Azeótropo

Un azeótropo, es una mezcla de compuestos químicos (dos o más) diferentes en estado líquido, los cuales ebullicionan a constante temperatura, y actúan como si fuesen un solo compuesto químico.

Los azeótropos pueden llegar a ebullición al alcanzar una temperatura mayor, media o más baja que la de los compuestos químicos que conforman la mezcla, consiguiendo seguir encontrándose en estado líquido y conservando la composición que tenían en un inicio, al igual que ocurre con el vapor, por lo cual se hace imposible conseguir separarlos por destilación de tipo simple o a través de las extracciones líquido-vapor usando otras sustancias líquidas iónicas como puede ser por ejemplo el cloruro de 1-butil-3metilimidazolio.

Cuando un azeótropo llega a ebullición a través de una temperatura alta máxima se le denomina azeótropo de ebullición máxima, y en cambio, el que alcanza la ebullición a una temperatura baja mínima, se le conoce como azeótropo de ebullición mínima.

Un ejemplo típico de azeótropos es la mezcla formada por compuestos como el etanol y el agua, con una concentración de en torno a un 96% del alcohol. Dicha mezcla entra en ebullición a unos 78,2 ºC. A través de la realización de una destilación de tipo simple, se consigue un alcohol con la concentración indicada pero para llegar a tener un compuesto que se más puro se necesitaría tener otras técnicas más especiales y específicas como pudiera ser una destilación azeotrópica.

Existen diversos tipos de azeótropos, pudiendo estos ser negativos o positivos. Cada uno de los azeótropos cuenta con una temperatura para hervir propia y característica, la cual puede ser más alta o más baja que la temperatura de ebullición de sus componentes químicos. Los azeótropos que se encuentran formados por tan solo dos compuestos, se conocen bajo el nombre de azeótropos binarios, si se conformar por tres compuestos, serán terciarios, y así sucesivamente.

Algunos ejemplos típicos son el ya mencionado etanol-agua, una mezcla con un 95,63 % de alcohol, a una presión de 1 atmósfera. Este alcohol y el agua llegan a la ebullición a las temperaturas de 78,4ºC y 100ºC respectivamente, pero en cambio, su azeótropo hierve a unos 78,2ºC, siendo esta la temperatura más baja a la cual puede hervir una mezcla con dicha composición a tal presión. Hablamos por lo tanto de un azeótropo de ebullición mínima, los cuales reciben también la denominación de azeótropos positivos, pues su comportamiento como mezcla realiza una desviación para la Ley de Raoult.

En cuanto a los azeótropos negativos, tenemos por ejemplo, la mezcla de HCl, con un 20,2 % de concentración del cloruro de hidrógeno disuelto en el agua. El cloruro de hidrógeno entra en ebullición a una temperatura de -84ºC, en cambio su azeótropo llega a unos 110ºC, temperatura considerablemente mayor, por lo cual hablamos de un azeótropo de ebullición máxima, o también llamado negativo, por la misma razón que el anterior caso.

Además estas mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas. Cuando los compuestos que conforman la mezcla no son totalmente miscibles, podemos llegar a tener un azeótropo que se encuentre en lo que se conoce como, agujero de miscibilidad. Esta clase de azeótropos se conoce como de tipo heterogéneos, pues se encuentra formado por dos fases líquidas diversas que se encuentran sobre el vapor. Por otro lado, cuando el azeótropo está en la zona conocida como inmiscible, se conocerá con el nombre de azeótropo homogéneo.