Destilación
La destilación es un método físico que separa los componentes de una mezcla líquida según su punto de ebullición mediante evaporación y condensación.
La destilación es un método físico de separación que aprovecha las diferencias en los puntos de ebullición de los componentes de una mezcla líquida. Consiste en calentar la mezcla hasta que hierve, recoger el vapor y condensarlo de nuevo en otro recipiente, de modo que el líquido obtenido (el destilado) queda enriquecido en la sustancia más volátil.
¿Qué es la destilación?
Es una de las técnicas más antiguas de los métodos de separación de mezclas. El nombre procede del latín destillare, «caer gota a gota», que describe cómo el destilado gotea desde el condensador. No altera la naturaleza química de las sustancias: solo provoca cambios de estado, de líquido a vapor y de vapor a líquido, de modo que separa los componentes de una mezcla homogénea.
El principio es sencillo: cuando se calienta una mezcla de líquidos miscibles, el vapor que se desprende es más rico en el componente de menor punto de ebullición. Al condensarlo se obtiene una fracción más pura de ese componente.
Material y funcionamiento
Un montaje clásico de laboratorio incluye:
- Matraz de destilación (de fondo redondo), donde se calienta la mezcla junto con piedra pómez o un agitador para evitar sobrecalentamientos bruscos.
- Fuente de calor: manta calefactora, baño de agua o de aceite.
- Cabeza de destilación con termómetro, cuyo bulbo se sitúa a la altura de la salida de vapores.
- Refrigerante o condensador (por ejemplo, tipo Liebig), por el que circula agua fría en contracorriente.
- Matraz colector para recoger el destilado.
Tipos de destilación
| Tipo | Cuándo se usa | Ejemplo |
|---|---|---|
| Simple | Separar un líquido de un sólido disuelto, o líquidos con puntos de ebullición muy distintos (más de 25 a 30 °C de diferencia) | Obtener agua pura a partir de agua salada (agua destilada) |
| Fraccionada | Líquidos miscibles con puntos de ebullición próximos; se emplea una columna con múltiples etapas de condensación y evaporación | Refino del petróleo; separación de etanol y agua |
| A vacío (presión reducida) | Sustancias que se descomponen a su temperatura normal de ebullición | Purificación de aceites esenciales y de compuestos orgánicos delicados |
| Por arrastre de vapor | Extraer sustancias volátiles inmiscibles con el agua | Aceites esenciales de lavanda o eucalipto |
| Azeotrópica | Romper mezclas que forman azeótropo, añadiendo un tercer componente | Deshidratación del etanol |
La destilación fraccionada
En la columna de fraccionamiento, el vapor asciende y se condensa parcialmente en cada plato o relleno, volviendo a evaporarse una y otra vez. Cada ciclo equivale a una destilación simple, por lo que el vapor que llega a la parte superior es casi puro en el componente más volátil. El número de «platos teóricos» mide la eficacia de la columna.
Un límite importante: los azeótropos
Algunas mezclas, como la de etanol y agua, forman un azeótropo: a cierta composición, el vapor tiene la misma proporción que el líquido y la destilación deja de enriquecer. El de etanol-agua hierve a unos 78,2 °C y contiene aproximadamente un 96 % de etanol en volumen. Por eso el alcohol absoluto no se obtiene solo con destilación fraccionada, y exige técnicas adicionales.
Aplicaciones
- Industria petrolera: la destilación fraccionada del petróleo crudo produce gases licuados, gasolina, queroseno, gasóleo y asfalto, según su intervalo de ebullición.
- Bebidas alcohólicas: aguardientes, whisky, ron o ginebra se obtienen destilando mostos fermentados.
- Potabilización: destilación y desalinización del agua de mar en zonas áridas.
- Perfumería y farmacia: aceites esenciales y disolventes de elevada pureza.
- Química fina: purificación de reactivos y disolventes en el laboratorio.
Ejercicios resueltos
1. Se destila una mezcla de etanol (p. e. 78 °C) y agua (p. e. 100 °C). ¿Qué componente se recoge primero y por qué?
El etanol, porque es más volátil y su punto de ebullición es más bajo. Los primeros vapores son más ricos en etanol; el agua se recoge después, a mayor temperatura.
2. Se parte de 500 mL de una mezcla con un 20 % de etanol en volumen y se recogen 90 mL de etanol. Calcula el rendimiento de la separación.
Etanol presente: 500 · 0,20 = 100 mL. Rendimiento = 90 / 100 · 100 = 90 %.
3. ¿Qué calor se necesita para vaporizar 100 g de etanol en su punto de ebullición? (ΔHvap = 38,6 kJ/mol; M = 46,07 g/mol)
Moles: 100 / 46,07 = 2,17 mol. Calor: 2,17 · 38,6 = 83,8 kJ, es decir, ≈ 84 kJ.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre destilación simple y fraccionada?
La simple realiza un único ciclo de evaporación y condensación y sirve para componentes con puntos de ebullición muy distintos. La fraccionada usa una columna que repite ese ciclo muchas veces y permite separar líquidos con puntos de ebullición cercanos.
¿La destilación es un cambio físico o químico?
Es un cambio físico: las sustancias no se transforman en otras, solo cambian de estado. Es un caso de cambio físico.
¿Por qué se añade piedra pómez al matraz?
Para favorecer una ebullición regular. Sus poros liberan pequeñas burbujas y evitan el sobrecalentamiento, que puede provocar proyecciones bruscas del líquido.
¿Por qué el agua circula de abajo arriba en el refrigerante?
Para que el tubo permanezca lleno de agua fría y el intercambio de calor sea más eficaz, en contracorriente respecto al vapor que desciende.
Referencias
- Brown, T. L. et al. Química. La ciencia central. Pearson.
- Vogel, A. I. Vogel’s Textbook of Practical Organic Chemistry. Longman.
- Perry, R. H., y Green, D. W. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. McGraw-Hill.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2024). «Destilación». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/destilacion/
