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Definición de azeótropo y ejemplos

Definición de azeótropo y ejemplos

Un azeótropo Es una mezcla de líquidos que mantiene su composición y punto de ebullición durante la destilación. También se conoce como una mezcla azeotrópica o mezcla de punto de ebullición constante. La azeotropía ocurre cuando una mezcla se hierve para producir un vapor que tiene la misma composición que el líquido. El término se deriva combinando el prefijo "a", que significa "no", y las palabras griegas para hervir y girar. La palabra se utilizó por primera vez en una publicación de los químicos ingleses John Wade (1864-1912) y Richard William Merriman en 1911.

En contraste, las mezclas de líquidos que no forman un azeótropo bajo ninguna condición se denominan zeotrópicos.

Tipos de azeótropos

Los azeótropos se pueden clasificar según su número de componentes, miscibilidad o puntos de ebullición:

  • Número de constituyentes: Si un azeótropo consta de dos líquidos, se conoce como azeótropo binario. Un azeótropo que consta de tres líquidos es un azeótropo ternario. También hay azeótropos compuestos por más de tres componentes.
  • Heterogéneo u homogéneo: Los azeótropos homogéneos consisten en líquidos que son miscibles. Forman una solución. Los azeótropos heterogéneos son completamente miscibles y forman dos fases líquidas.
  • Positivo o negativo: Se forma un azeótropo positivo o un azeótropo de ebullición mínima cuando el punto de ebullición de la mezcla es inferior al de cualquiera de sus componentes. Un azeótropo negativo o azeótropo de ebullición máxima se forma cuando el punto de ebullición de la mezcla es mayor que el de cualquiera de sus componentes.

Ejemplos

Hervir una solución de etanol al 95% en agua producirá un vapor que es etanol al 95%. La destilación no puede usarse para obtener porcentajes más altos de etanol. El alcohol y el agua son miscibles, por lo que cualquier cantidad de etanol se puede mezclar con cualquier cantidad para preparar una solución homogénea que se comporte como un azeótropo.

El cloroformo y el agua, por otro lado, forman un heteroazeotropo. Una mezcla de estos dos líquidos se separará, formando una capa superior que consiste principalmente de agua con una pequeña cantidad de cloroformo disuelto y una capa inferior que consiste principalmente de cloroformo con una pequeña cantidad de agua disuelta. Si las dos capas se hierven juntas, el líquido hervirá a una temperatura más baja que el punto de ebullición del agua o del cloroformo. El vapor resultante consistirá en 97% de cloroformo y 3% de agua, independientemente de la proporción en los líquidos. La condensación de este vapor dará como resultado capas que exhiben una composición fija. La capa superior del condensado representará el 4,4% del volumen, mientras que la capa inferior representará el 95,6% de la mezcla.

Separación de azeótropo

Dado que la destilación fraccionada no se puede usar para separar componentes de un azeótropo, se deben emplear otros métodos:

  • La destilación por oscilación de presión aplica cambios de presión para cambiar la composición de una mezcla para enriquecer el destilado con el componente deseado.
  • Otra técnica implica la adición de un agente de arrastre, una sustancia que altera la volatilidad de uno de los componentes del azeótropo. En algunos casos, el transportador reacciona con un componente para formar un compuesto no volátil. La destilación usando un recipiente se llama destilación azeotrópica.
  • La preservación implica la separación de componentes utilizando una membrana que es más permeable a un componente que al otro. La permeación de vapor es una técnica relacionada, que utiliza una membrana más permeable a la fase de vapor de un componente que otro.

Fuente

  • Wade, John y Richard William Merriman. "CIV.-Influencia del agua en el punto de ebullición del alcohol etílico a presiones superiores e inferiores a la presión atmosférica". Revista de la Sociedad Química, Transacciones 99,0 (1911): 997-1011. Impresión.