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BALÓN DE DESTILACIÓN: Definición, Uso y Precio

Definición del Balón de Destilación ¿ Qué es y Para Qué Sirve ? Su Significado

El balón de destilación, también conocido como matraz de destilación fraccionada o matraz de fraccionamiento, es un recipiente con un fondo redondo y un cuello largo del que sobresale un brazo lateral.  Se utiliza principalmente para la destilación, el proceso de separación de una mezcla de líquidos con diferentes puntos de ebullición mediante evaporación y condensación. Los líquidos con puntos de ebullición inferiores se vaporizan primero y luego se elevan a través del cuello y hacia el brazo lateral, donde se vuelven a condensar y se acumulan en un recipiente separado.

De esta manera, el balón de destilación tiene un propósito similar al de la retorta. Sin embargo, ofrece ciertas ventajas sobre la retorta, porque su cuello vertical facilita la adición de líquidos. El cuello también permite insertar un termómetro, si lo desea, para registrar las temperaturas de ebullición.  La colocación del brazo lateral a lo largo del cuello varía según las características de la solución a destilar. 

Cuanto más alto es el punto de ebullición de una sustancia, más bajo debe estar el brazo lateral sobre el cuello, lo que da a los vapores una distancia más corta para elevarse y menos posibilidades de recondensarse antes de llegar al brazo lateral. Cuando se trabaja con compuestos químicos en el laboratorio, a veces es necesario separar mezclas de diferentes líquidos. 

Debido a que muchas mezclas químicas son volátiles y pueden ser dañinas para los humanos en contacto, uno de los métodos más utilizados es la destilación, que se logra mediante el uso de un balón o matraz de destilación. La destilación es una operación común en muchos laboratorios con el propósito de separar y / o purificar componentes de una mezcla líquida. 

El aparato usado consiste en tres partes principales: balón de destilación (o matraz de destilación) para calentar la mezcla y se volatilizan los componentes, un condensador para enfriar los vapores de volver al estado líquido, y un recipiente de recogida. El aparato generalmente está hecho de vidrio y, por lo tanto, está sujeto a roturas. Todos los componentes del aparato de destilación deben ser asegurados a un soporte estable o bastidor para evitar que se caiga. 

Toda la cristalería, en particular la parte que se va a calentar, debe verificarse en busca de grietas antes de su uso. Las conexiones entre las partes de vidrio pueden involucrar tapones de goma o corcho, pero en los aparatos más modernos se utilizan conexiones cónicas estándar. Si se utilizan tapones, debe ser conocido que los vapores calientes no reaccionarán con el caucho o corcho y de este modo contaminar los productos. Si se usan conexiones cónicas estándar, cualquier lubricante usado para hacer sellos herméticos tampoco debe reaccionar, derretirse o evaporarse y contaminar el producto.

Función y Uso del Balón de Destilación

  • El balón de destilación es un recipiente de vidrio o plástico especial que tiene una salida cerca de la parte superior y una cerca del fondo para separar las capas de dos destilados inmiscibles (como aceite y agua en la destilación al vapor de aceites esenciales).
  • La destilación es una excelente herramienta de purificación para muchos líquidos, y puede usarse para purificar productos de una reacción química. La destilación también se puede utilizar para purificar reactivos que se han degradado con el tiempo. Es por ello la importancia que tiene el balón de destilación.

Funcionamiento del Balón de destilación

El balón o matraz de destilación,  es un matraz de fondo redondo. El líquido a destilar debe llenar la destilación a  50-60% de su capacidad. Para promover un calentamiento uniforme del líquido. Se agrega una barra de agitación magnética antes de aplicar calor al matraz de destilación. 

Las virutas irregulares proporcionan sitios para que se formen burbujas de vapor, o alternativamente el líquido se agita con el imán agitador mientras se calienta. ¡Nunca agregue una viruta hirviendo o una barra de agitación a un líquido caliente! Hacerlo puede hacer que un líquido aparentemente tranquilo hierva repentina y violentamente.

El Adaptador de Destilación

El adaptador conecta el matraz de destilación, el condensador y el termómetro. Este tipo de adaptador a menudo se conoce como un cabezal de destilación. Las juntas de vidrio esmerilado deben estar alineadas y conectadas herméticamente para evitar fugas del líquido vaporizado. 

Las fugas provocarán la pérdida de parte del líquido y contaminará el ambiente del laboratorio. La posición del termómetro se ajusta de modo que la bombilla está aproximadamente nivelada con el brazo lateral del adaptador conectado al condensador. Los vapores del líquido calentado deben rodear totalmente y tocar la bombilla del termómetro para obtener datos de temperatura del termómetro durante la destilación.

El Condensador

El condensador enfría el vapor haciendo que se licue (condense) y dirige este condensado al Matraz receptor. El suministro de agua está conectado al condensador con mangueras de goma. El agua fluye hacia la conexión de la manguera inferior (más remota desde el balón de destilación) y fuera de la conexión de la manguera superior (es decir, «adentro en la parte inferior, afuera en la parte superior»). 

Antes de abrir el flujo de agua, verifique y conecte las mangueras con cuidado para garantizar que estén seguras y que no se suelten. Se puede obtener un margen de seguridad retorciendo el cable alrededor de las conexiones de la manguera.  El flujo de agua es ajustado para que haya un flujo constante de agua fría en el condensador.  El matraz receptor

El recipiente para recoger el vapor licuado se denomina matraz receptor. Puede ser un matraz de fondo redondo, un matraz Erlenmeyer, una botella o un cilindro graduado. El receptor es conectado al condensador a través de un adaptador. Una característica clave es que el sistema está abierto al ambiente – ¡nunca caliente un sistema totalmente cerrado!

Cómo sucede:

  • Se aplica calor lentamente al matraz de destilación. La cantidad de calor a aplicar está determinada por una tasa de destilación. El líquido debe burbujear y vaporizarse suavemente. A medida que el vapor sale del líquido, se eleva la temperatura del aparato. 
  • El vapor llenará el balón de destilación y la mayor parte de la cabeza de destilación, la bombilla del termómetro debe estar completamente rodeada por el vapor. Si el vapor se arrastra más allá del bulbo del termómetro sin contactarlo, el punto de ebullición medido será bajo.
  • El vapor se condensa y gotea en el matraz receptor a través del tubo del condensador. Típicamente, el líquido debe gotear en el matraz receptor a una velocidad de aproximadamente 15-20 gotas por minuto. Si la tasa de destilación es demasiado rápida, el balón de destilación debe retirarse del baño de arena. 
  • Con velocidad rápida, es probable que el punto de ebullición medido sea inexacto y la pureza del el líquido destilado disminuirá. Si el líquido que se recoge tiene un punto de ebullición bajo (<40 °C), el  matraz receptor debe enfriarse en un baño de agua con hielo.
  • El comportamiento del punto de ebullición medido durante el curso de una destilación simple se representa a medida que el líquido se evapora y el vapor entra en contacto con el bulbo del termómetro, La temperatura sube. 
  • La temperatura se estabiliza en el punto de ebullición y la mayor parte del líquido. Destila sobre el matraz receptor. La temperatura baja cuando casi todo el líquido esta destilado (¡pero nunca hierva un líquido a sequedad!). Punto de ebullición de una sustancia pura en función de la cantidad de líquido destilado.
  • Cuando la temperatura comienza a bajar, la destilación se detiene retirando el matraz de destilación del baño de arena. Tenga en cuenta que el punto de ebullición del material recolectado es en realidad un rango en lugar de un punto único.

Usos del Balón de Destilación

El balón de destilación tiene diferentes usos, aunque su principal función es de separar sustancias por medio del calentamiento de este y llevar de estado liquido a gaseoso su contenido y así poder separar los elementos según los puntos de ebullición de cada sustancia, para luego pasar a un condensador y un receptor.

En los laboratorios de biología es utilizado para la preparación de caldos de cultivo. Es muy utilizado cuando se trabaja con mezclas de sustancias con reacciones químicas violentas. Se usa en los casos donde se debe calentar sustancias a altas temperaturas; para temperaturas bajas se utiliza el matraz de Erlenmeyer.

También es utilizado en reemplazo del vaso de precipitados cuando se trata con una sustancia en estado liquida que deba ser agitada constantemente. El balón de destilación gracias a su forma, evita perdida de su contenido. Por derramamiento y por evaporación.

Historia y Origen del Balón de Destilación ¿ Quién lo Creó ?

Hasta donde se sabe el proceso de la destilación fue inventado por los alquimistas egipcios, quienes emplearon gran cantidad de aparatos diseñados para vaporizar sustancias volátiles y tratar los metales con ellas. Parece  que, ocasionalmente, se realizaba una especie de  destilación de líquidos. Por ejemplo, se calentaba agua de mar en calderos cubiertos y se sacudían las gotas condensadas en las tapaderas, con el fin de usarlas como agua para beber. 

Asimismo, el aceite de pez se elaboraba por el calentamiento del alquitrán y la subsecuente condensación de su vapor. El mercurio se obtenía al calentar el cinabrio (mineral de sulfuro de mercurio) sobre un plato de hierro, colocado dentro de una olla cubierta con un puchero o ‘‘ambix’’, en el que se condensaba el vapor de mercurio. 

Posteriormente, ese término se usó para denominar al aparato completo de la destilación, en árabe al anbiq, de donde procede nuestro alambique. Los alquimistas  griegos, en el siglo primero de nuestra era, inventaron el alambique para destilar sustancias. Un alambique o destilador está compuesto de tres partes: una vasija en la que se calienta el material que se va a destilar, una parte fría para condensar el vapor producido y un recipiente para recogerlo. 

La destilación  se inventó como un medio para obtener un líquido capaz de atacar o colorear los metales. A mediados del siglo XIX se descubrió la forma de fabricar vidrio transparente, dúctil y capaz de soportar el calentamiento y enfriamiento continuos. Este vidrio tuvo su aplicación inmediata en la fabricación de aparatos y material de laboratorio. 

Ello significó una enorme ventaja sobre los equipos de metal y cerámica que se venían utilizando, especialmente por la resistencia química del vidrio, su transparencia y su maleabilidad, lo que permitió la fabricación de nuevos y complicados instrumentos de laboratorio. 

En el campo de la destilación, los alambiques se modificaron y aparecieron los matraces, columnas y condensadores, semejantes a los empleados hoy. Desde entonces, la destilación ha sido una de las técnicas de separación más empleadas en los laboratorios y en la investigación química, al tiempo que se la utiliza  también como una técnica analítica.

“Los vasos apropiados… para destilar al baño María, y con fuegos de ceniza, arena, limadura y estiércol, es necesario una calabaza o cucúrbita de vidrio con su capitel de pico, y su recipiente que es un matraz de cuello largo. Para destilar per medium cornutum, son necesarias dos redomas, o una redoma y un gran recipiente llamado balón. El matraz fue creado por el químico Emil Erlenmeyer en 1861 y por ello hay un tipo de matraz que lleva su nombre. 

Posteriormente a ello, comenzaron a surgir otros instrumentos que mantenían el mismo concepto y son considerados matraces, como el balón de destilación en este caso. Sin embargo, en los primeros siglos de nuestra era, ya hubo alquimistas que crearon instrumentos parecidos a lo que hoy se conoce como matraz. No se tiene referencia exacta del inventor del balón de destilación

Nivel de Líquido en el Balón de Destilación

Al comienzo de la destilación, el recipiente de destilación debe estar entre la mitad lleno y dos tercios lleno. Si la olla está demasiado llena, el área de superficie es demasiado pequeña para una evaporación rápida y la destilación procede muy lentamente. 

Si la olla no está lo suficientemente llena, habrá un gran volumen de retención y pérdida de muestra. El volumen de retención es la cantidad de vapor en el matraz y la cabeza junto con el líquido requerido para humedecer las paredes internas del aparato. 

Un volumen de retención típico es uno o dos mililitros, lo que puede conducir a una pérdida significativa del producto, especialmente en un experimento a pequeña escala. Si llena un matraz y lo encuentra demasiado lleno o no lo suficientemente lleno, elija otro tamaño de matraz del cajón de su laboratorio.

Características del Balón de Destilación

El balón de destilación tiene tres componentes principales: la base esférica, un cuello cilíndrico y un brazo lateral cilíndrico. Al disponer de un cuello estrecho es posible taparlo con un tapón esmerilado, o con algodón hidrófobo.

La parte superior del cuello del balón de destilación generalmente se cierra herméticamente con un tapón de corcho o goma. A medida que los gases calentados cambian a forma gaseosa, se elevan a través del brazo lateral cilíndrico que está conectado al cuello del matraz.

Debido a que se utiliza calor extremo en el proceso de destilación, es importante que los matraces de destilación estén compuestos de vidrio resistente (normalmente borosilicato, pírex o cristal de cuarzo) que pueda soportar altas temperaturas y con un grosor de acuerdo a sus usos.

Consideraciones:

  • Los procedimientos simples de destilación se utilizan para separar líquidos que tienen una diferencia en los puntos de ebullición de al menos 50 grados Fahrenheit. Los líquidos con los puntos de ebullición más bajos producirán los vapores más ricos cuando se calientan. Es importante calentar el balón de destilación lentamente mientras se verifica constantemente la temperatura para separar con mayor eficacia los diferentes líquidos.
  • El balón de destilación debe ser preferiblemente de fondo redondo en lugar de uno de fondo plano para suavizar la ebullición. El balón nunca debe ser llenado más de la mitad con la mezcla líquida para ser destilado. Un mayor llenado provoca burbujas y, a veces, espuma que se contrae en la parte estrecha del balón y se sale de control.

Advertencias

  • Nunca permita que el matraz destile líquidos hasta la sequedad. Los residuos de la mezcla pueden contener peróxidos inflamables, y el cambio de estos peróxidos que se encienden después de destilar los líquidos aumenta cuando el balón se deja sobrecalentar. 
  • También es importante asegurarse de que las juntas de conexión del balón estén bien aseguradas para que no puedan escapar los vapores. Si los vapores escapan de los puntos de conexión, existe la posibilidad de un incendio o explosión cuando los vapores entren en contacto con la fuente de calor.
  • El calentamiento del matraz de destilación requiere cuidado. Los líquidos se destilados son a menudo inflamables por lo que la llama no es la fuente de calor preferida. Las mantas calefactoras o los baños de arena son buenas fuentes de calor para adaptarse a los matraces de fondo redondo. Se debe tener cuidado de no dejar que los vapores cerca del control de los interruptores que pueden provocar al abrir y cerrar. Haciendo la destilación dentro de una campana es una práctica buena.
  • Una última palabra de precaución sobre el aparato está en orden. Ha habido casos en que los operadores decidieron hacer la conexión entre el condensador y el recipiente de recepción de una apretada mediante un tapón o conexión cónica estándar. 
  • Esto no se debe hacer, ya que crea un sistema completamente sellado. Cuando el matraz de destilación se calienta y los vapores comienzan a elevarse se expandirán y crear una presión en un tal sistema sellado que inevitablemente soplar las juntas de separación. 
  • En general, esto hace que los vapores escapen a la (capó o suerte) habitación circundante si no el material de vidrio se rompe. Siempre permita una abertura de alivio de presión en el sistema de destilación entre el condensador y el recipiente receptor.

Capacidad del Balón de Destilación

Las capacidades del balón de destilación pueden variar en tamaño y composición. Se pueden encontrar de distintos tamaños según las necesidades del análisis, es decir, con capacidad de 100 ml, 125 ml, 250 ml, 500 ml y 1000 ml.

Precio en Euros y Dólares del Balón de Destilación

  • 250 ml Lab matraz de destilación, destilación matraz, con brazo lateral. Precio: 11,40 € o su Equivalente en $
  • QCY AT Matraz de Vidrio 500 ml 24/40 Aparato Kit de cristalería de Laboratorio Destilación de Vidrio de Laboratorio Destilación Ware.  Precio: 105,62 € o su Equivalente en $
  • ZhengFei Módulo Kit de cristalería de Laboratorio de matraz de destilación de Fondo Plano de Cuello Corto de Vidrio 100/150/250 ml (tamaño: 150ml). Precio: 28,58 € o su Equivalente en $

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Imagen, Foto para Dibujar del Balón de Destilación 

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BALÓN DE DESTILACIÓN: Definición, Uso y Precio
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BALÓN DE DESTILACIÓN: Definición, Uso y Precio
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Unidad de Destilación de Laboratorio en Química: ¿ Qué Es ? Características, Funciones, Medidas, Cuidados y Utilidad. Ofertas en AMAZON
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