Destilación fraccionada

    Proceso de separación y purificación de los componentes de una mezcla, basado en la diferente volatilidad que poseen dichos componentes. 

    El método consiste en llevar la mezcla a ebullición, para condensar posteriormente los vapores obtenidos. Suponiendo, por ejemplo, que en una mezcla de agua y alcohol etílico, deseamos separar ambas sustancias, los pasos a seguir serían los descritos a continuación.

    La temperatura de ebullición del agua es 100 ºC, a presión normal, mientras que el alcohol etílico hierve a unos 78 ºC. Un dispositivo sencillo para lograr la separación estaría compuesto por un matraz de destilación, el cual es un recipiente dotado de un termómetro y de un tubo que permite la salida de los vapores generados en su interior, una columna de refrigeración, conectada al tubo anterior, y un vaso que se coloca a la salida de la columna a fin de recoger los vapores, una vez condensados.

    Depositada la mezcla en el matraz de destilación, si se calienta, se observa que, cuando el termómetro indica 78 ºC, se inicia el desprendimiento de unos vapores que corresponden al alcohol etílico, ya que el agua no hierve a esa temperatura. Dichos vapores irán saliendo por el tubo de desprendimiento y, tras pasar por la columna de refrigeración, condensarán y podrán ser recogidos en el correspondiente vaso.

    Si mantenemos la temperatura al nivel indicado, llegará un momento en que cesará la emisión de vapores, lo que significa que se ha agotado el etanol y que lo que queda en el matraz es sólo agua.

    Cuando se trata de mezclas de varios componentes, el dispositivo descrito a base de matraces de destilación y columnas de refrigeración resulta rudimentario, por lo que se recurre a otras instalaciones que se denominan columnas de destilación o columnas de fraccionamiento, compuestas por una serie de recipientes situados en vertical que van recogiendo los productos de la operación.

    La destilación fraccionada es un método que puede ser aplicado para purificar un líquido. Por ejemplo, para eliminar los contenidos minerales de un agua, generalmente sales, se somete a ésta a ebullición, haciéndose pasar el vapor que se origina a través de un serpentín, donde condensa, con lo que se dispone de un agua pura, que se denomina agua destilada. Lógicamente, las sales quedan depositadas en el fondo del recipiente utilizado para la ebullición.

    El método resulta muy útil cuando entre los puntos de ebullición de los componentes hay diferencias sensibles, ya que, en caso contrario, es necesario repetir varias veces el procedimiento para lograr resultados satisfactorios.

    En ocasiones, la destilación fraccionada no permite una separación completa de los componentes. Es el caso en que éstos constituyen la llamada mezcla azeotrópica, caracterizada por poseer un punto de ebullición constante, apareciendo un vapor que presenta los componentes en la misma proporción en que se hallan en la mezcla líquida. Por ejemplo, en el caso descrito de la mezcla de alcohol y agua, la composición azeotrópica se presenta cuando hay un 95% de metanol.

    Por su importancia, puede citarse la destilación fraccionada a la que se somete al petróleo. Cuando se extrae de sus yacimientos, el producto obtenido, llamado crudo, es un líquido negro y de olor aliáceo (a ajos) que es una mezcla de diversos componentes, los cuales se separan por destilación fraccionada. De esta manera, aproximadamente:

    Hasta los 45 ºC, se desprenden gases combustibles.

    Entre 45 ºC y 160 ºC, se logran gasolinas, empleadas en los motores de explosión. A partir de ellas, se obtienen otros productos como el éter del petróleo, magnífico disolvente, bencina y nafta.

    Entre 160 ºC y 300 ºC, aparece el gasoil, usado como combustible para los motores diesel.

    Entre 300 ºC y 360 ºC, aceites lubricantes.

    Por encima de los 360 ºC queda un residuo, llamado pez del petróleo, del que se obtiene fueloil, parafina y otros productos de gran interés industrial.