La destilación es el proceso de separar dos o más líquidos en función de las diferencias en sus puntos de ebullición. Sin embargo, cuando los puntos de ebullición de los líquidos son muy similares, la separación por destilación normal se vuelve ineficaz o imposible. La destilación fraccionada es un proceso de destilación modificado que permite la separación de líquidos con puntos de ebullición similares.
Puntos de ebullición
El punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la que se transforma en vapor. Los líquidos conservan su punto de ebullición característico incluso cuando se mezclan con otros líquidos. Esto representa el principio subyacente de la destilación: que los líquidos se pueden separar convirtiendo el líquido con el punto de ebullición más bajo en vapor, y luego convertir ese vapor al estado líquido una vez que se ha transferido a un recipiente separado.
En el proceso de destilación, la mezcla líquida se coloca en un matraz de ebullición, que está conectado a una columna de refrigeración llamada condensador, cuyo extremo opuesto está conectado a un matraz receptor. El condensador se sienta horizontal con una ligera pendiente hacia abajo para que el vapor que llega al condensador y se convierte de nuevo en líquido se pueda recoger en el matraz receptor. El departamento de química de Wake Forest College ofrece un diagrama de la configuración. Al finalizar la destilación, el líquido de punto de ebullición más bajo termina en el matraz receptor (y se denomina "destilado") y el líquido de mayor punto de ebullición permanece en el matraz de ebullición.
Destilación fraccionada
Una configuración de destilación fraccionada incluye una columna adicional que se sienta verticalmente sobre el matraz de ebullición y al que está conectado el condensador. Su objetivo es aumentar la distancia que debe recorrer el vapor para llegar al condensador. Las columnas suelen estar empacadas con cuentas de vidrio o piezas de cerámica para aumentar la superficie con la que el vapor debe entrar en contacto cuando transporta al condensador.
Durante la destilación normal, una cantidad sustancial del líquido de punto de ebullición superior también se vaporizará y transportará al matraz de recolección, convirtiéndose esencialmente en una impureza en el producto destilado. Esto es especialmente problemático cuando los líquidos que se separan tienen puntos de ebullición similares. Mientras más superficie tenga el líquido de mayor punto de ebullición a lo largo del camino, es más probable que se condense nuevamente en un líquido y vuelva al matraz de ebullición. La destilación fraccionada utiliza este área de superficie aumentada para mejorar la eficiencia de la destilación.
Usa
Las dos aplicaciones principales de la destilación fraccionada son el refinado de petróleo crudo y la fabricación de bebidas espirituosas (bebidas alcohólicas) .
El petróleo crudo contiene numerosos productos químicos diferentes, muchos de los cuales tienen puntos de ebullición similares. Las refinerías separan estos químicos por punto de ebullición en varios productos. Las fracciones de punto de ebullición más bajo se convierten en gas de petróleo o gasolina, las fracciones de punto de ebullición intermedio se convierten en fuel oil, diesel o kerosene, y las fracciones de mayor punto de ebullición se convierten en parafina o asfalto.
La fermentación de azúcares en alcohol se detiene cuando el contenido de alcohol se acerca al 13 por ciento porque la levadura no puede sobrevivir a mayores concentraciones de alcohol. Los puntos de ebullición del alcohol (78,5 grados Celsius) y agua (100 grados Celsius) son lo suficientemente similares que las destilerías deben usar destilación fraccionada para concentrar el alcohol a aproximadamente 50 por ciento (que luego se llama "espíritus").
Dato divertido
El proceso de destilación en una refinería de petróleo consume 2 barriles de petróleo en energía por cada 100 barriles de petróleo refinado.
