LA destilación fraccionada Es un proceso utilizado para separar mezclas homogéneas formadas por al menos dos líquidos miscibles. La separación por este método se basa en los diferentes puntos de ebullición de los componentes de la mezcla.
Este tipo de separación generalmente se aplica a mezclas que tienen componentes con una diferencia de punto de ebullición de aproximadamente 25 °C.
El aparato principal del proceso es el columna de fraccionamiento, también llamada columna de destilación, que tiene en su interior una serie de obstáculos para evitar que todos los componentes de la mezcla se volatilicen a la vez.
Básicamente, la mezcla se calienta en un matraz de destilación hasta que cambia el estado físico del componente con el punto de ebullición más bajo. Luego, el vapor pasa a través de una columna fraccionaria, que separa las fracciones, y luego el condensador hace que la sustancia regrese al estado líquido para que sea dirigida al recipiente de recolección.
La destilación fraccionada es ampliamente utilizada en industrias y laboratorios, teniendo una gran importancia comercial. Ejemplos de aplicaciones son: purificación de agua, separación de componentes del petróleo y separación de aire licuado.
El petróleo, por ejemplo, es una mezcla de hidrocarburos, como butano (PE 20 °C), gasolina (PE 150 °C) y queroseno (PE 300 °C). Por tanto, el orden de separación de los componentes en la destilación fraccionada desde el punto de ebullición más bajo hasta el más alto es: butano, gasolina y queroseno.
Equipos de destilación fraccionada
En la destilación fraccionada se utiliza un sistema compuesto por las siguientes partes:
- Matraz de destilación (1), que contiene la mezcla;
- Manta calefactora (2), que aporta calor a la mezcla;
- Columna de destilación (3), que permite la separación según la temperatura;
- Termómetro (4), para seguir el cambio de temperatura;
- Condensador (5), para enfriar el componente evaporado;
- Vaso de precipitados (6), para recoger el componente separado en estado líquido.
Proceso de separación en destilación fraccionada
Primero, la mezcla se coloca en el matraz de destilación junto con los gránulos anticolisión para evitar una evaporación rápida.
La columna fraccionada se conecta al matraz de destilación. A medida que se calienta la mezcla, el vapor sube hacia la columna, cuyo interior está revestido con "obstáculos", generalmente de perlas de vidrio o porcelana.
El contacto del fluido dentro de la columna hace que las sustancias de la mezcla pierdan calor al pasar por el equipo y solo el componente con el punto de ebullición más bajo va a la parte superior de la columna.
A continuación, el vapor que llega al condensador se enfría hasta licuar, es decir, vuelve al estado líquido y se recoge en el matraz receptor.
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destilacion fraccionada del petroleo
El petróleo es una mezcla compleja de compuestos orgánicos y los diferentes componentes separados en el proceso de destilación se denominan fracciones. Las fracciones de petróleo están formadas por hidrocarburos, tales como gasolina, gasóleo, queroseno y betún.
Las fracciones se separan en el torre de destilación, una columna de acero llena de bandejas que tienen "obstáculos" para el paso del aceite.
Inicialmente, el aceite se calienta en un horno y la mezcla calentada se alimenta al fondo de una torre de destilación. La temperatura de la torre es más alta en la parte inferior y más baja en la parte superior para evitar que las fracciones más pesadas se evaporen con los componentes más ligeros.
Los hidrocarburos de cadena de carbono más larga se condensan y eliminan en el fondo de la torre. Estas fracciones son oscuras, viscosas y más difíciles de evaporar. Los monocatenarios, en cambio, tienen puntos de ebullición más bajos y, por tanto, condensan a temperaturas más cercanas a la parte superior de la torre, donde se recogen.
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Diferencia entre destilación simple y fraccionada
La destilación simple se aplica cuando queremos separar un sólido disuelto en un líquido. Para ello, calentamos la mezcla hasta que se evapore el disolvente. Este proceso es más rápido y requiere menos energía que la destilación fraccionada.
Un ejemplo de una mezcla que se puede separar por destilación simple es el agua y la sal. El agua, que tiene un punto de ebullición muy inferior al de la sal de mesa, se evapora al calentar la mezcla y, tras pasar por un condensador, se recoge en otro recipiente.
La destilación fraccionada se aplica a la separación de líquidos que son miscibles entre sí, como el agua y la acetona.
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Referencias bibliográficas
MARRÓN, T. l.; LEMAY JR., H. Y.; BURSTEN, B. Y.; BURDGE, J. r La química la ciencia central. 9ª ed. Pearson Prentice Hall do Brasil, 2008.
USBERCO, J.; SALVADOR, E. Química General. 12ª edición. São Paulo: Saraiva, 2006.
RUSSELL j B. Química General. vol. 1. Makrón, 1996.
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