Written by Para entender que mezcla azeotrópica, evaluemos el significado de la palabra «azeótropo» (a (negación) + griego zein (hervir, burbujear) + griego tropos (modo, dirección, desviación). En el contexto de la Química, podemos decir que un azeótropo es una sustancia que hierve sin desviarse, en este caso de temperatura y composición. Así, en una mezcla azeotrópica, tendremos una mezcla de dos o más sustancias, que se comportan como si fueran una sustancia pura, y por tanto se comportan de manera diferente a otras mezclas cuando llegan a ebullición.
Ya has hecho o visto a alguien preparar una pasta, y normalmente el primer paso es llevar el agua a ebullición, y solo cuando esté hirviendo añadir sal, aceite y finalmente la pasta. Esto no se hace así por casualidad, y tiene una explicación física, porque si ponemos alguna sustancia en el agua, cambiaría el punto de ebullición y tardaría más en hervir, aumentando el tiempo de preparación de la pasta. Esto sucede porque la mezcla de agua, sal, aceite y pasta no es una mezcla azeotrópica. Cuando tenemos una mezcla azeotrópica, durante la ebullición la temperatura se mantiene constante desde el inicio hasta el final del proceso. Esta temperatura de ebullición puede ser más alta o más baja que la de sus componentes individuales. Considere el ejemplo del alcohol etílico que es una mezcla azeotrópica de 95.5% de alcohol (cuya temperatura de ebullición (TE) es 78.37 ° C) y 4.5% de agua (con TE 100 ° C), al calentar esta mezcla, hervirá a una temperatura de 78,1 ° C.
Otra característica de una mezcla azeotrópica es que mantiene la misma composición de la fase líquida con la fase vapor con la que está en equilibrio. Entonces, si tenemos una mezcla azeotrópica, por ejemplo, alcohol etílico (7%) + cloroformo (93%) con esta composición en forma líquida, estos porcentajes serán los mismos en la fase de vapor.
Pero, ¿cómo se forman estas mezclas? Su formación suele ocurrir cuando los componentes tienen puntos de ebullición próximos entre sí, o incluso diferentes polaridades o carga iónica, lo que favorece la atracción entre ellos para dar lugar a la formación de la mezcla.
Y cuando tenemos una mezcla azeotrópica, ¿es posible separarlos en sus componentes individuales? En este caso, a diferencia de otros tipos de mezclas, los componentes de las mezclas azeotrópicas no pueden separarse mediante destilación fraccionada. Esto sucede porque en el proceso de destilación la composición de la mezcla cambia a medida que cambia la temperatura, lo que permite la separación. Sin embargo, recuerda que en una mezcla azeotrópica la composición de la fase líquida será la misma que la de la fase gaseosa, por lo que tendremos la misma composición antes y después de la destilación, lo que evita la separación de sus componentes. Por tanto, es necesario realizar una destilación mediante una columna de fraccionamiento, que, según el tipo de mezcla, pueden ser columnas de varios metros de altura.
Una mezcla azeotrópica también se puede enfriar, en cuyo caso, al igual que con la ebullición, la temperatura de condensación también será fija y constante hasta que el gas se convierta en líquido. Además, la composición de la mezcla inicialmente en fase vapor también se mantendrá en fase líquida.
Referencias:
Titus y Canto. Química en el enfoque cotidiano. Volumen único, parte B – Química física. Editorial Saraiva 2005.
ATKINS, PW; JONES, Loretta. Principios de la química: cuestionando la vida moderna y el medio ambiente, volumen único. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006
ATKINS, PW; PAULA, Julio de. Química Física, volumen 1. 8. ed. Río de Janeiro: LTC, 2008.
