Mezcla azeotrópica

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Mezcla azeotrópica  - una mezcla de dos o más líquidos con una composición que (a una presión específica dada) no cambia durante la ebullición , es decir, las composiciones de las fases líquida y de vapor en equilibrio son las mismas.

El punto en el diagrama de fase , que corresponde a la igualdad de las composiciones de líquido y vapor, se llama punto azeotrópico . El punto de ebullición de una mezcla de azeótropos puede ser menor (azeotropos positivos) o mayor (azeotropos negativos) que el punto de ebullición del componente de bajo punto de ebullición. La termodinámica no impone restricciones sobre el número de puntos azeotrópicos en el sistema [1] . Básicamente, se conocen soluciones binarias con un punto azeotrópico. Cuando cambia la presión, no solo cambia el punto de ebullición, sino también la composición de la mezcla azeotrópica, en esto se diferencian de los líquidos puros.

Un ejemplo de una solución azeotrópica con un solo punto azeotrópico es una mezcla de agua y alcohol etílico que contiene 95,5 % de alcohol (en masa) y que hierve a presión atmosférica a una temperatura de 78,1 °C [2] [3] . Esto explica la concentración industrial aceptada de alcohol etílico al 96%: es una mezcla azeotrópica y no se puede dividir en fracciones mediante destilación adicional a presión atmosférica , sin embargo, se puede obtener una concentración mayor de etanol a presión reducida (ver más abajo).

Se utilizan varias tecnologías para separar mezclas azeotrópicas:

• Enlace químico de uno de los componentes. Por ejemplo, la obtención de alcohol absoluto mediante la unión del agua con una sustancia de eliminación de agua [K 1] ( cal viva CaO o sulfato de cobre calcinado CuSO 4 [4] );
• Eliminación de uno de los componentes por adsorción sobre un material sólido poroso;
• Separación sobre membranas porosas;
• pervaporación en membranas no porosas;
• Destilación a presiones distintas de la atmosférica, en particular al vacío. A medida que disminuye la presión, la composición azeotrópica para una temperatura dada cambia y el componente más volátil disminuye de la fase líquida. Por debajo de una determinada presión, el punto azeotrópico puede desaparecer, por ejemplo a 70 mm. rt. Arte. el etanol hierve a 28°C sin formar un azeótropo con el agua.
• Destilación con un componente adicional, con la creación de un triple (o más) azeótropo.

Mezclas zeotrópicas

Una mezcla en la que la igualdad de las composiciones de las fases líquida y vapor de equilibrio no se cumple para ninguna proporción de las cantidades de los componentes se denomina zeotrópica . Los zeótropos (a veces llamados no azeótropos ), es decir, los sistemas que hierven por separado , a una temperatura o presión determinada en un estado de equilibrio, tienen diferentes composiciones de líquido y vapor en todo el rango de concentración . Los sistemas zeotrópicos que constan de una fase líquida ( soluciones ) se denominan homozeótropos , y los que constan de dos o más fases líquidas se denominan heterozeótropos . Cualquier solución homozeotrópica hierve a una temperatura por debajo del punto de ebullición del componente menos volátil , pero por encima del punto de ebullición del componente más volátil [1] .

Véase también

• Un eutéctico  es una mezcla (aleación) de sólidos que se funde a la misma temperatura.

Comentarios

1. ↑ El agente secante habitual, el cloruro de calcio granular CaCl 2 , no es adecuado en este caso, ya que reacciona con el alcohol para formar el compuesto 3CaCl 2 •C 2 H 5 OH.

Notas

1. ↑ 1 2 Durov, Ageev, 1987 , p. 72.
2. ↑ Manual de química de Lange , 10.ª ed. páginas. 1496-1505
3. ↑ Manual CRC de química y física , 44.ª ed. págs. 2143-2184
4. ↑ Obtención de alcohol absoluto

Literatura

• Enciclopedia química / Consejo editorial: Knunyants I. L. et al. - M. : Enciclopedia soviética, 1988. - T. 1 (Abl-Dar). — 623 pág.
• Mezcla azeotrópica // Kazajstán. Enciclopedia Nacional . - Almaty: Enciclopedias kazajas , 2004. - T. I. - ISBN 9965-9389-9-7 .  (Ruso) (CC POR SA 3.0)
• Durov V. A., Ageev E. P. Teoría termodinámica de soluciones sin electrolitos. - M. : Editorial de Moscú. un-ta, 1987. - 247 p.
• Mezclas azeotrópicas  / Ageev E. P. // Gran Enciclopedia Rusa [Recurso electrónico]. — 2016.

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