Cómo separar el alcohol del agua
Escrito por Estefanía Mac ; última actualización: February 19, 2019
El etanol es la forma de alcohol que encontramos en las bebidas alcohólicas.
Es muy común encontrar soluciones o mezclas homogéneas de alcohol etílico con agua en lo que en química se conoce como “mezcla azeotrópica”.
Algunos procesos para la producción de alcohol etílico e incluso bebidas alcohólicas por la vía de la fermentación dan por resultado una baja concentración del alcohol en la mezcla con agua, razón por la cual, es muy común querer separar el alcohol del agua mejorando su concentración.
A través de métodos simples solo es posible obtener una mezcla azeotrópica (alcohol-agua) del 95 por ciento (95% alcohol, 5% agua).
El método más común para separar el alcohol del agua es la destilación, más específicamente el alcohol etílico se extrae de la mezcla con agua a partir de la destilación fraccionada.
Expondremos en éste artículo cómo separar el alcohol del agua en términos simples y resumidos.
No dejes de leer: ¿Cuál es la finalidad de la destilación simple?
¿Cómo separar líquidos por destilación?
La destilación es un proceso que permite separar el solvente en una solución a partir de los distintos puntos de ebullición que tengan las sustancias de la mezcla.
Por destilación es posible, por ejemplo, obtener agua a partir de una solución de cloruro de sodio.
La BBC en su portal educativo Bitesize nos explica cómo ocurre la separación de líquidos en la destilación simple.
Mediante el proceso de destilación se aplica calor a una solución o mezcla homogénea. El líquido más volátil, en otras palabras, el que posee menor punto de ebullición se evapora y se separa de la mezcla.
El vapor de la sustancia con menor punto de ebullición asciende por la estructura metálica o de vidrio en algunos casos conocida como “alambique” y al descender la temperatura se condensa siendo posible recolectarlo en forma líquida a través de un condensador.
Finalmente con apoyo de la gravedad se recoge en un recipiente aparte o “vaso de precipitado”.
El líquido resultante tendrá una concentración más pura o mayor pureza que el original.
No dejes de leer: ¿Qué tipo de sustancias pueden ser separadas por destilación?
¿Qué es la destilación fraccional?
Para separar una mezcla de alcohol (etanol) y agua se utiliza la variante de destilación conocida como destilación fraccional.
La destilación fraccional es una práctica particular de destilación que se usa cuando los componentes de la solución tienen puntos de ebullición cercanos, separados a lo sumo en unos 25 grados Celsius.
En la destilación fraccional se incluye al aparato de destilación el componente o parte conocida como “columna de fraccionamiento”.
A pequeña escala en un laboratorio no es más que una columna recta parecida a una pipeta aforada con cuentas de vidrio en su interior. Es conocida como “columna Vigreaux” la cual, ayuda a la mezcla de vapores mixtos y en plena “entropía” a evaporarse y condensarse de forma sucesiva.
Cada ciclo condensación-vaporización o “condensación selectiva” va enriqueciendo determinado componente a destilar.
No dejes de leer: ¿Cómo se utiliza la evaporación para separar una mezcla?
¿Cómo separar el alcohol del agua por destilación fraccional?
La destilación fraccional también se apoya en el principio que los compuestos en la mezcla azeotrópica agua-etanol tienen diferentes puntos de ebullición.
Debido a que el alcohol etílico hierve a una temperatura de 78,4 grados Celsius, mientras que el agua tiene un punto de ebullición cercano a 100 °C, se determina solo 21,6 °C de diferencia haciendo necesaria una columna de fraccionamiento.
A unos 80 grados Celsius el alcohol se evapora, mientras que el agua tiende a permanecer líquida. Manteniendo la temperatura a este punto la mezcla azeotrópica gaseosa buscará tener la misma concentración que en el estado líquido.
Allí es donde actúa una buena columna de destilación, ésta producirá una mezcla azeotrópica de un 95 por ciento alcohol y 5 por ciento agua. Esta relación representa la forma de etanol más pura posible con la destilación y es ampliamente aceptada como un estándar de la industria.
¿Cómo configurar el equipo de destilación fraccional?
Para un equipo de destilación fraccional en un laboratorio o en casa es necesario:
- Un matraz de fondo redondo
- Columna de fraccionamiento (columna Vigreaux)
- Un condensador de líquidos
- Matraz de fondo plano o vaso de precipitados
- Mechero
Vierte la mezcla de etanol y agua en el matraz de fondo redondo.
Arma el aparato de destilación fraccional adhiriendo la columna Vigreaux al matraz de fondo redondo.
Une el condensador a la columna fraccionadora y coloca el vaso de precipitado para capturar la destilación debajo.
Coloca el mechero Bunsen bajo el matraz de fondo redondo y calienta la mezcla hasta el punto de ebullición del etanol. Es importante mantener la temperatura alrededor de los 80°C.
Verás en el proceso como pequeñas gotas empiezan a precipitarse en el tubo condensador y de allí al vaso de precipitados, esta será una mezcla de alcohol etílico mucho más concentrada que la inicial.
Utiliza gafas de protección durante el procedimiento. Ten un extintor de incendios cerca como medida de precaución.
