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Conociendo los aparatos de laboratorio: El Aparato de Destilación

Si alguna vez te has preguntado cómo se purifica el alcohol, cómo se obtienen aceites esenciales de las plantas o cómo se desala el agua de mar, la respuesta está en una de las técnicas más antiguas y efectivas de la química: la destilación.

Hoy vamos a desglosar el aparato de destilación simple, una pieza de ingeniería química que parece compleja, pero que sigue principios físicos muy básicos.

¿Qué es y para qué sirve?

La destilación es un método de separación de mezclas homogéneas (líquidos disueltos entre sí o sólidos disueltos en líquidos). Se basa en la diferencia de los puntos de ebullición de los componentes.

Componentes clave del aparato

Para que la magia ocurra, necesitamos un montaje específico. Aquí te explico las piezas fundamentales:

Matraz de destilación (o de fondo redondo): Aquí se coloca la mezcla original. Se calienta para que el componente con el punto de ebullición más bajo comience a evaporarse.

Termómetro: Es vital para controlar la temperatura y saber exactamente qué sustancia estamos evaporando en cada momento.Leer más…«Conociendo los aparatos de laboratorio: El Aparato de Destilación»

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Conociendo las mezclas y cómo separarlas

En la vida diaria estamos rodeados de mezclas: el jugo que tomamos, el aire que respiramos, la ensalada que comemos. La química nos ayuda a entender qué tipo de mezcla es cada una y cómo podemos separarlas usando métodos sencillos.

Tipos de mezclas
  • Mezclas homogéneas: tienen una apariencia uniforme, no se distinguen sus componentes a simple vista.
     Ejemplo: agua con azúcar, jugo de limón, aire.
  • Mezclas heterogéneas: se distinguen sus componentes, no están distribuidos de manera uniforme.
    Ejemplo: ensalada, agua con arena, cereal con leche.

 

Métodos de separación con ejemplos cotidianos
Filtración
  • Qué es: separar sólidos de líquidos usando un filtro.
  • Ejemplo: colar pasta para separar los fideos del agua.

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Conociendo los aparatos de laboratorio: El embudo de separación

El embudo de separación, también llamado embudo de decantación, es una herramienta esencial para separar líquidos inmiscibles, como agua y aceite. Su diseño permite realizar extracciones líquido-líquido, un proceso fundamental en química orgánica, farmacéutica y ambiental.

 

Breve historia y evolución

Aunque su origen no está atribuido a un inventor específico, el embudo de separación se popularizó en el siglo XIX junto con el desarrollo de técnicas de extracción. Su forma ha evolucionado desde modelos cilíndricos hasta los más comunes en forma de pera o esféricos, optimizados para facilitar la separación por densidad.

 

Diseño y partes principales
  • Cuerpo de vidrio: generalmente en forma de pera o esfera.
  • Tapón superior: evita fugas durante la agitación.
  • Llave de paso inferior: controla el flujo del líquido.
  • Boquilla de salida: permite drenar la fase inferior.

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Separación de mezclas: Procedimientos Físicos

  1. Destilación. Consiste en separar una mezcla de dos líquidos que presentan diferentes puntos de ebullición, los cuales luego se condensan al pasar por una tubería fría. El líquido más volátil, es decir, el que posee menor punto de ebullición se evapora y se separará primero. La destilación puede ser simple o fraccionada. Un ejemplo es la destilación del vino para obtener bebidas alcohólicas como brandy o cognac. 
  1. Evaporación. Este método se utiliza para separar un sólido disuelto en un líquido. Por ejemplo, una disolución de agua salada, se lleva a calentamiento sin tapar el recipiente y se deja hasta evaporar toda el agua para que así quedé el sólido como residuo en el fondo.

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Porcentaje masa-volumen

Este tipo de concentración expresa la cantidad en gramos de soluto que se encuentran contenidos en 100 ml de solución.

Por ejemplo, si nos dicen que la concentración de una solución es de 30 % m/v, nos están indicando que en 100 ml de solución se encuentran contenidos 30 gramos de soluto.

Ejercicio.
  • David desea preparar una bebida instantánea al 20 % m/v y solo dispone de 50 gramos del concentrado en polvo. ¿Qué volumen de disolución puede preparar con esta cantidad de soluto?

Datos:

% m/v = 20%

m soluto = 50 gramos

v solución = ?Leer más…«Porcentaje masa-volumen»

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Mezclas Homogéneas

Las mezclas homogéneas, se definen como aquellas donde sus componentes no se pueden observar a simple vista, y a diferencia de las mezclas heterogéneas, estas pueden ser separadas mediante procedimientos físicos.

Estas a su vez se clasifican en:

Soluciones. Las soluciones son dispersiones homogéneas de una sustancia en otra. Estas están formadas por dos o más sustancias llamados soluto y solvente. El soluto es aquel que se disuelve en el solvente, y este es aquel que disuelve al soluto.

Ejemplo: Mezcla de agua y salLeer más…«Mezclas Homogéneas»

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Mezclas Heterogéneas

Las mezclas heterogéneas se definen como aquellas mezclas donde los componentes que la forman se pueden observar a simple vista y pueden ser fácilmente separados mediante procedimientos mecánicos. Por ejemplo: agua más aceite.

Estas a su vez se clasifican en:

Mezclas groseras. Son mezclas heterogéneas que presentan partículas de gran tamaño que son fácilmente apreciables y separables mediante procedimientos mecánicos.

Ejemplo: Mezcla de aceite y vinagre

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Diferencia entre mezcla zeotrópica y azeotrópica

En anteriores posts hablamos un poco en qué consisten las mezclas azeotrópicas y zeotrópicas, en la Guía de estudios de hoy explicaremos la diferencia entre ambas.

Empecemos con el hecho de que las mezclas del tipo azeotrópicas se comportan como que estuviera conformada solamente por un compuesto puro donde el punto de burbuja y punto de rocío son iguales, pero en este, realmente se llevan a cabo intercambios fisicoquímicos entre los componentes de la mezcla, debido a que las volatilidades de los componentes se emparejan en un punto determinado.Leer más…«Diferencia entre mezcla zeotrópica y azeotrópica»

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Mezcla Zeotrópica

En la guía de estudios anterior, explicamos en qué consisten las mezclas azeotrópicas, cómo se pueden evidenciar y su clasificación.

Empecemos con el origen de la palabra zeótropo, ¿qué significa y de dónde proviene? La palabra tiene su origen en la lengua griega, donde zein significa hervir y tropos significa cambiar.

Por lo tanto, a nivel conceptual se puede decir que una mezcla zeotrópica es aquella donde dos o más refrigerantes puros presentan volatilidades distintas.

En este tipo de mezclas, se evidencia que, en el sistema de refrigeración, tanto su temperatura de saturación y composición, cambian debido a que cuando ocurre la evaporación, los componentes más volátiles se evaporan en proporciones más elevadas.Leer más…«Mezcla Zeotrópica»

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Mezcla Azeotrópica

Las mezclas azeotrópicas o simplemente azeótropos son aquellas mezclas líquidas conformadas por dos o más compuestos químicos que tienen comportamientos similares, y en sus propiedades se observa como si estuviese constituida por un solo componente. Este aspecto se evidencia cuando hierves la mezcla, mostrándose que su fase de vapor tendrá la misma composición que su fase líquida.

Algunos ejemplos de mezclas azeotrópicas tenemos:

HClO4 al 28,4 % + H2O. La mezcla hierve a 203 °C

H2SO4 al 98,3 % + H2O. La mezcla hierve a 336 °C.

HNO3 al 68,4 % + H2O. La mezcla hierve a 122 °C.

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