miércoles, 14 de marzo de 2012

Destilación por arrastre de vapor

Objetivo

Destilar por arrastre de vapor la esencia de clavo (especia de cocina).

Introduccion

La destilación por arrastre con vapor es una técnica usada para separar sustancias orgánicas insolubles en agua y ligeramente volátiles, de otras no volátiles que se encuentran en la mezcla, como resinas o sales inorgánicas. Es un tipo especial de destilación que se basa en el equilibrio de líquidos inmiscibles. Según se ha visto anteriormente, la temperatura de ebullición de una mezcla de dos componentes inmiscibles es inferior a la temperatura de ebullición de cualquiera de ellos por separad (1)

La destilación por arrastre de vapor posibilita la purificación o el aislamiento de compuestos de punto de ebullición elevado mediante una destilación a baja temperatura (siempre inferior a 100 ºC). Es una técnica de destilación muy útil para sustancias de punto de ebullición muy superior a 100 ºC y que descomponen antes o al alcanzar la temperatura de su punto de ebullición.
La destilación por arrastre de vapor es una técnica de destilación que permite la separación de sustancias insolubles en H2O y ligeramente volátiles de otros productos no volátiles. A la mezcla que contiene el producto que se pretende separar, se le adiciona un exceso de agua, y el conjunto se somete a destilación. En el matraz de destilación se recuperan los compuestos no volátiles y/o solubles en agua caliente, y en el matraz colector se obtienen los compuestos volátiles y insolubles en agua. Finalmente, el aislamiento de los compuestos orgánicos recogidos en el matraz colector se realiza mediante una extracción.(2)
 
La presión de vapor es la presión de un sistema cuando el sólido o liquido se hallan en equilibrio con su vapor.
Los vapores y los gases, tienden a ocupar el mayor volumen posible y ejercen así sobre las paredes de los recintos que los contienen, una presión también llamada, fuerza elástica o tensión. Para determinar un valor sobre esta presión  se divide la fuerza total por la superficie en contacto. (3)

Propiedades de los reactivos

Éter etílico
Líquido incoloro menos denso que el agua e insoluble en ella. 
Sus vapores son mas densos que el aire. 

Punto de ebullición: 34.6°C
Punto de fusión: -116.2°C
Densidad: 0.7364g/mL a 0°C
Presión de vapor: 184.9 a 0°C 10.7019 a 30°C
Densidad de vapor: 2.6
Temperatura y presión críticas: 192.7°C y 35.6atm

Sulfato de sodio anhídro Na2SO4
Sólido cristalino blanco inodoro.


Punto de fusión: 884°C
Punto de inflamación: No
pH: Aproximadamente 7.6
Densidad: 2.67g/cm3
Solubilidad en agua 180g/L a 20°C

Cloruro de sodio NaCl
Gránulos sólidos blancos cristalinos. Olor leve, sabor salino.

Gravedad específica: 2.165
Solubilidad: Facilmente soluble en agua caliente y fría. Soluble en glicerina y amoniaco. Levemente soluble en alcohol etílico. Insoluble en ácido clorhídrico.
Punto de fusión: 801°C
Punto de ebullición: 1413°C
pH: 7.0

Clavo (especia de cocina)
son una especia que proporciona un intenso aroma y sabor a las distintas elaboraciones culinarias en las que se aplica

Metodologia

Material

 1 Matraz Kitasato de 250mL
1 Tapón núm. 6 monohoradado 
1 Vaso de precipitados de 100mL
1 juego de química con juntas esmeriladas
3 soportes universales
3 pinzas para soporte
2 anillos de hierro
2 telas de asbesto
1 mechero de Bunsen
3 matraces Erlenmeyer de 100mL 
1 probeta graduada 100mL
1 pipeta 10mL
1 mortero con pistilo
1 tubo de vidrio para el tapón horadado
Mangueras para refrigerante, trozos de manguera para conexiones.

Procedimiento

Se montó el aparato de destilación.

En el mortero se trituro el clavo y se coloco en el matraz que seria de arrastre.
Se humedecio la muestra para evitar que se tapara el tubo de vapor y se colocarón 150 ml de agua en el matraz kitasato.
posteriormente de montar el material se conecto el brazo lateral del kitasato y se tapo para que la corriente de vapor fluyera hasta la muestra.
En el embudo de separacion se realizo una extraccion con eter debido a que el destilado fue una mezcla de esencias.
En este embudo se agrego eter y se virtio la mezcla formando dos fases, y asi obtener la fraccion etérea.
Se dejo evaporar el eter  para asi finalmente obtener la muestra de aceite esencial del clavo.

Resultados
 
Se obtuvo el aceite o esencia del clavo al destilarse por medio de vapor de arrastre. Se obtuvo la esencia de olor concentrado y consistencia aceitosa.

DISCUSIÓN 
El método de destilacion por arrastre de vapor realmente sirve para para separar esencias como en este caso de el clavode una forma muy sencilla, no solo separa sino tambien purifica y sirve para la obtencion de esencias volátiles.

CONCLUSIONES
*Se pueden obtener las esencias de las sustancias por métodos de destilación.
*Las esencias de las sustancias en su mayoria son de consistencia aceitosa.
*Los métodos de destilación tienen muchas aplicaciones en ramas de la Química de la actualidad.


CUESTIONARIO

1.-¿Podrían separarse etanol y ácido acético por el método de destilación por arrastre de vapor?

Explique.
Sí se puede separar mediante éste método, y ésto no se debe a una sola propiedad de las sustancias, sino a varias: tiene que ver la densidad, el punto de ebullición, la solubilidad en agua y al peso molecular de ambas sustancias.
De manera que el vapor burbujeado en una mezcla etanol-ácido acético se llevará primero al etanol porque es menos denso, tiene más afinidad por el agua y un menor peso molecular que el ácido acético.



2.-¿Qué se entiende por "presión de vapor de un líquido"? 
Se sabe que un líquido encerrado en un recipiente produce vapor, debido a la transformación física de partículas líquidas que pasan a este estado, ejerciendo una presión constante, a una determinada temperatura, sobre las paredes del recipiente que las contienen. Lo señalado es muy fácil de ver y sentir cuando en un recipiente plástico transparente y cerrado, se ha colocado bencina, sin llenar completamente el recipiente; se puede observar la condensación de los vapores en las paredes, y si se destapa se siente una fuerza que puede hacer saltar la tapa. La “fuerza” depende de la cantidad de gas formado sobre la bencina líquida, que como veremos depende de la temperatura.
La cantidad de vapor o de gas formado sobre el líquido, produce una presión que permanece constante a una determinada temperatura, no importando la forma del recipiente ni la cantidad de líquido, siendo necesario que haya lo suficiente de este último, como para mantener el equilibrio líquido-vapor. El vapor formado en este equilibrio, ejerce una presión sobre las
paredes del recipiente, denominándose presión de vapor.
 
3.-¿Qué se entiende por "presión parcial y "suma de presiones parciales"?
La "presión parcial" de un gas, en atmosfera en una mezcla o solución sería aproximadamente la presión de dicho gas si se eliminaran repentinamente todos los demás componentes de la mezcla o solución y sin que hubiese variación de temperatura. La presión parcial de un gas en una mezcla es la medida de la actividad termodinámica de las moléculas de dicho gas y, por lo tanto, es proporcional a la temperatura y concentración del mismo. Por tanto, la "suma de presiones parciales" de una mezcla, es la presión total de la mezcla.
4.-¿Qué uso industrial podría darse al método de destilación por arrastre de vapor?
Se pueden utilizar en muchas ramas de la Industria como en la Farmacología y Cosmetología entre otras para la producción de aromatizantes, perfumes, veladoras y demás productos que utilizen esencias.
 
5.- Investigue la estructura química y el nombre del componente principal de la esencia que destiló


El Eugenol es un derivado fenólico presente en grandes cantidades en la esencia del clavo aunque también puede extraerse de la pimienta, hojas de laurel, canela, alcanfor y otras plantas. Es de consistencia líquida y aceitosa, de color amarillo claro, con aroma característico, poco soluble en agua y soluble en alcohol.
6.-¿Qué usos tiene la esencia que destiló?
El aceite o esencia del clavo de olor ha sido utilizado desde el siglo XVI como antiséptico y anestésico local para aplicación tópica, hasta que Chislama en 1873, lo introdujo en la odontología y recomendó que se mezclara con óxido de zinc para formar una masilla de eugenolato de zinc y pudiera aplicarse directamente en las cavidades cariosas.
7.-¿Qué es la "aromaterapia"?
La Aromaterapia es la utilización terapéutica de los efectos producidos por los aromas, en el organismo. Aromaterapia, en medicina integrativa, se entiende como el uso terapéutico de aceites esenciales extraídos de las plantas. Los aceites esenciales proporcionan a las plantas su fragancia, y sus efectos curativos sobre el cuerpo y la mente son conocidos desde la antigueda.

Bibliografias

http://www.mitecnologico/ibq/Main/DestilacionPorArrastreDeVapor (1)

http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/destilacio_tipus.html#vapor (2)

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujodegases/presiondevapor/presiondevapor.html (3)