UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRSFACULTAD INGENIERIACURSO BASICO

DESTILACION

DOCENTE :Ing. ROBERTO PARRA

MATERIA: QUIMICA INORGANICA

UNIVERSITARIA:

POMA VARGAS PAOLA VIANKA

FECHA: 19/105/14

LA PAZ - BOLIVIA

EL HIDROGENO

I. OBJETIVOS

Objetivo General

Estudiar las propiedades del hidrogeno.

Objetivos Especificos

Obtener hidrogeno gaseoso por reaccin de un metal con una solucin concentrada de acido clorhdrico.

Obtener hidrogeno gaseoso por electrolisis.

Reducir un oxido metalico por accin del hidrogeno gaseoso

II. FUNDAMENTO TEORICO

En un principio no se le distingua de otrosgaseshasta que el qumico britnico Henry Cavendish demostr en 1766 que se formaba en la reaccin del cido sulfrico con losmetalesy, ms tarde, descubri que elhidrgenoera un elemento independiente que se combinaba con eloxgenopara formaragua. El qumico britnico Joseph Priestley lo llam aireinflamable en 1781, y el qumico francs Antoine Laurent de Lavoisier le dio finalmente el nombre de hidrgeno.Con un nmero atmico igual a 1, el hidrgeno es el ms simple de todos los tomos y el elemento que forma ms compuestos, y como la mayora de los gases es diatmico, pero se disocia en tomos libres a altas temperaturas.Se conocen tres istopos del hidrgeno 1H, 2H (deuterio, D) y 3H (tritio, T). Aunque los efectos isotpicos son los mayores en el caso del hidrgeno, lo cual justifica el uso de nombres diferentes para los dos istopos ms pesados, las propiedades qumicas del H, D, T son esencialmente idnticas excepto en materias tales como velocidades y constantes deequilibriode las reacciones.a. La molcula de hidrgeno, en condiciones usuales, es ungasincoloro, inodoro e inspido. Es la molcula ms pequea que se conoce. Sudensidades = 76 Kg./m3, y su densidad como gas es = 273 Kg./L. Tiene gran rapidez de transicin de las molculas a la fase gaseosa de ah la ausencia casi total del hidrgeno en laatmsfera terrestre. Gran facilidad de difusin y efusin. Buena conductividadcalorfica. Estado de gas casi perfecto, lo que origina bajas temperaturas de licuefaccin yfusin. Punto de fusin es de 14025 K. Punto de ebullicin es de 20268 K.

b. Propiedades fsicas:

Su peso atmico es de 1.00974 uma. Suestadode oxidacin son +1, -1. Para completar su nivel de valencia captura un electrn a fin de producir el anin H. Las combinaciones con metales alcalinos y alcalinotrreos excepto Be y Mg., son esencialmente enlaces inicos. Con los no metales son enlaces del tipo covalente. Con los elementos de transicin son con enlaces metlicos. El H+, salvo en el estado gaseoso, en laqumicasiempre se encuentra asociado por ejemplo: H3O (catin oxonio). Tiene unaestructuracristalina hexagonal.

Econmicamente soluble en agua y la solubilidad no es afectada por latemperatura. El hidrgeno reacciona con la mayora de los elementos.

ESTADO NATURAL Y ABUNDANCIA.El hidrgeno en estado libre slo se encuentra en muy pequeas cantidades en la atmsfera, aunque se estima que el 90% deluniversovisible esta compuesto de hidrgeno. En combinacin con otros elementos se encuentra ampliamente distribuido enla Tierra, en donde el compuesto ms abundante e importante del hidrgeno esel agua, H2O. El hidrgeno se halla en todos los componentes de lamateriaviva y de muchosminerales. Tambin es parte esencial de todos loshidrocarburosy de una gran variedad de otras sustancias orgnicas. Todos loscidoscontienen hidrgeno; una de las caractersticas que define a los cidos es su disociacin en una disolucin, produciendo iones hidrgeno (vasecidos y bases).El hidrgeno es con mucho el elemento ms abundante enel universo, pero es muy escaso en laTierra. En trminos de masa, este constituye slo alrededor del 0.9% de la corteza terrestre, lo que lo coloca muy por abajo en la lista de los elementos abundantes. En trminos de nmero de tomos sin embargo, el hidrgeno es muy abundante.En unamuestrade corteza terrestre tomada al azar, hay:5330 tomos de oxgeno por cada 10,000 tomos1590 tomos de silicio por cada 10, 000 tomos1510 tomos de hidrgeno por cada 10,000 tomosLa mayor parte del hidrgeno de la Tierra se encuentra combinado con oxgeno, en forma de agua. Casi todos los compuestos derivados de los organismos vivos contienen H. Lasgrasas, almidones, azcares yprotenascontienen hidrgeno. Elpetrleoy elgas naturaltambin contienenmezclasde hidrocarburos (compuestos de hidrgeno ycarbono).

COMPUESTOS DE HIDRGENO.

Hidruros.

Los compuestos binarios de hidrgeno reciben el nombre genrico de hidruros. El hidrgeno, que forma compuestos binarios con la mayor parte de los elementos, tiene una electronegatividad un poco mayor que la mediana de la electronegatividad de todos los elementos de la tabla peridica.Por ello, el hidrgeno se comporta como un no metal dbilmente electronegativo y forma compuestos inicos con metales muy electropositivos, y compuestos covalentes con todos los no metales. Adems, el hidrgeno forma hidruros metlicos con algunos de los metales de transicin.Hidruros Inicos.Son slidos blancos y se forman nicamente con los metales ms electropositivos. Estos cristales inicos contienen el catin del metal y el in Hidruro (H+). Tienen puntos de fusin muy elevados.Estos son compuestos esencialmente covalentes y moleculares: HCl, NH3, CH4, H2OEl enlace entre el hidrgeno y los no metales posee uncarcterinico parcial,que va enfuncinde la electronegatividad del no metal.Esta electronegatividad y, de ah, el carcter inico disminuye dentro de ungrupopartiendo de arriba hacia abajo. HCles ms inico, por ejemplo, que HI. En forma correlativa, se comprueba que la estabilidad de los compuestos formados decrece (HCl es ms estable que HI, y como consecuencia son menos cidos).Los enlaces intermoleculares son dbiles y disminuyen cuando la masa molecular disminuye. Si, por ejemplo, se representan las temperaturas de ebullicin normales de algunos derivados hidrogenados de los no metales en funcin de su perodo, se comprueba que esta regla cualitativa se verifica bien salvo en HF, H2O y NH3 para los cuales losvaloresextrapolados se encuentran muy por debajo de los valores experimentales.Se puede demostrar la existencia de este anin con la electrolisis del hidruro de litio (LiH) en cloruro de litio (LiCl) fundido. Durante esteprocesose desprende hidrgeno en el nodo:

Todos estos hidruros son muy reactivos; por ejemplo, producen dihidrgeno en presencia de humedad:

Los hidruros pueden utilizarse como agentes reductores al calentarse, el hidruro de sodio reacciona con tetracloruro de silicio para producir silano SiH4, un gas incoloro y flamable:

Hidruros no metlicos.El hidrgeno forma compuestos que contienen enlaces covalentes con todos los no metales (excepto los gases nobles) y con los metales muy poco electropositivos como el galio y elestao.Casi todos los hidruros covalentes simples son gases a temperaturaambiente, hay tres categoras de hidruros covalentes: Aquellos en los que eltomode hidrgeno es casi neutro. Aquellos en los que el tomo de hidrgeno es considerablemente positivo. Aquellos en los que el tomo de hidrgeno es un poco negativo.En la mayor parte de los hidruros covalentes el hidrgeno es casi neutro. A causa de su baja polaridad, la nicafuerzaintermolecular entre estas molculas es la dispersin, por ello estos hidruros covalentes son gases con puntos de ebullicin muy bajos.Hidruros metlicos.Se forman hidruros metlicos cuando el hidrgeno reacciona con metales de transicin. Lanaturalezade estos compuestos es compleja. Son los electrones libres los que les confieren el lustre metlico y la elevada conductividad elctrica a estos compuestos. La densidad del hidruro metlico suele ser menor que la del metal puro a causa de cambios estructurales en laredcristalina metlica y los compuestos casi siempre son quebradizos. Tambin la conductividad elctrica de los hidruros metlicos suele ser ms baja que la del metal progenitor.Casi todos los hidruros metlicos se pueden preparar calentando el metal con hidrgeno apresinelevada y altas temperaturas, el hidrgeno se libera otra vez como gas.Muchasaleaciones((Ni5La) pueden absorber y liberar cantidades copiosas de H. Sus densidades de protones exceden incluso al H(l),propiedadque los hace muy interesantes por la posibilidad de usarlos para almacenar hidrgeno.

FormulaN de StockN. sistemtica

NaHHidruro de sodioMono hidruro de sodio

BeHHidruro de berilioMono hidruro de berilio

FeH2Hidruro ferrosoDihidruro de hierro

FeH3Hidruro frricoTrihidruro de hierro

cidos Binarios (hidrcidos).

Los hidrcidos estn compuestos por hidrgeno y otro elemento no metlico. Sin embargo no todos los compuestos binarios de hidrgeno son cidos. Cuando vemos las frmulas como CH4 o NH3 comprendemos que normalmente no se considera que estos compuestos sean cidos.Los cidos son sustancias que contienen hidrgeno, los cuales liberan iones hidrgeno cuando se disuelven en agua.Los cidos binarios ms comunes son los cidos halo hdricos (hidrcidos), cuyos valores de pKa se muestran en la tabla 2.

CIDOpKaEnerga de enlace

HFac+3565

HClac-7428

HBrac-9362

HIac-10295

Con su pKa (constante de acidez) positiva, el HF es obviamente un cido mucho ms dbil que los otros tres. Todos los dems son cidos muy fuertes, y se ionizan casi totalmente.El HI es el ms fuerte; por tanto, tiene el pKa ms negativo.Oxcidos.Los oxcidos son compuestos ternarios formados por hidrgeno, oxgeno y no metal. Estos se obtienen por combinacin de un anhdrido (xido cido) con el agua. Estos compuestos adems, al disolverse en agua aumentan la concentracin de iones hidronio (H3O) en la solucin.PUENTES DE HIDRGENO.

El puente de hidrgeno es la fuerza intramolecular que acta entre las molculas de agua, es decir, este funciona como un enlace dbil entre dos molculas polares.Un enlace de hidrgeno se forma entre molculas polares con hidrgeno unido covalentemente a un tomo pequeo muy electronegativo, como flor, oxgeno o nitrgeno ( F-H, O-H, N-H ).Un puente de hidrgeno es en realidad una atraccin dipolo-dipolo entre molculas que contienen esos tres tipos de uniones polares.Los enlaces de hidrgeno tienen solamente una tercera parte de la fuerza de los enlaces covalentes, pero tienen importantes efectos sobre las propiedades de las sustancias en que se presentan, especialmente en cuanto a puntos de fusin y ebullicin enestructurasde cristal. Los compuestos con mayor capacidad para formar puentes de hidrgeno son los ms electronegativos como N, O y F.Los puentes de hidrgeno entre molculas de agua tienen especial importancia para la vida en nuestro planeta. Sin puentes de hidrgeno, el agua se fundira a unos 100 C y hara ebullicin a cerca de 90 C. Los puentes dan pie a otra propiedad muy poco comn del agua: la fase liquida es ms densa que la fase slida. Las molculas de la mayor parte de las sustancias estn "apretadas" en la fase slida que en la lquida, por lo que el slido es ms denso que el lquido.Por ello, un slido casi siempre se hunde al fondo cuando comienza a cristalizarse a partir de la fase lquida. Si esto ocurriera con el agua, los lagos, ros y mares de las regiones en las que las temperaturas bajan de cero, se congelaran desde el fondo hacia arriba. Es poco probable que lospecesy otros organismos acuticos pudieran sobrevivir en un entorno as.El hidrgeno es un elemento fundamental en los organismos vivos. De hecho, la existencia de la vida depende de dos propiedades especificas del hidrgeno: la cercana de las electronegatividades del carbono y el hidrgeno y su capacidad para formar puentes cuando esta unido de forma covalente con N y O. La baja polaridad del enlace C-H contribuye a la estabilidad de los compuestos orgnicos en nuestro mundo tan reactivo qumicamente. Por ejemplo: loslpidos, las protenas, en el DNA y RNA.

MTODOS DE OBTENCIN.

OBTENCIN INDUSTRIAL:

En la actualidad, se emplean tresmtodos: Laconversindemetano(gas natural) que, hoy en da, suministra el tonelaje ms importante, o sea, alrededor del 70%; La extraccin degases de coque; Laelectrolisisdel agua. Laconversin del metanose puede efectuar con vapor de agua sobre un catalizador segn las reacciones endotrmicas siguientes:

Los gases de coqueson un subproducto de la fabricacin del coque metalrgico. Su composicin es de alrededor del 50% de H2, 25% de CH4; 10% de CO; 7% de N2, con un poco de etano, etileno, CO2 y H2S, etc..Despus de la eliminacin de las impurezas empleando mtodos qumicos con la ayuda absorbentes apropiados, o fsicamente por licuefaccin parcial, se utiliza la mezcla de H2N2 despus del ajuste de las proporciones para lasntesisdel amonaco. Asimismo es posible quemar ese gas a fin de recuperar energa. Electrolisis de agua,ensolucionesacuosas, permite, obtener hidrgeno puro pero costoso. sta se prctica en Noruega con soluciones de aproximadamente 30% de hidrxido de sodio o de potasio (2.2 V, alrededor de 100 C, 4.7 kWh por m3 de H2 en el ctodo). La electrolisis de soluciones de cloruro de sodio tambin produce en el ctodo H2, subproducto de Cl2.El hidrgeno se puede almacenar en estado liquido o en estado gaseoso comprimido entre 150 o 200 bar, en tubos deacero. En algunos caso, es posible transportarlo a travs de gaseoductos.

OBTENCIN ENLABORATORIO:

En un frasco de 2 bocas se pone una granalla de Zinc y se vierte por el tubo deseguridadcido sulfrico diluido.La reaccin se expresa por la ecuacin siguiente:

A medida que la reaccin se produce, puede observarse que la cantidad de Zinc disminuye, y cuando la reaccin ha terminado, si se evapora el lquido restante, se obtienen cristales blancos de un nuevo cuerpo, el sulfato de zinc (Zn2SO4).Puede sustituirse el cido sulfrico por una solucin de HCl, y entonces la reaccin es:

El residuo es entonces ZnCl2 . En lugar de zinc se puede emplearhierrooaluminio.El gas desprendido se recoge en una probeta llena de agua, que se coloca invertida en la boca del tubo de desprendimiento, dentro de unacubade agua.Antes de recoger el hidrgeno en la cuba de agua, o de intentar un experimento cualquiera, conviene dejar el aparato algunos instantes, para que el aire contenido en el frasco haya sido enteramente desplazado por el hidrgeno que se desprende.Existen aparatos que permiten regular el desprendimiento del gas (aparato de Kipp) (Fig.)

TEORA DEL ORBITAL MOLECULAR.

LaTeorade Orbitales Moleculares (TOM) postula la combinacin de orbitales atmicos de diferentes tomos para formar orbitales moleculares, de manera que los electrones de estos tomos pertenecen a la molcula considerada como un todo. La TOM describe mejor ladistribucinde la nubeelectrnicay las propiedades magnticas.Los orbitales moleculares, al igual que los hbridos, se pueden considerar como una mezcla de los orbitales atmicos se combinan para producir dos orbitales atmicos producen dos orbitales moleculares. Uno de estos orbitales moleculares es unorbital enlazantecon un nivel de energa menor al de cada uno de los orbitales atmicos; el otro es unorbital antienlazantecon un nivel de energa superior al de cada uno de los orbitales atmicos.Al solaparse los orbitales se puede sumar o restar la densidad electrnica de las reas de solape. Cuando se suma el solape se aumenta la densidad electrnica entre los ncleos, dando lugar a una condicin de enlace ms estable y a un orbital molecular. Este orbital molecular se le llamaorbital molecular enlazante.Por el contrario, cuando se resta el solape se disminuye la densidad electrnica entre los ncleos. Esto conduce a una condicin menos estable en donde los ncleos se repelen y el orbital resultante tiene mayor energa que cualquiera de los orbitales atmicos que lo componen. Este orbital se le conoce comoorbital molecular antienlazanteSi los orbitales que se mezclan sons,entonces los orbitales moleculares que se forman se representan como. La siguiente figura muestra unasgrficassimplificadas de la densidad electrnica de los orbitales atmicos y de los orbitales moleculares resultantes.

En el caso del orbital s , la densidad electrnica entre dos ncleos aumenta respecto a la que existe entre dos tomos independientes. A la inversa, en el caso del orbital s *, la densidad electrnica entre los ncleos disminuye, y los ncleos parcialmente expuestos causan una repulsinelectrostticaentre los dos tomos.Cuando los tomos estn separados por una distancia infinita, no hay atraccin ni repulsin; por tanto, en esas condiciones se puede considerar que tienen un estado energtico cero. Al acercarlos con electrones en orbitales enlazantes se produce una disminucin de energa como consecuencia de la atraccin electrosttica.Este punto representa la longitud de enlace normal de la molcula. A esa separacin, la fuerza de atraccin entre el electrn de un tomo y el ncleo del otro tomo est equilibrada exactamente por la repulsin entre los dos ncleos. Cuando los tomos se acercan an ms, la fuerza de repulsin entre los ncleos aumenta y la energa del orbital enlazante comienza a crecer. Para los electrones del orbital antienlazante no hay un mnimo de energa, la repulsin electrosttica aumenta continuamente a medida que los ncleos parcialmente expuestos se acercan ms y ms.Otra forma de visualizar a los dos tipos de orbitales moleculares es consiste en considerarlos como combinaciones de onda. Cuando lasfuncionesde onda electrnicas de los tomos participantes se traslapan en una interferencia constructiva, se forma un orbital enlazante. Por otra parte, la interferencia destructiva corresponde a un orbital antienlazante.Se hacen las siguientes aseveraciones generales de los orbitales moleculares: Para que los orbitales se traslapen, lossignosde los lbulos que se superponen deben ser iguales. Siempre que dos orbitales atmicos se mezclan, se forman se forman dos orbitales (uno es enlazante y el otro antienlazante). El primero siempre es de ms baja energa que el antienlazante. Para que se mezclen los orbitales atmicos deben de ser de energa similar. Mximo pueden contener dos electrones (espn y ). La configuracin electrnica de una molcula se puede construir con la configuracin Aufbau para llenar en secuencia los orbitales moleculares de ms baja energa. Cuando los electrones se colocan en orbitales moleculares diferentes de igual energa, la disposicin en paralelo (regla de Hund) es la de menor energa. El orden de enlace de una molcula se define como el no. de pares deenlazantes menos el no. de pares antienlazantes.

La molcula de Hidrgeno.

Siempre que dos orbitales atmicos se traslapan, se forman dos orbtales moleculares. As, el traslape de los orbitales 1s de dos tomos de hidrgeno para formar H2 produce 2 orbitales moleculares.El orbital molecular de ms baja energa del H2 concentra la densidad electrnica de los dos ncleos de hidrgeno y es elorbital molecular de enlace.Este orbital molecular en forma de salchicha es el resultado de sumar los dos orbitales atmicos de modo que las funciones de onda de dichos orbitales se intensifiquen mutuamente en la regin del enlace, por lo tanto es ms estable. Al concentrar la densidad electrnica entre los ncleos, el orbital molecular de enlace mantiene los tomos unidos en un enlace covalente.Mientras que en elorbital molecular antienlazante,en lugar de intensificarse mutuamente en la regin entre los ncleos, los orbitales atmicos se cancelan en esta regin, y la mayor densidad electrnica est en lados opuestos de los ncleos. As, este orbital molecular excluye electrones de la regin precisa en la que se debe formar un enlace. Un electrn que est en este orbital molecular es repelido de la regin del enlace y por tanto es menos estable (tiene mayor energa) que cuando est en el orbital 1s de un tomo de hidrgeno.Orden y Estabilidad de Enlace:Elorden de enlacees un criterio para juzgar la estabilidad de una molcula; se define como la mitad del nmero de electrones de los orbitales enlazantes menos la mitad del nmero de los orbitales antienlazantes.

Por lo general, el orden de enlace corresponde al nmero de enlaces determinado por la Teora de Enlace de Valencia. Mientras mayor sea el orden de enlace de una molcula o in diatmico ms estable ser. Del mismo modo podemos concluir que a mayor orden de enlace, menor longitud de enlace y mayor energa de enlace.La energa de enlace se define como la cantidad de energa necesaria para romper un mol de enlaces. Por lo tanto, implica cun fuerte es un enlace; y a la vez nos proporcionainformacinsobre la longitud del enlace; mientras ms fuerte es un enlace; menor ser su longitud.

III. DIAGRAMA DE FLUJO

HIDROGENO

EXPERIMENTO 1Obtencion del hidrogenoMontar sistema de figura 1EXPERIMENTO 2Electrolisis del aguaArmar el circuito de la figura 2

Echar 20 g de zinc en un tubo generador de gases.Aadir al voltmetro de Hoffman agua acidulada con acido sulfrico al 5%.

Llenar la probeta con 100 ml de agua, invertirla en un vaso de 1000 ml.

Conectar el circuito y esperar a que la reaccin transcurra como 10 min. Medir el tiempo, la intensidad, temperatura ambiente las alturas H1Y H2 de los gases formados.

Aadir 5 ml de cido clorhdrico 6 N.

EXPERIMENTO 3Reduccion del oxido cupricoMontar sistema de la figura 3.Conectar una pequea manguera en la rama de hidrogeno y abrir la llave de paso para la combustin del hidrogeno.

Pese 2g de CuO con una aproximacin de 0,01g en un tubo de 20*150mm con la misma aproximacin.

Extienda el CuO en el tubo

Ponga unas gotas de sulfato de cobre 0,1M en la mezcla

Vierta 25 ml ed H2SO4 por el tubo de seguridad Deje q el generador trabaje durante un minuto

Caliente el CuO suavemente, mueva lentamente el mechero hacia el extremo abierto del tubo a medida q empieza a formarse el cobre elemental

Apague el mechero cuando aparezca toda la reaccin y deje q enfri.

Desconecte el generador e hidrogeno

Pese el tubo de ensayo q contiene el cobre

MATERIAL Y EQUIPO.-

ITEMMATERIALCARACTERISTICAS CANTIDAD

1Termmetro

1

2Balanzaelctrica1

3Tubos de ensayovidrio5

4Probeta100ml1

5Pipeta10ml1

6Gradillasmadera1

8Vaso de Precipitados1000ml1

9Soporte universalmetlico1

10Pinzametlico1

11Mechero1

12Voltametro de HoffmanVidrio

13EmbudoCon llave de paso

14Matraz erlenmeyer1 litro

15Tubo de gomaCon dos perforaciones

16Tubo en forma de Lvidrio

17ZnSolido 0,20 g

18HClLiquido 6N5 ml

19H2SO45%

20Agua destiladaLiquido

21Granallas de Zincsolido

22CuSO4Solido

23CaCl26M100ml

24CuO6M100ml

25H2SO46M100ml

IV. DATOS EXPERIMENTALESREGISTRO DE DATOS

Masa del Zn (g)0,220

Volumen del hidrogeno (cm3)65

Temperatura (C)21

Presin manomtrica (mmH2O)2,1

Presion de vapor del agua (mmHg) (de tablas)1

Intensidad de corriente (mA)3,3

Tiempo de electrolisis (seg)20mm

Temperatura del ambiente (C)21

Volumen de hidrogeno (cm3)5

presion manomtrica del hidrogeno

volumen de oxigeno(m3)3

Presin manomtrica del oxigeno

V. CALCULOS

Parte 1

Densidad del Hidrogeno

=

Parte 2

I.-

II.-

III.-

IV.-

VI. RESULTADOS OBTENIDOSEl primer destilado fue obtenido entre los 67.5C (punto de burbuja) y los 71C. Este destilado fue el de menor volumen obtenido. Hallando su porcentaje de alcohol mediante los respectivos clculos tenemos una concentracin de 77.69% de volumen de alcohol. La cantidad de alcohol puro que contiene es de 10.1ml.Como era de esperarse, la primera fraccin tendra la mayor concentracin del componente ms voltil (alcohol) y disminuira gradualmente conforme aumente la temperatura, pues la presin de vapor del agua aumentara y lograra vencer la presin atmosfrica para convertirse en vapor y luego condensarse. Esto se observa claramente en el cuarto destilado, pues a una temperatura de 77C faltaran 10C para el punto de ebullicin del agua, y gran parte del agua ira evaporndose sin ebullir. Lo mismo sucede con el alcohol pero a una temperatura de 67.5C (primera temperatura del rango de fusin de la mezcla).En la primera muestra del destilado, la concentracin de alcohol duplica la concentracin inicial. Si se pudiera realizar sucesivas destilaciones de la primera muestra se podra mejorar este resultado, aunque tal vez la concentracin aumentara cada vez menos hasta llegar a la mezcla azeotrpica de agua y alcohol.Analizando tambin las cantidades de alcohol puro obtenidos independientemente y hallando la diferencia con la cantidad de alcohol puro inicial, se tiene una deficiencia del 1.65%. Esto se puede explicar por la alta potencia de la hornilla, que sobrecalentaba el vapor y no permita que el refrigerante lo condense totalmente. Luego de recolectar el primer destilado se cambi por otra hornilla con menor potencia, que permita condensar totalmente el vapor producido.Los anlisis de la destilacin fraccionada y de la destilacin por arrastre de vapor se harn por medio de anexos y datos conseguidos, pues la recoleccin de datos para estos experimentos fue incompleta y bastante dudosa.

VII. COMPARACIN CON DATOS BIBLIOGRFICOS

En la destilacin simple, despus de recogida destilado, se observa claramente que la concentracin de alcohol baja, aunque con poca diferencia, conforme transcurre el tiempo. Esto se debe a que el alcohol vence la presin atmosfrica aproximadamente a unos 68C, por lo que los primeros vapores condensados corresponden al alcohol, pero conforme aumenta la temperatura, el agua tambin se evapora y se condensa en el destilado disminuyendo la pureza del producto. No se han redestilado las fracciones obtenidas. Si se hubiera continuado la experiencia lo ms probable era encontrar la mezcla azeotrpica para el alcohol y agua, en la cual al continuar la destilacin, la pureza no habra aumentado, pues la mezcla tiene un nico punto de ebullicin.

En la destilacin fraccionada se han recogido 4 fracciones en cierto rango de temperaturas. Para la primera fraccin entre 69C y 70C, se tiene que la mayor parte de los componentes de esta fraccines es, un disolvente orgnico muy usado en laboratorios. Adems, hay compuestos ms voltiles que son las naftas, que destilan entre los 40-45C, siendo importantes como combustibles para automviles y aviones.

El segundo destilado correspondera, pues se han destilado entre los 70C y 74C. Revisando la diferente bibliografa para la destilacin fraccionada del alcohol, podramos asegurar que el destilado obtenido est constituido en su mayor parte por bencinas y disolventes industriales. Sus propiedades son casi iguales al anterior destilado: es un lquido incoloro, muy mvil, que es un producto que se obtiene por redestilacin sucesiva. Pero incluso sin este procedimiento se encontraba en cantidades apreciables en el segundo destilado como para percibir su caracterstico olor.

Por la destilacin de arrastre de vapor se ha conseguido obtener los aceites esenciales del aniz, debido a la naturaleza de estos aceites, son insoluble en agua, por lo que el destilado mostraba dos fases. Este aceite podra concentrarse por bao mara a fin de determinar algunas de sus propiedades (pero no se hizo esta experiencia).

VIII. OBSERVACIONESDebe hacerse notar que la destilacin simple se realiz con una muestra de ron mas agua, y que la destilacin fraccionada ha sido realizada con una muestra de ron. Aunque los procedimientos han sido los mismos en la gua, la medicin de resultados y por lo tanto los clculos han sido obviados, en vez de los cuales se presenta una recopilacin de datos bibliogrficos como una justificacin de las propiedades de los destilados.En el caso de la destilacin por arrastre de vapor, no se realiz ninguna medicin de condiciones (temperatura, presin, etc.). Solamente se midi el volumen obtenido y se observaron algunas de sus propiedades, tambin se han aadido datos bibliogrficos de esta esencia.

IX. CONCLUSIONES

La destilacin es un proceso de purificacin generalmente dirigido para mezclas lquidas o para la obtencin de esencias a partir de materia prima orgnica. La destilacin se fundamenta en las diferentes presiones de vapor y puntos de ebullicin de los componentes de una mezcla para separarlos. Cuando los componentes tienen puntos de fusin bastante diferenciados, se puede separarlos por destilacin simple. Si son poco diferenciados, se usa una destilacin fraccionada y si los componentes estn contenidos en muestras slidas y se descomponen fcilmente, se usa el arrastre de vapor para aislarlo.

La destilacin fraccionada es una serie de destilaciones simples, que se realizan en un tubo apropiado, que contiene platos donde se condensa el componente menos voltil, atrapando parte del vapor, pero el vapor ascendente calienta estos platos produciendo la evaporacin del componente ms voltil y dejando lquido el otro componente. Esta destilacin permite la separacin no slo de dos compuestos, sino de muchos como es el caso del petrleo, que tiene diversos componentes de utilidad.

La destilacin de arrastre de vapor se usa para separar componentes voltiles e insolubles en agua contenidos en muestras no voltiles. Se fundamenta en que diversos productos orgnicos tienen elevados puntos de ebullicin (como el del agua) y codestilan junto con sta a su paso en forma de vapor. Tambin la destilacin por arrastre de vapor es un sustituto de la destilacin al vaco, pues se realiza a temperaturas relativamente bajas y no causan la descomposicin de la sustancia a aislar.

La destilacin simple se basa en las leyes de Raoult y de Dalton, que junto con el balance de materia, permiten predecir las cantidades de los componentes en el destilado. Aunque estas leyes han sido fundamentadas en el comportamiento de los gases ideales, permiten predecir con xito los resultados para una destilacin simple.

A travs de los ltimos aos, el hombre a usado el proceso de destilacin principalmente en la obtencin de combustibles a partir de materias primas como la hulla; luego, tras el descubrimiento del petrleo, se ha realizado la destilacin fraccionada de ste para separa sus componentes que tiene diversas utilidades cuando se encuentran en alta pureza.

La liofilizacin es una variante especial de la destilacin, consiste en congelar el alimento y una vez congelado se introduce en una cmara de vaco para que se evapore el agua por sublimacin. Mediante diversos ciclos de congelacin-evaporacin se consigue eliminar la prctica totalidad del agua. Esta tcnica es sobretodo usada en la industria alimentaria par ala preparacin de alimentos deshidratados, como las sopas en polvo o los refrescos de fruta deshidratada.

X. CUESTIONARIO

1.- Comparar los resultados de los tipos de destilacin. Cul es ms eficaz?Rep.- La destilacin fraccionada es ms efectiva

2.- Que finalidad tiene el plato poroso o las perlas de ebullicin?Rep.- Evitar la formacin de una burbuja de vapor en el seno del lquido pues esto es . seal de un estado meta estable de sobrecalentamiento, una temperatura mayor al . punto de ebullicin.

3.- Un lquido orgnico comienza a descomponerse a 80 C. Su presin de vapor a esatemperatura es de 36 mm de mercurio. Cmo podra destilarse?Rep.- Por destilacin al vaco pues al llegar a 760mmHg o 495mmHg el compuestotendra una temperatura altsima y se habra descompuesto.

4.- Cualitativamente, Qu influencia ejercern cada una de las siguientes impurezas en elpunto de ebullicin de la acetona? : a) alcohol etlico (78,8 C), b) ter etlico (35 C),c) azcar.Rep.- a) Alcohol etlico (78,8 C).- Eleva la temperaturab) ter etlico (35 C).- Ningn efecto porque son inmisciblesc) Azcar.- Baja el punto de ebullicin

5.- Ctense dos razones que justifiquen que el agua fra circule en un refrigerante en sentidoascendente.Rep.- -Si se realiza el recorrido del agua en contracorriente con el vapor destilado el agua logra absorber todo el calor esto hace que el vapor del destilado se convierta rpidamente en liquido-Si se coloca de arriba hacia abajo el agua va a caer sin hacer ninguna presin, lo que hace que el tubo interno del condensador por donde va a pasar el vapor del destilado no se enfra lo suficiente esto hace que del condensador salga el vapor de lo que se pensaba destilar

6.- Se podra separar por destilacin cansilla una mezcla de dos lquidos de puntos deebullicin 77 C y 111C? Y por destilacin fraccionada? Qu liquido se recogeraen primer lugar?Rep.- No se puede hacer por destilacin simple y es ms efectivo por destilacinfraccionada por q diferencia de puntos de ebullicin es de 35 C se recogera . . . primero el lquido ms voltil es decir el que ebulle a 77 C .

7.- Al disminuir uno de los componentes en la destilacin de arrastre con vapor, Cmoevolucionara la temperatura de la destilacin?Rep.- No afectara en nada ya q al ser inamisible los lquidos su cantidad en masa no afectaEn nada a la presin de vapor.

8.- El punto de ebullicin de un compuesto para destilarlo en arrastre de vapor debe ser inferior o superior al agua? Rep.- Sus temperaturas de ebullicin deben ser mayor q la del agua.

9.- Cmo se ven afectadas las presiones de vapor de los componentes de una mezcla en funcin de las cantidades relativas existentes en la misma? Rep.- Si se trata de una mezcla ideal se cumple la ley de Raoult y la presin total del sistema depende de la presin por la fraccin molar entonces a mayor masa aportara mayor presin al sistema. Pero individualmente la presin de vapor es una funcin exclusivamente de la temperatura y caracterstica de cada sustancia.

10.- Aplicaciones de la destilacin en corriente de vapor de agua. Rep.- separacin de lquidos o solidos voltiles insolubles en agua caliente de una masa bruta que los contiene, es decir, aislamiento de compuestos a partir de su fuente natural.

11.- Que desventajas se podran citar de la destilacin en corriente de vapor, como mtodo de separacin y purificacin? Rep.- Permite destilar lquidos inmiscibles entre si e insolubles en agua, permite destilar a menores temperatura de ebullicin sin que el compuesto se descomponga.

XI. BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS

Qumica Orgnica I, Prcticas de LaboratorioInvernizzi, Eduardo - lvarez, Alfredo

Curso Prctico de Qumica OrgnicaBrewster, Ray Q. Vanderwerf, Calvin A. McEwen, William E.

Qumica OrgnicaMorrison & Boyd

Problemas de Ingeniera Qumica, Tomo IOcon Tojo

Qumica Elemental Moderna. OrgnicaCelsi-Iacobucci

ANEXOSUn azetropo es una mezcla lquida de dos o ms componentes que poseen un nico punto de ebullicin constante y fijo y que al pasar al estado vapor se comporta como un lquido puro o sea como si fuese un solo componente.Un azetropo, puede hervir a una temperatura superior, intermedia o inferior a la de los constituyentes de la mezcla, permaneciendo el lquido con la misma composicin inicial, al igual que el vapor, por lo que es imposible separarlos por destilacin simple.El azetropo que hierve a una temperatura mxima se llama azetropo positivo y el que lo hace a una temperatura mnima se llama azetropo negativo. La mayora de azetropos son del tipo negativo.Un ejemplo es la mezcla de alcohol etlico y agua, que forma un azetropo para una concentracin del 95% en peso de alcohol, que hierve a una temperatura de 78,2C. Con una destilacin simple se obtiene un alcohol con este ttulo, pero para conseguir un compuesto ms puro se necesita utilizar recursos especiales en una destilacin azeotrpica

Destilacin a vacoLa destilacin a vaco es la operacin complementaria de destilacin del crudo procesado en la unidad de topping o de destilacin atmosfrica, que no se vaporiza y sale por el fondo de la columna de destilacin atmosfrica. El vaporizado de todo el crudo a la presin atmosfrica necesitara elevar la temperatura por encima del umbral de descomposicin qumica y eso, en esta fase del refino de petrleo, es indeseable.El residuo atmosfrico o crudo reducido procedente del fondo de la columna de topping, se bombea a la unidad de destilacin a vaco, se calienta a una temperatura inferior a los 400C, similar a la temperatura que se alcanza en la fase de destilacin atmosfrica, y se introduce en la columna de destilacin. Esta columna trabaja a vaco, con una presin absoluta de unos 20 mmHg, por lo que se vuelve a producir una vaporizacin de productos por efecto de la disminucin de la presin, pudiendo extraerle ms productos ligeros sin descomponer su estructura molecular.En la unidad de vaco se obtienen solo tres tipos de productos:Gas Oil Ligero (GOL) Gas Oil Pesado (GOP) Residuo de vaco. Los dos primeros, GOL y GOP, se utilizan como alimentacin a la unidad de cracking cataltico despus de desulfurarse en una unidad de hidrodesulfuracin (HDS).El producto del fondo, residuo de vaco, se utiliza para producir asfalto, para alimentar a unidades de cracking trmico, donde se vuelven a producir ms productos ligeros y el fondo se dedica a producir fuel oil, o para alimentar a la unidad de produccin de coque.

Destilacin atmosfricaLa destilacin atmosfrica o tambin llamada topping en el mundo del petrleo, es la que se realiza a una presin cercana a la atmosfrica. Se utiliza para extraer los hidrocarburos presentes de forma natural en el crudo, sin afectar a la estructura molecular de los componentes.En las unidades de destilacin atmosfrica, el objetivo es obtener combustibles terminados y cortes de hidrocarburos que luego se procesarn en otras unidades.Se basa en la transferencia de masa entre las fases lquido-gas de una mezcla de hidrocarburos. Permite la separacin de componentes en funcin de su punto de ebullicin. Para que se produzca el fraccionamiento o separacin, es necesario que exista un equilibrio entre las fases lquido y vapor, que es funcin de la temperatura y presin del sistema. As los componentes de menor peso molecular se concentran en la fase vapor y los de peso mayor, en el lquido. Las columnas se disean para que el equilibrio lquido-vapor se obtenga de forma controlada y durante el tiempo necesario para obtener los productos deseados.El proceso consiste en vaporizar el crudo y luego condensar los hidrocarburos en cortes definidos, modificando la temperatura a lo largo de la columna fraccionadora.La fase lquida se obtiene mediante reflujos, que son reciclos de hidrocarburos que retornan a la columna despus de enfriarse intercambiando calor con fluidos refrigerantes o con carga ms fra. Su funcin es eliminar controladamente la energa cedida en el horno de precalentamiento.La columna de destilacin est rellena de bandejas de platos, que es donde se produce el equilibrio entre los vapores ascendentes y los lquidos que descienden.En la zona de agotamiento o stripping, situada en la parte inferior de la columna, se le inyecta vapor que agua, que sirve para disminuir la presin parcial de los hidrocarburos, favoreciendo la vaporizacin de los compuestos ms voltiles y ayudarles a que asciendan a la zona de la columna que tenga a presin y temperatura adecuada para que se produzca el equilibrio lquido-vapor y se produzca la extraccin del producto definido.Hoy en da, debido a las medidas medioambientales, de especificacin de los productos y de la obtencin del mximo rendimiento, todas las corrientes que se extraen de la columna de topping, pasan, previo a su comercializacin, por otros procesos industriales para mejorar su calidad o para convertirlos en nuevos productos de mayor valor aadido.En la unidad de topping se obtienen los siguientes productos, empezando por la parte superior o cabeza de la columna:Gas de refinera (Fuel Gas). Es una mezcla de todos los compuestos incondensables (esencialmente hidrgeno, metano, etano y etileno), presentes de forma natural en el crudo que se est procesando. Este combustible se utiliza en refinera, despus de endulzarlo (eliminarle los compuestos sulfurosos), para quemarlo en los diferentes procesos. Gases licuados del petrleo (LPG). Se separan sus diferentes compuestos para su venta individualizada, esencialmente propano y butano Nafta ligera. Se enva como carga para isomerizacin para mejorar su RON y MON (octanaje) y formar parte de las corrientes de gasolinas de automocin, que se formulan en el blending. Nafta pesada. Se enva como carga al reformado cataltico, para mejorar su RON y formar parte de las corrientes de gasolinas de automocin. Keroseno. Que, una vez endulzado, es la base de la produccin de Kero Jet, combustible para las turbinas de los aviones. Gas Oil Ligero. Se enva a unidades de desulfuracin, para eliminar los compuestos de azufre e incorporarlo a la mezcla de formulacin de gasleos de automocin. Gas Oil Pesado. Se enva a unidades de desulfuracin, para eliminar los compuestos de azufre e incorporarlo a la mezcla de formulacin de gasleos de automocin. Gas Oil Atmosfrico. Se utiliza como una de las alimentaciones a la unidad de cracking cataltico Residuo Atmosfrico. Es la fraccin ms pesada del crudo, por lo que se le denomina tambin crudo reducido y se utiliza como alimentacin a la unidad de destilacin a vaco

LiofilizacinProceso utilizado para la eliminacin del agua mediante desecacin a vaco y a muy bajas temperaturas, es utilizado principalmente en la industria alimentaria.La liofilizacin es un proceso en el que congela el alimento y una vez congelado se introduce en una cmara de vaco para que se evapore el agua por sublimacin. Mediante diversos ciclos de congelacin-evaporacin se consigue eliminar la prctica totalidad del agua.Es una tcnica bastante costosa comparada con los mtodos tradicionales de secado, pero origina productos de una mayor calidad al no emplear calor. Un ejemplo de producto liofilizado es en el caf instantneo o las sopas instantneas.Como proceso industrial se desarroll en los aos 50 del siglo XX, pero se trata de una operacin ya empleada por los incas. El procedimiento ancestral consista en dejar por la noche que los alimentos se congelasen por la accin del fro de los Andes y gracias a los primeros rayos de sol de la maana y la baja presin atmosfrica de las elevadas tierras andinas se produca la sublimacin del agua que se haba congelado, este proceso es conocido como liofilizacin natural

Subproductos destilados del petrleo1) ter de petrleo: es un lquido muy mvil, que hierve entre 40C y 50C y est constituido por los dos primeros trminos de la serie de hidrocarburos saturados. Se lo extrae exclusivamente de los gases de petrleo por compresin, y su uso est restringido a los laboratorios como disolvente.2) Bencinas y disolventes industriales: llamados tambin ligronas o solventes; son los productos que destilan entre los 60C y 120C; son tambin incoloros, insolubles en agua, y muy solubles en ter, cloroformo y tetracloruro de carbono. Son muy buenos disolventes, por lo que la industria extractiva de sustancias grasas los emplea para la separacin de aceites de las tortas residuales de las prensas hidrulicas, una vez obtenido el aceite de primera presin. La industria del caucho lo emplea en cantidad apreciable, para la disolucin de la goma elstica bruta y facilitar su mezcla con el azufre para la vulcanizacin.3) Naftas para motores de combustin interna: son combustibles que varan de acuerdo con el tipo de motor; se clasifican en naftas livianas para aeroplanos y automviles, y naftas pesadas para tractores y motores agrcolas. Sus caractersticas se definen por ensayos de laboratorio y en particular por la destilacin A.T.S.M., que es una destilacin fraccionada, practicada en un aparato de dimensiones precisas y con tcnica uniforme; los resultados obtenidos se refieren a ciertas temperaturas, el punto seco, o sea, la temperatura ms alta registrada en la destilacin, y el total recogido. Las principales caractersticas de estos subproductos son las siguientes:

Nafta de aviacinNafta para automvilesNafta para tractores

Peso especfico a 15C0,700-0,7100,740-0,7500,769-0,800

Destilacin A.T.S.M1 gota destila a Hasta 100C destilaHasta 150C destilaHasta 200C destilaPunto seco40-42C62%95%-Debajo de 180C40-45C30%72-74%Alrededor de 200C130-132C-4-6%50-55%Alrededor de 275%

Destilado total mnimo97%97-98%97-98%

Propiedades del eucaliptoEl eucalipto es un gnero de rboles de la familia de las mirtceas. Existen alrededor de 600 especies, la mayora oriundas de Australia y muchas se conocen como "rbol gomero". En la actualidad se encuentran distribuidos por gran parte del mundo y debido a su rpido crecimiento frecuentemente se emplean en repoblaciones forestales, para la industria papelera, maderera o para la obtencin de productos qumicos, adems de su valor ornamental. Sin embargo, en algunas zonas se han convertido en invasivos ya que poseen un sistema radicular muy superficial que afecta el crecimiento de otras especies de rboles a su alrededor.Los eucaliptos son rboles perennes, de porte recto pudiendo llegar a medir hasta 60 m. de altura, la corteza exterior es marrn clara con aspecto de piel y se desprende a tiras dejando manchas grises o parduscas sobre la corteza interior, ms lisa.Las hojas jvenes de los eucaliptos son ssiles, ovaladas y grisceas, alargndose y tornndose coriceas y de un color verde azulado brillante de adultas; contienen un aceite esencial, de caracterstico olor balsmico, que es un poderoso desinfectante natural.Presenta flores blancas y solitarias con el cliz y la corona unidos por una especie de tapadera que cubre los estambres y el pistilo (de esta peculiaridad procede su nombre, eu-kalypto en griego significa "bien cubierto") la cual, al abrirse, libera multitud de estambres de color amarillo. Los frutos son grandes cpsulas de color casi negro con una tapa gris azulada que contiene gran cantidad de semillas.