. 00:49:31
Y, por tanto, las tensiones 00:49:34
de vapor y presión de vapor es lo mismo, 00:49:35
son muy similares. 00:49:37
La separación será tanto más sencilla 00:49:39
cuanto más alejados estén los puntos de ebullición. 00:49:41
Este proceso se utiliza mucho en la industria. 00:49:43
Y las columnas, 00:49:48
esa columna de fraccionamiento 00:49:49
que hemos dicho, pues hay distintas formas, ¿vale? De relleno, de vigor o de plato. 00:49:51
Aquí he puesto una foto de vigor, de rellena, que son como una especie de anillitos, de tubitos pequeños y de platos, ¿vale? 00:49:56
Pero en cualquier caso lo que tenemos es que hay cosas, ¿vale? Dentro de la columna que impiden que el vapor pase de forma rápida hacia arriba. 00:50:06
Si no que tenga que recorrer, porque tiene mucho impedimento, choca, ¿sabes? Va chocando con estas cosas y se va enfriando. 00:50:14
Y entonces, ¿qué hace? Que al final el que tiene mayor punto de ebullición va a estar en fase líquida y cae. 00:50:19
Entonces, la forma de aumentar el tiempo que tarda en pasar este vapor de aquí a aquí, pues es eso. 00:50:26
Ponemos, digamos, impedimentos en ese recorrido y hay distintas formas de hacerlo. 00:50:33
Pero bueno, lo que tendremos es conseguir que ese vapor del componente menos volátil esté en fase líquida y caiga. 00:50:37
Otra forma de destilación es la destilación al vacío. 00:50:49
la verdad que no lo he dicho al principio 00:50:51
porque hay veces que doy cosas por hecho 00:50:54
pero 00:50:57
bueno, supongo que todos lo sabéis 00:50:57
cuando una sustancia pasa, para que una sustancia 00:51:00
pase de fase líquida a fase 00:51:02
de vapor, su presión 00:51:04
de vapor tiene que igualarse 00:51:06
a la presión atmosférica 00:51:08
¿vale? entonces, si la presión atmosférica 00:51:09
en lugar de ser de una atmósfera 00:51:12
760 milímetros de mercurio es inferior 00:51:14
le será más fácil 00:51:16
a esa sustancia pasar a la fase de vapor 00:51:18
Entonces, con la desfilación a vacío lo que se hace es que la presión que tenga que alcanzar ese vapor sea inferior a los 760, a esa atmósfera, ¿vale? Aplicando vacío en lugar de 760, pues son 500, 400, depende del vacío que yo aplique, ¿vale? 00:51:20
Y entonces, pues eso hace que el punto de ebullición de la sustancia sea menor, ¿vale? Entonces se aplica a sustancias que tienen elevados puntos de ebullición o que se descomponen por las altas temperaturas, ¿vale? 00:51:37
¿Por qué se aplica la destilación al vacío? 00:51:52
Porque si tengo que calentar una sustancia a 250 grados para que destile, 00:51:54
pues a lo mejor económicamente me sale muy caro y la aplicación de vacío es más barata. 00:52:00
Entonces, por eso aplico vacío, porque económicamente me es más barato aplicar ese vacío 00:52:05
que no alcanzar esos 250, que es la temperatura a la que destila el componente X. 00:52:09
Esa es principalmente la función, o que se estropee esa sustancia, que se me descomponga. 00:52:14
¿Vale? Cuanto mayor sea el vacío, menor va a ser la temperatura de ebullición de esa sustancia que yo quiero destilar. 00:52:18
El sistema es similar al de la destilación simple, solo que al final la cabeza, la cola, digamos, de destilación es un poco distinta. 00:52:27
Tiene que tener un sistema, ¿vale?, por el que yo voy a aplicar el vacío. 00:52:37
entonces esto, aquí, esta tubuladora lateral 00:52:41
está conectada a 00:52:45
bueno, aquí tiene toma de vacío 00:52:47
la trompa de vacío o una bomba de vacío 00:52:48
¿vale? lo que utilice 00:52:51
el laboratorio en concreto 00:52:52
aquí es importante que todas las uniones 00:52:54
veis, están esmeriladas 00:52:56
hay que aplicar siempre la grasa 00:52:58
aquí es súper, súper importante 00:53:00
¿vale? aquí el refrigerante iría igual 00:53:01
por aquí entra y por aquí sale el agua 00:53:05
aunque no tenga el dibujo, eso siempre es igual 00:53:07
y aquí siempre, aquí también 00:53:09
Si os fijáis en los otros montajes, esto no estaba esmerilado, ¿vale? Aquí sí, ¿vale? Porque si esto no está perfectamente unido, el vacío no tiene sentido, ¿vale? Entonces, la unión tiene que estar perfectamente cerrada para que se pueda aplicar el vacío por aquí, ¿vale? 00:53:11
En ocasiones, entre medias de la trompa de vacío y el recipiente colectivo, tengo que colocar una trompa de seguridad. Como norma general, se usará para evitar que se produzca el retroceso de agua, por ejemplo, de la trompa de vacío y se me meta aquí. 00:53:28
Por eso coloco ese casco de seguridad. 00:53:55
De todas formas, en cualquier caso, cuando hago este tipo de montajes, 00:53:59
primero hago todo el montaje. 00:54:04
Una vez que tengo ya todo el montaje hecho, aplico el vacío 00:54:07
y una vez que esté aplicado el vacío es cuando empiezo a calentar. 00:54:10
Y cuando voy a eliminar, cuando ya he terminado la destilación, 00:54:18
lo que tengo que hacer es quitar el vacío. 00:54:22
Acordaros igual, cuando hacemos la filtración a vacío, no apago el vacío, sino que desconecto la goma, ¿vale? En este caso la desconectaría de la sistema de seguridad y luego ya apago el calor, ¿vale? 00:54:25
Y ya, bueno, la última que nos queda es la destilación por arrastre de vapor. Se utiliza fundamentalmente para separar sustancias insolubles en agua, ¿vale? Bueno, vamos a llamar a los insolubles en agua, bueno, podemos decir inorgánicas, resinas, etc. 00:54:41
Y dice, bueno, en realidad la función del vapor de arrastre es condensarse en el matraz formando otra fase invisible, teniendo así su calor latente a la vez de destilar. Bueno, vamos a comentar aquí. Este sería el montaje para la destilación por arrastre de vapor, ¿vale? Un poco aquí el nombre nos lo dice. 00:55:05
En la destilación por aras de vapor, bueno, el material también es un poquito diferente a la destilación simple, pero aún hay cosas en común. Necesitamos un matraz, ¿vale? Donde se genere el vapor, ¿vale? Entonces este es un matraz, bueno, en este caso de fondo redondo, donde tengo agua que caliento y este agua con este sistema de calificación se va a generar vapor, ¿vale? 00:55:19
Este vapor, aquí no se aprecia muy bien, pero tenemos dos varillas en este matraz. Una varilla larga sumergida en el líquido, que es una varilla de seguridad, que es para que si se produce un calentamiento excesivo de este líquido, este agua salga por aquí y no me explote el sistema. 00:55:45
y otra varilla, aquí no se ve muy bien, que estaría hasta aquí, 00:56:04
que es por la que sale el vapor, ¿vale? 00:56:08
El vapor generado aquí sale por esta varilla 00:56:11
y pasa a este otro mato de fondo redondo de dos bocas, 00:56:14
bueno, este sería de tres, pero bueno, con uno de dos nos valdría, 00:56:18
en el que tengo la muestra de la que yo quiero extraer, 00:56:21
porque esto es un proceso sobre todo también para extraer componentes insolubles en agua, 00:56:26
tipo aceites esenciales, de hojas, de flores, de semillas, de este tipo de productos. 00:56:31
Estos aceites esenciales son insolubles en agua, habitualmente. 00:56:40
Entonces, este sistema, lo que digamos el principio físico en el que se basa es lo que veíamos al principio 00:56:46
de la mezcla o la presión de vapor que se genera o que se tiene cuando tenemos una mezcla 00:56:56
de dos componentes invisibles. Uno sería el agua, este vapor de agua que genero aquí 00:57:02
y otro el componente que yo quiero destilar. Entonces, ¿esto qué ocurre? Que este, como 00:57:08
hemos dicho antes, para que una sustancia destile su presión de vapor tiene que ser 00:57:13
igual a la presión atmosférica. Y hemos dicho que si tenemos una mezcla de dos sustancias 00:57:18
invisibles, la presión de vapor de la mezcla es la suma de las dos presiones de vapor. 00:57:24
Entonces, si aquí tengo vapor de agua, que viene por aquí, ejerce una presión de vapor, 00:57:30
con lo cual la sustancia que yo quiero destilar no tiene que alcanzar por ella misma esos 00:57:34
760 milímetros de mercurio, sino que parte de esos 760 vienen aportados por este vapor 00:57:39
que estoy generando en este líquido. Con lo cual, esta sustancia, la que yo quiero 00:57:45
destilar pasará a fase de vapor a una temperatura inferior a la que en principio lo tendría que 00:57:50
hacer si no tengo la ayuda de este vapor que he generado. Entonces, este vapor que genero hace 00:57:56
que la temperatura que necesito para destilar esta sustancia sea menor. Por eso, sobre todo 00:58:01
para sustancias, pues, o bien también que tienen puntos de ebullición muy altos o sustancias que 00:58:07
se descomponen antes de llegar a su punto de ebullición y, en este caso, esas sustancias 00:58:12
tienen que ser insolubles en agua, ¿vale? 00:58:18
Entonces, lo que hemos dicho, la presión de vapor que se necesita para alcanzar eso, 00:58:21
o sea, el vapor que se me genera aquí me ayuda a que no, 00:58:27
o sea, esos 760 milímetros de mercurio no tenga que aportaros solo la sustancia que yo quiero destilar, ¿vale? 00:58:31
Sino que me ayuda en parte este vapor de agua. 00:58:38
Se genera aquí el vapor, ¿vale? 00:58:41
Mezcla de vapor de la sustancia que quiero destilar más el agua. 00:58:43
eso se ve forzado a pasar por el 00:58:46
igual por la cabeza de destilación 00:58:51
el refrigerante, en este caso es un refrigerante 00:58:53
de chitra de serpentín 00:58:55
ya lo veremos en el laboratorio 00:58:57
igual 00:58:59
lo que hace es condensar tanto el agua 00:59:02
como la sustancia, el aceite 00:59:03
esencial que yo he extraído de esta 00:59:06
semilla, flor 00:59:07
lo que sea 00:59:09
condensa, ¿vale? y aquí 00:59:12
es recogido, entonces aquí recojo tanto 00:59:15
el agua, si me fijáis aquí, a lo mejor no lo sé 00:59:17
muy claro, pero pone agua y aceite de esencia 00:59:20
¿vale? Entonces recojo, como son 00:59:22
invisibles, tendré dos capas, una con el agua 00:59:24
que proviene de aquí y otra 00:59:26
con el aceite esencial que viene 00:59:28
de esa flor o de esas 00:59:30
hojas, esa semilla que yo he puesto aquí 00:59:32
que es mi muestra 00:59:34
¿vale? Entonces ya simplemente 00:59:35
tengo dos 00:59:37
dos líquidos 00:59:39
invisibles, pues los puedo separar 00:59:42
simplemente con una pipeta pastel, succionando 00:59:44
En el caso del laboratorio, pues, sucelando esa porción, ¿vale? 00:59:46
Bueno, esto es lo mismo que hemos comentado. 00:59:55
Bueno, esta técnica es útil para la purificación o aislamiento de compuestos de punto de ebullición elevado 00:59:58
mediante una desinclación a baja temperatura, siempre inferior a 100 grados, 01:00:02
o que se descomponen antes de alcanzar la temperatura de su punto de ebullición. 01:00:06
Bueno, lo dejamos aquí y en la siguiente clase, pues, hablaremos de la evaporación, 01:00:12
secado y cristalización 01:00:18
que son las otras 01:00:20
operaciones térmicas 01:00:21
que nos quedan por ver 01:00:23
pues nada 01:00:25
hasta luego 01:00:26
Materias:
Química
Niveles educativos:
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  • Formación Profesional
    • Ciclo formativo de grado superior
      • Primer Curso
      • Segundo Curso
Autor/es:
Paz Calvo
Subido por:
M.paz C.
Licencia:
Todos los derechos reservados
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4 de marzo de 2026 - 18:00
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Clave
Centro:
IES LOPE DE VEGA
Duración:
1h′ 00′ 32″
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