Práctica 5

Tecnológico de Monterrey Campus Puebla

“Técnicas experimentales básicas en el laboratorio de química: extracción, 
sublimación y cristalización.”

Víctor Hugo Blanco Lozano

Equipo #2, Sesión 4

Objetivo:Utilizar una de  las técnicas de separación para mezclas liquidas como: destilación por arrastre con vapor.
Empezar a tener práctica en el calentamiento y manipulación de materiales de vidrio para diferentes propósitos.

Introducción:La técnica de destilación por arrastre de vapor es una de las principales formas y procesos para lograr la extracción de aceites esenciales. Esto se debe que estos compuestos tienen cierto grado de volatilidad por lo que  es posible que sean arrastrados mediante el vapor de agua. La ley de Dalton es la que permite que esto suceda. Ésta establece que los diferentes gases presentes en una mezcla gaseosa ejercerán una presión parcial que sería equivalente a que si estuvieran solos y que la presión total será la suma de estas diferentes presiones parciales. Este hecho es de gran relevancia cuando se efectúa una destilación por arrastre de vapor porque el volumen que ocuparán los gases será el mismo pero su presión será diferente y gracias a esto es que se pueden separar los diferentes componentes en una mezcla gaseosa. El resultado será la extracción de un aceite esencial. Los aceites esenciales se caracterizan por poseer una gran intensidad aromática por lo que se le han detectado diversos usos que van desde la industria farmacéutica hasta a ser utilizados como un tipo de terapia.

Procedimiento: Se les advirtió a los alumnos desde el principio de la práctica que ésta era una de las más extensas que realizarían. Aunque solo consistía en una actividad el equipo tuvo que volver a dividirse en las parejas de siempre para poder ir montando todo los materiales. Los estudiantes Aldo y Ruíz se dispusieron a cortar y doblar los tubos de vidrios necesarios para la conexión entre el matraz de bola, el refrigerante y el matraz de Kitazato. Los alumnos Miguel y Martha empezaron a cortar la hierba buena en trozos y a colocar el refrigerante. Aldo y Ruíz midieron 18 centímetros, marcaron con plumón permanente y lo colocaron en el mechero prendido, justo en la flama que calienta. Cabe resaltar que tenía que ir girando para que el calor se esparciera en todo ese punto. Cuando el vidrio empezó a mostrarse flácido se retiró e inmediatamente se marcó con un bisturí, hasta el punto de penetrar un poco el vidrio. Luego se volvió a calentar y aprovechando otra ves su flacidez se tomó un trapo se envolvió el tubo en él y se aplicó presión para poder separar la parte deseada. Los resultados no fueron tan precisos como deseados pero servirían para poder llevar acabo la actividad.
          Terminado este proceso tomaron la pieza restante del tubo y midieron 14 centímetros. Ahora se dispusieron a doblar este tramo a una posición de 90º grados. Se volvió a colocar en la flama que calienta girando y una vez que se empezó a deformar, el compañero Ruíz lo empezó a doblar con sumo cuidado hasta lograr la posición deseada.

      Los compañeros Miguel y Martha se dedicaron a montar los instrumentos necesarios para llevar a cabo el proceso de destilación por arrastre de vapor. Se montó un soporte universal y sobre una tela de asbesto el matraz kitazato con 300 mL de agua destilada para generar el vapor necesario para la destilación y un termómetro para poder observar la temperatura. En un matraz de bola se colocaron los trozos de hierbabuena (una buena cantidad de éstos) y agua destilada (200 mL) y se colocó en una manta de calentamiento. El matraz kitazato y el matraz de bola se conectaron mediante uno de los trozos de tubo cortados. En otro soporte universal se montó el condensador, el cual contenía agua fría que actúa como refrigerante durante la destilación. El condensador y el matraz de bola se conectaron mediante el trozo de tubo que estaba doblado con un ángulo de 90° aproximadamente. Luego de que se tuvo el equipo montado y listo, se procedió a encender en mechero que se encontraba debajo del matraz kitazato y a encender la manta de calentamiento en la cual se encontraba el matraz de bola con los trozos de hierbabuena. Cuando el agua del matraz kitazato comenzó a hervir, se tenía que vigilar que la temperatura de ésta no rebasara los 100 °C. Después de 15 minutos comenzaron a caer las primeras gotas del destilado. 90 minutos mas tarde se había obtenido 150 mL de destilado, así que se prosiguió a colocarlo en un embudo de separación para obtener la esencia. Teniendo el destilado en el embudo, se colocó 5 mL de acetato de etilo para facilitar la separación. Finalmente se extrajo toda la esencia, de la cual se obtuvo un volumen de apenas .3 mL, así que ya no fue necesario agregarle sulfato de sodio sino la muestra se evaporaría por completo.

Cuestionario:

1.-¿A qué se le llama destilación por arrastre con vapor?

Es una técnica de destilación la cual te permite separar sustancias insolubles en agua y con bajó contenido volátil de otros productos no volátiles. La cual hace que los vapores del producto volátil sean arrastrados por el vapor de agua.

2.-¿Qué es lo que dice la ley de Dalton? Conteste con palabras y matemáticamente.

La ley de Dalton dice que presión de una mezcla de gases que no reaccionan químicamente, es igual a la suma de presiones parciales. La fórmula que se usa es

Ptotal = P1 + P2 + ....... + Pn. La cual se puede explicar mediante el siguiente ejercicio

Una mezcla de oxígeno, hidrógeno y gases de nitrógeno ejerce una presión total de 280kP. Si la presión parcial del oxígeno es 121kPa y la del nitrógeno es 105 k. ¿Cuál es la presión parcial ejercida por el nitrógeno?

Ptotal = Poxigeno + Phidrogeno + Pnitrogeno

280kPa = 121kPa + 105kPa + Pnitrogeno

Pnitrogeno = 54kPa

3.-¿Cómo se comporta la temperatura de ebullición de una mezcla de líquidos inmiscibles entre sí? ¿Qué son los aceites esenciales? De tres ejemplos

La temperatura de ebullición en la mezcla de líquidos inmiscibles será igual a la suma de la temperatura en la cual las presiones de vapor es igual son iguales a la atmosférica

Los aceites esenciales son mezclas de diferentes sustancias químicas sintetizadas por las plantas, que dan el específico aroma de flores, plantas,hierbas, semillas frutos, especias y algunos extractos de origen animal. Por ejemplo: linalol el cual le da sabor a las hojas de te, citaronelol le da el olor a la rosa, neroli y azahar los cuales se extraen de las flores de Naranjo.

4.- Explique qué material usó y qué resultados obtuvo en su destilación por arrastre con vapor de agua, cuantos mililitros y teóricamente cuanto se puede obtener del producto es rentable, para la producción y en que se puede utilizar el destilado.

Para la destilación por arrastre de vapor se usó refrigerante para agua con manguera, conectores y tapones, manta de calentamiento, mangueras, termómetro, soporte universal, anillo de hierro, probeta de 100ml, mechero con manguera,tela de alambre con asbesto pipeta de 10ml. Se obtuvo una solución de 70 ml. Todo lo obtenido por el destilado tiene usos distintos, en si todo es rentable. Tiene usos como relajante y ayuda a la circulación.

5. Menciones 5 productos que deban obtenerse por destilación por arrastre de vapor y cuál es la temperatura a la cual debe controlarse, realice una tabla

Productos	Temperatura
Aceite de té de limón	80-90ºCelsius
Aceite de hierbabuena	70-80ºCelsius
Nerolí	80-85ºCelsius
Abedul	90-95ºCelsius
Anís	80-90°Celsius

Conclusión: Esta práctica nos permitió conocer el proceso que se requiere para poder obtener una pequeña muestra de aceite esencial de cualquier planta y lo complejo que es, ya que para obtener un litro de aceite se requiere de por lo menos media tonelada de la sustancia deseada debido a que con los pocos gramos con los que trabajamos apenas se obtenían como mucho.5 mililitros de esencia. A su vez vimos una aplicación práctica de la ley de Dalton ya que las diferencias de presión en las mezclas fueron las que al final permitieron la separación de los compuestos y que se obtuviera el resultado deseado.

Referencias: 

AKIMIA-QUIMIKA. (4 de FEBRERO de 2013). Obtenido de http://alkimia-quimika.blogspot.mx/2008/04/ley-de-dalton.html

Botanical-online. (4 de Febrero de 2013). Obtenido de http://www.botanical-online.com/aceitesesencialespropiedades.htm

LOS ÁTOMOS DE DEMÓCRITO. (4 de FEBRERO de 2013). Obtenido de http://labquimica.wordpress.com/2007/08/07/extraccion-por-arrastre-con-vapor/

Antioquia, U. d. (s.f.). Recuperado el 4 de febrero de 2013, de http://farmacia.udea.edu.co/~ff/esencias2001b.pdf

bodega, T. (s.f.). Todo bodega. Recuperado el 4 de febrero de 2013, de http://www.alambiques.com/aceites.htm

Ecured. (s.f.). Ecured. Recuperado el 4 de febrero de 2013, de http://www.ecured.cu/index.php/Ley_de_Dalton