A destilación é un proceso físico que consiste en quentar un material ata que os seus compoñentes máis volátiles pasan á fase de vapor e, a continuación, arrefrían o vapor para recuperar ditos compoñentes en forma líquida por medio da condensación. O obxectivo principal da destilación é separar unha mestura de varios compoñentes aproveitando as súas distintas volatilidades, ou ben separar os materiais volátiles dos non volátiles.
Na evaporación e no secado, normalmente o obxectivo é obter o compoñente menos volátil; o compoñente máis volátil, case sempre auga, rexéitase. Porén, a finalidade principal da destilación é obter o compoñente máis volátil en forma pura. Por exemplo, a eliminación da auga da glicerina evaporando a auga, chámase evaporación, pero a eliminación da auga do alcohol evaporando o alcohol, chámase destilación, aínda que se usan mecanismos similares en ámbolos dous casos.
Teoría da destilación
Na mestura simple de dous líquidos solubeis entre si, a volatilidade de cada un é perturbada pola presenza do outro. Neste caso, o punto de ebulición dunha mestura ó 50%, por exemplo, estaría a metade de camiño entre os puntos de ebulición das substancias puras, e o grao de separación producido por unha destilación individual dependería soamente da presión de vapor, a volatilidade dos compoñentes separados a esa temperatura.
Esta sinxela relación foi anunciada por vez primeira polo químico francésFrançois Marie Raoult (1830-1901) e chamouse lei de Raoult. Esta lei só se aplica a mesturas de líquidos moi similares na súa estrutura química, como o benceno e o tolueno. Na maioría dos casos prodúcense amplas desviacións desta lei. Se un compoñente só é lixeiramente soluble no outro, a súa volatilidade aumenta anormalmente.
No exemplo anterior, a volatilidade do alcohol en disolución acuosa diluída é varias veces maior que a predita pola lei de Raoult. En disolucións de alcohol moi concentradas, a desviación é aínda maior: a destilación de alcohol de 99% produce un vapor de menos de 99% de alcohol. Por esta razón o alcohol non pode ser concentrado por destilación máis dun 97%, aínda que se realice un número infinito de destilacións.
O aparello utilizado para a destilación no laboratorio, é o alambique, que consta dun recipiente onde se almacena a mestura, á que se lle aplica calor, un condensador onde se arrefrían os vapores xerados, levándoos de novo ao estado líquido e un recipiente onde se almacena este líquido concentrado.
Na industria química utilízase a destilación para a separación de mesturas simples ou complexas. Unha forma de clasificar a destilación pode ser a de que sexa descontinua ou continua.
Aparato de destilación simple
Destilación simple.
Un Aparello de destilación simple é un aparello empregado en laboratorios de química para producir unha destilación simple.
No esquema situado á dereita pode observarse un aparello de destilación simple básico:
Balón de destilación, que deberá conter pequenos anacos de material poroso (cerámica, ou material similar) para evitar sobresaltos repentinos por sobrequencementos.
Cabeza de destilación: Non é necesario se o balón de destilación ten unha tubuladura lateral.
Termómetro: O bulbo do termómetro sempre se sitúa á mesma altura que a saída á entrada do refrixerador. Para saber se a temperatura é a real, o bulbo deberá ter polo menos unha pinga de líquido. Pode ser necesario un tapón de goma para soster ao termómetro e evitar que se escapen os gases (moi importante cando se traballa con líquidos inflamables).
Destilación descontinua, realízase introducindo a mestura nunha caldeira onde se lle aplica calor e os vapores condensados almacénanse nun recipiente. A operación de enchido da caldeira coa mestura fai que o proceso se realice en lotes.
Destilación fraccionada, baséase na alimentación regulable e en continuo da mestura a separar, introducíndoa nunha columna ou torre de destilación, onde se separan os compoñentes dunha mestura de forma continua nas distintas fraccións, saíndo pola parte superior ou cabeza a fracción máis lixeira ou de menor punto de ebulición, polo fondo a fracción máis pesada e a diferentes alturas da columna, as distintas fraccións que se queren obter dependendo da súa punto de ebulición.
