Destilación

Digamos que tenemos una solución en la que el  solvente es agua y el soluto es el alcohol que   consideraríamos apto para beber o etanol, así que  esta es nuestra solución. Digamos que es el etanol   al 10%, que es alcohol etílico, y que el resto  es agua. Y lo que queremos hacer es encontrar   una manera de conseguir algo que tenga 15% o 20  o 30% de etanol. ¿Cómo podríamos hacerlo? Bueno,   la respuesta radica en el hecho de que el etanol  y el agua tienen diferentes puntos de ebullición.   Por ejemplo, el punto de ebullición del etanol es  de aproximadamente 78°C, mientras que el punto de   ebullición del agua es 100°C, así que una mezcla  de etanol y agua va a tener un punto de ebullición   en algún lugar intermedio. De modo que podríamos  imaginar que podemos calentar esta solución más   allá del punto de ebullición del etanol, pero va  a hervir antes de llegar al punto de ebullición   del agua, y cuando esté hirviendo, debido a que  el etanol tiene un punto de ebullición más bajo,   la mezcla de vapor va a contener más del 10% de  etanol. Si pudiéramos condensar ese vapor entonces   tendríamos una solución con más del 10% de etanol,  y de eso se trata exactamente la destilación. De   modo que podríamos destilar con un artilugio  que se ve así. Al principio parece complicado,   pero luego, cuando entendemos lo que está  pasando, en realidad es bastante sencillo,   es exactamente lo que acabo de describir. Lo  que haríamos es poner la solución original aquí,   luego calentarlo. A menudo lo vamos a calentar  en un baño de aceite, es lo que vemos en color   amarillo justo aquí, porque el aceite no se  evapora fácilmente y puede distribuir el calor de   una manera uniforme. Y luego, si calentamos esto  hasta que la solución hierva, recordemos que va a   ser un punto de ebullición en algún lugar entre  78°C y 100°C. Vamos a tener algunas moléculas   de agua vaporizándose, pero esta temperatura, que  está más allá del punto de ebullición del etanol,   seguramente vamos a tener una mayor proporción de  moléculas de etanol vaporizándose. Esas moléculas   van a estar en forma de vapor y podrán entrar  en esta cámara que tenemos aquí. ¿Y qué es esta   cámara? Esencialmente le llamamos condensador,  así que a menudo vamos a tener el vapor separado,   pero vamos a hacer que el agua, el agua fría,  rodee este tubo, generalmente un tubo de vidrio,   algunas otras veces se utiliza aire frío para  enfriarlo. Entonces tenemos agua fría entrando   y dando la vuelta en el tubo, no se mezcla con  el aire dentro del tubo, y luego el agua sale,   pero lo que hace es bajar la temperatura en ese  tubo. Así que podemos imaginar que el vapor que   entra contiene tanto etanol como agua, pero la  proporción de etanol en el vapor es más alta que   la proporción en nuestra solución original, y se  va a condensar nuevamente en forma líquida. Luego,   simplemente se va a verter de nuevo en esta cámara  de recolección que tenemos aquí. La cámara de   recolección está rodeada de un baño muy frío,  a menudo llamado baño de hielo, para minimizar   la evaporación. Dependiendo de lo bien que lo  hagamos, tal vez esta muestra de aquí podría ser   etanol al 20% o etanol al 30%. Todavía habrá algo  de agua que suba aquí, se condense y luego vuelva   a bajar. Ahora, incluso si quisiéramos una muestra  más pura de etanol podríamos seguir haciendo esto,   podríamos llevarnos lo que recolectamos aquí  y calentarlo hasta su punto de ebullición,   que ahora será un poco más bajo que la primera  solución, porque tiene una mayor proporción de   etanol. De modo que tendríamos que hacer el mismo  proceso una y otra vez, y cada vez que lo hagamos   obtendremos una muestra más pura de etanol.  Si no queremos hacer eso porque es agotador,   se necesita mucho trabajo, y de hecho terminamos  con mucho material perdido a través de todo este   mecanismo, hay algo que podemos hacer llamado  destilación fraccionada. La destilación   fraccionada obtiene múltiples vaporizaciones  y ciclos de condensación a la vez para obtener   una muestra más pura. Y la forma de conseguir esas  vaporizaciones múltiples en ciclos de condensación   es agregarle algo al tubo para que el vapor se  condense aquí, una parte de lo condensado se   volverá a vaporizar y otra parte goteará. Es  probable que la parte que se revaporice tenga   una mayor proporción del destilado, lo que tiene  el punto de ebullición más bajo. Podemos tener   múltiples ciclos de esta condensación y  revaporización dentro de esta columna,   y así al final es más probable que tengamos  una muestra más pura de nuestro destilado.