La Destilación: Fundamentos y Tipos

La destilación es un proceso de separación de dos o más líquidos de una disolución, basado en que cada componente tiene un punto de ebullición diferente.

Tipos de Destilación

  • Destilación Simple

    Se utiliza para purificar una sola sustancia, eliminando sólidos disueltos, o para separar mezclas cuando existe una gran diferencia en los puntos de ebullición (al menos 80 °C). El equipo consta de una fuente de calor, un matraz con termómetro, un refrigerante y un matraz de recogida.

  • Destilación Fraccionada

    Se emplea cuando la diferencia en los puntos de ebullición de los líquidos a separar es muy pequeña y la destilación simple no es efectiva. Para ello, se utiliza una columna fraccionadora.

  • Destilación al Vacío

    Se conecta una bomba de vacío al sistema, lo que permite utilizar temperaturas más bajas para la ebullición. Es especialmente útil para sustancias termolábiles.

  • Destilación por Arrastre de Vapor

    En este método, no se aplica calor directo al producto a destilar. El matraz de destilación está conectado a otro con agua que se calienta hasta producir vapor. Este vapor pasa al matraz de destilación y provoca la evaporación de los componentes de la mezcla a temperaturas inferiores. Es útil para sustancias termolábiles.

Importancia y Usos del Agua en el Laboratorio

El agua en el laboratorio es fundamental y se utiliza para diversas funciones:

  • Disolvente de sustancias hidrosolubles.
  • Reactivo para la elaboración de sustancias ácidas y básicas que se emplean en valoraciones volumétricas.
  • Blanco de laboratorio y reconstituyente.
  • Transmisor del calor.
  • Limpieza del material de laboratorio.

Impurezas Comunes en el Agua sin Purificar

El agua sin purificar puede contener diversas impurezas:

  • Compuestos inorgánicos: Como Ca, Fe, NaCl, carbonatos, etc. Estos proporcionan dureza al agua; cuantas más sales, más dura es el agua y menos espuma producirá con el jabón.
  • Compuestos orgánicos: Residuos derivados de la actividad humana, como los agrícolas.
  • Compuestos gaseosos: CO2, CH4, NH3.
  • Microorganismos: Bacterias, virus y hongos.
  • Materiales en suspensión: Lodo, desechos de cañería, etc.

Clasificación del Agua en Laboratorio y Farmacia por Pureza

  • Agua Tipo I o Ultrapura

    Es la de mayor pureza y se emplea en técnicas muy sensibles y precisas, como las utilizadas en biología molecular. En farmacia, se utiliza para preparar inyectables administrados por vía parenteral. Debe ser apirógena, estéril y con un muy bajo nivel de iones.

  • Agua Tipo II o de Grado Analítico

    Se recomienda para la mayoría de las pruebas generales de laboratorio, como análisis hematológicos, serológicos o microbiológicos, y para preparar reactivos utilizados en técnicas sensibles de laboratorio. En farmacia, se utiliza para elaborar medicamentos que necesitan agua de alta calidad biológica.

  • Agua Tipo III o de Grado de Laboratorio

    Se emplea para realizar pruebas de laboratorio que no requieran condiciones de alta pureza, como uroanálisis. También es adecuada para el lavado o enjuague de la cristalería empleada en el laboratorio. En farmacia, está destinada a medicamentos que no requieren de agua estéril y exenta de pirógenos.

Técnicas Clave para la Obtención de Agua de Calidad

  • Técnica de Desionización

    Utiliza resinas de intercambio iónico para reducir la concentración de iones, obteniendo agua desionizada o desmineralizada. Es importante destacar que no elimina materia orgánica ni microorganismos, y las resinas requieren regeneración periódica.

  • Técnica de Destilación

    Separa sustancias según sus puntos de ebullición. Permite obtener agua destilada, dejando las impurezas en otro recipiente, aunque no elimina contaminantes volátiles. Es un proceso que puede ser costoso para grandes volúmenes. Una segunda destilación produce agua bidestilada.

  • Ósmosis Inversa

    Es un proceso de filtración que emplea membranas con poros muy pequeños que retienen sales, moléculas orgánicas y microorganismos, obteniéndose así agua pura y esterilizada. Es un método económico para purificar grandes volúmenes, aunque requiere revisar periódicamente las membranas para evitar obstrucciones.

  • Ultrafiltración

    Utiliza filtros cuyo tamaño de poro es tan pequeño que retiene partículas del tamaño de proteínas.

Combinación de Técnicas para Obtener Agua de Laboratorio por Tipo

  • Agua Tipo I: Se obtiene por intercambio iónico u ósmosis inversa, seguida de ultrafiltración.
  • Agua Tipo II: Se produce por intercambio iónico u ósmosis inversa, seguida de destilación.
  • Agua Tipo III: Se consigue por destilación o intercambio iónico (desionización).

Desecación y Evaporación: Conceptos y Aplicaciones

En la desecación, se evapora líquido de un sólido, mientras que en la evaporación, se evapora de un líquido.

Desecación

Objetivos de la Desecación

  1. Mejorar la conservación de los productos sólidos: la humedad aumenta el riesgo de crecimiento microbiano y de reacciones de degradación.
  2. Facilitar el manejo de la sustancia en el laboratorio.
  3. Facilitar el almacenaje y el transporte de los productos, ya que se consigue una disminución de su masa y volumen.

Factores que Influyen en la Desecación

  • Temperatura ambiental
  • Humedad ambiental
  • Presión ambiental
  • Circulación del aire
  • Superficie del producto

Sistemas de Desecación

  1. Estufas de desecación
  2. Desecadores

Evaporación

Se parte de líquidos y se elimina una considerable cantidad del mismo, obteniéndose líquidos más concentrados. Podemos retirar agua u otros solventes.

En la industria farmacéutica, se utiliza para obtener extractos (jugos, tinturas), líquidos que suelen ser muy viscosos.

En los laboratorios galénicos, se utilizan los cristalizadores:

Una forma simple de concentrar una disolución es colocarla en un recipiente de poco fondo y mucha superficie. Se deja al aire para que el disolvente se evapore lentamente a temperatura ambiente.

Al igual que en la desecación, el proceso se favorece a temperatura ambiental elevada o sumergiéndolo en un baño termostático.

Otras Técnicas de Separación en Química

  • Electroforesis

    Técnica para separar sustancias en una mezcla homogénea en función de su carga eléctrica.

  • Cromatografía

    Técnica de separación basada en la distribución de las sustancias entre una fase fija o estacionaria y una fase móvil o eluyente.