Destilación simple
La destilación es un método muy utilizado para separar mezclas basándose en las diferencias de las condiciones necesarias para cambiar la fase de los componentes de la mezcla. Para separar una mezcla de líquidos, se puede calentar el líquido para forzar a los componentes, que tienen diferentes puntos de ebullición, a pasar a la fase gaseosa. A continuación, el gas se condensa de nuevo en forma líquida y se recoge. La repetición del proceso en el líquido recogido para mejorar la pureza del producto se denomina doble destilación. Aunque el término se aplica más comúnmente a los líquidos, el proceso inverso puede utilizarse para separar gases licuando los componentes mediante cambios de temperatura y/o presión.
La primera evidencia conocida de la destilación proviene de un aparato de destilación de terracota que data del año 3000 a.C. en el valle del Indo, en Pakistán. Se sabe que la destilación era utilizada por los babilonios de Mesopotamia. Al principio, se cree que la destilación se utilizaba para fabricar perfumes. La destilación de bebidas se produjo mucho más tarde. El químico árabe Al-Kindi destilaba alcohol en el siglo IX en Irag. La destilación de bebidas alcohólicas parece común en Italia y China a partir del siglo XII.
Columna de destilación
La destilación tiene varias aplicaciones comerciales e industriales. Por ejemplo, se puede utilizar para destilar vino. De hecho, el uso bien documentado de la destilación se remonta al siglo XIII, donde se utilizaba para destilar el alcohol del vino. Esto es posible porque la diferencia en el punto de ebullición del agua y del etanol permite aislar cantidades más puras de alcohol del vino.
En general, se aplica calor, correspondiente al punto de ebullición del líquido deseado, a la mezcla que se va a destilar. En otros casos, se reduce la presión para optimizar el proceso de destilación.
En este ejemplo, el líquido que se extrae es agua dulce. Al aplicar el calor de la llama del mechero Bunsen al matraz, que contiene agua de mar, el agua hierve y se evapora. El vapor de agua se enfría y es redirigido por el condensador al matraz Erlenmeyer, gota a gota.
El agua que fluye en el tubo de refrigeración exterior que rodea al tubo de condensación interior facilita la condensación del vapor de agua. Como la sal es sólida y tiene un punto de ebullición muy alto, no se evapora con el agua. Como resultado, el destilado es agua dulce.
Destilación de vapor de agua
La destilación es un método de separación de sustancias químicas basado en las diferencias de sus volatilidades en una mezcla líquida en ebullición. La destilación suele formar parte de un proceso químico más amplio, por lo que se denomina operación unitaria.
Comercialmente, la destilación tiene varios usos. Se utiliza para separar el petróleo crudo en más fracciones para usos específicos como el transporte, la generación de energía y la calefacción. El agua se destila para eliminar impurezas, como la sal del agua de mar. El aire se destila para separar sus componentes -sobre todo el oxígeno, el nitrógeno y el argón- para su uso industrial. La destilación de soluciones fermentadas se ha utilizado desde la antigüedad para producir bebidas destiladas con mayor contenido de alcohol.
Los primeros procedimientos de destilación pura para producir sustancias químicas totalmente purificadas fueron realizados por químicos musulmanes con fines industriales, como el aislamiento de ésteres naturales (perfumes) y la producción de alcohol puro[1]. Sin embargo, los alquimistas babilónicos de Mesopotamia (en lo que hoy es Irak) ya conocían las primeras formas de destilación al menos desde el segundo milenio antes de Cristo. [La destilación fue conocida por los alquimistas griegos a partir del siglo I d.C.,[3][4][5] y el posterior desarrollo de aparatos de destilación a gran escala se produjo en respuesta a la demanda de bebidas espirituosas[3] Se atribuye a Hypathia de Alejandría la invención de un primer aparato de destilación,[6] y la primera descripción exacta de un aparato para la destilación la hace Zosimos de Alejandría en el siglo IV[5].
Tipos de destilación
La elevación del punto de ebullición con el aumento de la presión externa, aunque es importante en la cocción y en la esterilización de alimentos o utensilios, es menos importante en la destilación. Sin embargo, ilustra un principio importante que se utiliza en la destilación de muchos materiales. Si el punto de ebullición del agua aumenta cuando se incrementa la presión externa, entonces la disminución de la presión externa debería disminuir el punto de ebullición. Aunque esto no es especialmente importante para la purificación del agua, este principio se utiliza en el proceso de liofilización, un importante proceso comercial. Además, muchos compuestos no pueden destilarse a presión atmosférica porque sus puntos de ebullición son muy altos. En sus puntos de ebullición normales, los compuestos se descomponen. Sin embargo, algunos de estos materiales pueden destilarse a presión reducida, ya que la temperatura necesaria para hervir la sustancia puede reducirse considerablemente. La “regla empírica” descrita anteriormente para que sea aplicable aquí sugiere que el punto de ebullición se reducirá en 10 °C cada vez que la presión externa se reduzca a la mitad. Por ejemplo, si la presión externa sobre una sustancia se reduce a 1/16 de atmósfera mediante una bomba mecánica, el punto de ebullición se habrá reducido cuatro veces en 10 °C para una reducción total de 40 °C (1 atm x (1/2)(1/2)(1/2)(1/2) =1/16 atm).