5.4B: Predecir la temperatura de ebullición
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El punto de ebullición de un líquido o solución disminuye cuando se reduce la presión en un aparato de destilación. Es útil poder predecir el punto de ebullición alterado dependiendo de la presión dentro del aparato.
La presión más baja alcanzable dentro del aparato depende en gran medida de la fuente de vacío y de la integridad del sello en las juntas. Se pueden alcanzar presiones más bajas cuando se usa una bomba de vacío portátil\(^{14}\) que cuando se usa un aspirador de agua o la aspiradora de la casa del edificio (Figura 5.49). Debido a las presiones muy bajas posibles con bombas de aceite en aspiradoras portátiles, estas destilaciones al vacío deben realizarse en la campana de humos detrás de un blindaje contra explosiones.
Los aspiradores de agua son la fuente de vacío más común en los laboratorios docentes porque son económicos. Cuando se usa un aspirador de agua, la presión de vacío siempre está limitada por la presión de vapor intrínseca del agua, que a menudo está entre\(17.5 \: \text{mm} \: \ce{Hg}\)\(\left( 20^\text{o} \text{C} \right)\) y\(23.8 \: \text{mm} \: \ce{Hg}\)\(\left( 25^\text{o} \text{C} \right)\). \(^{15}\)la presión de vacío también depende mucho del flujo de agua, que puede variar mucho. Si toda una sección de laboratorio usa las líneas de agua al mismo tiempo, el flujo de agua puede verse significativamente comprometido, lo que lleva a una presión mucho mayor que\(25 \: \text{mm} \: \ce{Hg}\) dentro de un aparato. El número de estudiantes que utilizan aspiradores a la vez debe ser limitado tanto como sea posible.
Si hay un manómetro disponible, el aparato de destilación debe ser instalado y evacuado sin calentamiento para medir la presión. El punto de ebullición esperado de un compuesto se puede estimar aproximadamente usando un nomógrafo (que se encuentra en un CRC o en línea) o a través de las pautas generales en la Tabla 5.9. Si no se dispone de un manómetro y se va a utilizar un aspirador de agua, el punto de ebullición esperado se puede estimar utilizando una presión aproximada de\(20 \: \text{mm} \: \ce{Hg}\), aunque la presión probablemente será mayor que esta.
| Punto de ebullición a 760 mmHg | 150 | 170 | 200 | 220 | 250 | 270 | 300 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Punto de ebullición a 20 mmHg | 62 | 78 | 101 | 117 | 141 | 157 | 181 |
| Punto de ebullición a 18 mmHg | 60 | 76 | 99 | 115 | 139 | 154 | 178 |
| Punto de ebullición a 16 mmHg | 58 | 73 | 97 | 112 | 136 | 151 | 174 |
| Punto de ebullición a 14 mmHg | 56 | 71 | 94 | 108 | 133 | 148 | 171 |
| Punto de ebullición a 12 mmHg | 52 | 68 | 90 | 104 | 129 | 144 | 167 |
\(^{14}\)Un aparato Kugelrohr puede obtener presiones tan bajas como\(0.05 \: \text{mm} \: \ce{Hg}\), según lo informado por las instrucciones de funcionamiento de Sigma-Aldrich.
\(^{15}\)J. A. Dean, Manual de Química de Lange, 15\(^\text{th}\) ed., McGraw-Hill, 199, Secc 5.28.
\(^{16}\)Valores seleccionados de: A. J. Gordon y R. J. Ford, The Chemist's Companion. A Handbook of Practical Data, Techniques and References, Wiley & Sons, 1972, p. 32-33.