¿Qué es un azeótropo?
Un azeótropo es una mezcla de dos o más productos químicos en solución que no pueden separarse mediante procesos básicos de destilación porque comparten un punto de ebullición y un punto de vaporización comunes. Cuando un azeótropo se calienta o hierve, todos los productos químicos se convierten en un estado gaseoso en cantidades iguales, y a veces se les conoce como mezclas de ebullición constante. Los azeótropos pueden ser difíciles de fabricar porque las concentraciones de cada producto químico deben equilibrarse con precisión, y su densidad, punto de ebullición inicial y tensión superficial deben estar dentro de un rango que pueda alcanzar un nivel de equilibrio en la solución.
Es más probable que se formen mezclas azeotrópicas si los productos químicos precursores tienen puntos de ebullición cercanos entre sí. También es más probable que los productos químicos con diferentes polaridades eléctricas o cargas iónicas se atraigan entre sí para formar este tipo de mezcla. Varios tipos de solventes se unirán naturalmente en azeótropos debido a estas condiciones y, por lo tanto, deben mantenerse cuidadosamente separados durante los procesos industriales.
En la industria, el azeótropo tiene valor porque es una mezcla de químicos en solución y no un compuesto donde esos químicos exhiben fuertes enlaces moleculares que no se rompen fácilmente. Esto, por lo tanto, hace posible diseñar un azeótropo donde el contenido consiste en un producto químico inflamable y no inflamable que en general demuestra características no inflamables. Dado que los productos químicos no se separan durante la evaporación, los derrames no darán lugar a condiciones peligrosas de incendio.
Los solventes inflamables a menudo son parte de las mezclas azeotrópicas porque se pueden usar y luego el líquido se destila para recuperar el solvente y dejar contaminantes. El proceso evita el riesgo de incendio y contaminación del aire por el solvente ya que está unido al componente no inflamable del azeótropo. El ejemplo más común de este tipo de azeótropo solvente es el azeótropo binario de etanol y agua. Normalmente, el agua hierve a 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius) y etanol a 172.94 ° Fahrenheit (78.3 ° Celsius), pero en una concentración de 95% de etanol y 5% de agua, ambos hierven a 172.76 ° Fahrenheit (78.2 ° Celsius) . Este tipo de mezcla también se conoce como un azeótropo de ebullición mínimo, debido al hecho de que el nuevo punto de ebullición para ambos constituyentes está por debajo de lo que era originalmente.
Un azeótropo de metanol común que es una mezcla de tres químicos, conocido como azeótropo ternario, contiene metanol, acetonitrito y agua en concentraciones de 52%, 44% y 4%, respectivamente. Combinados, tienen un punto de ebullición entre 149 ° y 158 ° Fahrenheit (65 ° a 70 ° Celsius), que es el más cercano al punto de ebullición natural del metanol a 148.1 ° Fahrenheit (64.5 ° Celsius). Esta mezcla particular se usa en el reciclaje de solventes y en el proceso de laboratorio de cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC).