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 denominan mezclas de ebullición constante. Los azeótropos pueden ser difíciles de hacer porque las concentraciones de cada sustancia química deben equilibrarse con precisión y su densidad, punto de ebullición inicial y tensión superficial deben estar dentro de un rango que pueda llevarse a un nivel de equilibrio en la solución.
Es más probable que ocurra la formación de mezclas azeotrópicas si los precursores químicos tienen puntos de ebullición cercanos entre sí. También es más probable que las sustancias químicas 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 productos químicos en solución y no un compuesto donde esos productos químicos exhiben fuertes enlaces moleculares que no se rompen fácilmente. Esto, por lo tanto, hace posible diseñar un azeótropo donde el contenido consiste en una sustancia química inflamable y no inflamable que, en general, muestra características no inflamables. Dado que los productos químicos no se separan durante la evaporación, los derrames no darán lugar a condiciones de incendio peligrosas.
Los solventes inflamables a menudo forman parte de mezclas azeotrópicas porque pueden usarse y luego el líquido destilado 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 disolvente es el azeótropo binario de etanol-agua. Normalmente, el agua hierve a 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius) y el 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 denomina azeótropo de mínima ebullición, debido a que el nuevo punto de ebullición de ambos constituyentes está por debajo del que tenía originalmente.
Un azeótropo de metanol común que es una mezcla de tres sustancias químicas, 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 ° a 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 en particular se utiliza en el reciclaje de solventes y el proceso de laboratorio de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC).