¿Cómo se destila aire en el laboratorio?

Aunque suene como algo imposible en la teoría, el aire puede ser llevado a un estado líquido y destilarlo de manera fraccionada. El aire es una mezcla homogénea y su elemento más abundante es el nitrógeno, además de otros como el oxígenos, argón, dióxido de carbono y varios gases nobles.

Esta destilación, llamada también Destilación criogénica del aire, por las bajas temperaturas a las que se realiza, tiene como función principal conocer las condiciones del aire que se estudiará, para determinar sus niveles de dióxido de carbono y vapor de agua.

El aire es un elemento relativamente seguro de destilar, ya que ninguno de sus componentes son azeótropos, lo que significa que no presentan un punto de ebullición constante y se comportan como una sola sustancia en sí mismos.

Para realizar la destilación del aire, primero éste debe licuarse, de manera completa o parcial, mediante una combinación de compresión, enfriamiento y expansión. Primero se filtra el aire utilizando un tamiz molecular, el cual elimina las moléculas de dióxido de carbono, además de los hidrocarburos. Si lo que se desea es eliminar por completo los residuos de dióxido de carbono y vapor de agua, el aire se debe someter a un proceso de adsorción utilizando dos torres de adsorción empacadas, mediante las cuales se pasa el aire a bajas temperaturas con un intercambiador de calor.

Una vez que el aire está en estado líquido, se puede realizar la destilación fraccionada. Esto se realiza con dos columnas de destilación: La primera tiene una presión alta, de al menos 5 atm y la segunda una presión más baja, de al menos 1 atm. El aire líquido pasa por la primera columna, donde se somete a presión alta, aquí se destila y se obtiene nitrógeno a temperatura de ebullición. 

Luego, en la segunda columna y gracias a la presión más baja, el aire se separa y se obtiene el oxígeno, el cual es altamente puro y se puede enviar directamente a tanques para su almacenamiento. El nitrógeno obtenido puede ser utilizado como método de conservación en la industria de alimentos para propiciar un ambiente semi-estéril en los empaques, lo que impide la reproducción de bacterias.