Postopek enostavne destilacije in primeri



The preprosta destilacija je postopek, pri katerem se hlapi, ki nastanejo iz tekočine, prenesejo neposredno v kondenzator, v katerem se temperatura hlapov spusti in pride do njegove kondenzacije..

Uporablja se za ločevanje hlapne komponente od nehlapnih sestavin v tekočini. Uporablja se tudi za ločevanje dveh tekočin v raztopini z zelo različnimi vrelišči.

Enostavna destilacija ni učinkovita metoda za ločevanje dveh hlapnih tekočin v raztopini. Ko se temperatura vode poveča z dovodom toplote, se poveča tudi kinetična energija molekul, kar jim omogoča premagovanje kohezivne sile med njimi..

Hlapne tekočine začnejo vreti, ko je njihov parni tlak enak zunanjemu tlaku, ki deluje na površino raztopine. Obe tekočini prispevata k sestavi nastale pare, pri čemer je prisotnost bolj hlapljive tekočine večja; to je tista z najnižjo točko vrelišča.

Zato večina hlapne tekočine predstavlja večino nastalega destilata. Postopek ponovimo, dokler ne dosežemo želene čistote ali največje možne koncentracije.

Indeks

  • 1 Proces preproste destilacije
    • 1.1 Ekipa
    • 1.2 Kondenzator
    • 1.3 Ogrevanje
  • 2 Primeri
    • 2.1 Destilacija vode in alkohola
    • 2.2 Ločevanje med tekočinami
    • 2.3 Alkohol in glicerin
  • 3 Reference

Postopek enostavne destilacije

Pri enostavni destilaciji se temperatura raztopine poveča, dokler ne doseže vrelišča. V tistem trenutku pride do prehoda med tekočimi in plinastimi stanjami. To opazimo, ko se pri raztapljanju prične stalno mehurjenje.

Ekipa

Oprema za izvajanje enostavne destilacije je običajno sestavljena iz vžigalnika ali grelne odeje (glej sliko); okrogla steklena steklena steklo z usti z motnim steklom, ki omogoča njegovo spajanje; in nekaj steklenih kroglic (nekatere uporabljajo leseno palico), da zmanjšajo velikost nastalih mehurčkov.

Steklene kroglice služijo kot jedra, ki tvorijo mehurčke, kar omogoča tekočini, da počasi vre in preprečuje pregrevanje, kar povzroči nastanek neke vrste velikanskih mehurčkov; sposoben celo izločiti maso tekočine iz destilacijskega balona.

Na ustje bučke je pritrjen ognjevarni stekleni adapter s tremi šobami, izdelanimi iz motnega stekla. Usta je povezana z destilacijsko bučko, druga usta so povezana s kondenzatorjem in tretja usta so zaprta z uporabo gumijastega zamaška..

Na sliki sklop nima tega adapterja; in namesto tega se skozi isti gumijasti zamašek postavi termometer in neposreden konektor kondenzatorja.

Kondenzator

Kondenzator je naprava, zasnovana tako, da izpolnjuje funkcijo, ki jo označuje njeno ime: kondenzira paro, ki se premika skozi njeno notranjost. Z zgornjimi usti je povezan z adapterjem in je z njegovimi spodnjimi usti povezan z žogico, kjer se zbirajo proizvodi destilacije..

V primeru slike uporabljajo (čeprav to ni vedno pravilno) merilni valj, da se izmeri destiliran volumen naenkrat.

Voda, ki kroži skozi zunanji plašč kondenzatorja, vstopi v to s svojim nižjim delom in zapusti vrhnji del. To zagotavlja, da je temperatura kondenzatorja dovolj nizka, da omogoči kondenzacijo hlapov, ki nastanejo v destilacijski bučki.

Vsi kosi, ki sestavljajo aparaturo za destilacijo, so pritrjeni s sponkami, ki so povezane s kovinskim nosilcem.

Volumen raztopine, ki se izpostavi destilaciji, se postavi v okroglo bučko z ustrezno kapaciteto.

Ustrezne povezave so narejene z uporabo grafita ali masti, da zagotovite učinkovito tesnjenje in se sproži segrevanje raztopine. Hkrati se začne prehod vode skozi kondenzator.

Ogrevanje

Med nadaljevanjem segrevanja destilacijskega balona v termometru opazimo povečanje temperature, dokler ne doseže točke, pri kateri temperatura ostane konstantna. To ostane tako, tudi če se segrevanje nadaljuje; razen če je vsa hlapna tekočina popolnoma izhlapela.

Razlog za to vedenje je, da je doseženo vrelišče spodnje vrelišče tekoče mešanice, pri čemer je njegov parni tlak enak zunanjemu tlaku (760 mm Hg)..

Na tej točki se vsa toplotna energija porabi za spremembo iz tekočega stanja v plinasto stanje, ki vključuje iztekanje medmolekularne kohezijske sile tekočine. Zato se oskrba s toploto ne pretvori v povišanje temperature.

Tekoči proizvod destilacije se zbere v ustrezno označenih bučkah, katerih volumni so odvisni od prostornine, ki je bila prvotno dodana v destilacijsko bučko..

Primeri

Destilacija vode in alkohola

Obstaja 50% raztopina alkohola v vodi. Če vemo, da je vrelišče alkohola 78,4 ° C in vrelišče vode približno 100 ° C, ali lahko dobimo čisti alkohol s preprostim korakom destilacije? Odgovor je ne.

Z segrevanjem mešanice alkohola in vode se najprej doseže vrelišče najbolj hlapne tekočine; v tem primeru alkohol. Nastala para bo imela večji delež alkohola, vendar bo tudi v pari visoka prisotnost vode, saj so vrelišča podobna..

Tekočina, zbrana pri destilaciji in kondenzaciji, ima delež alkohola nad 50%. Če je ta tekočina podvržena zaporednim destilacijam, lahko dosežemo koncentrirano raztopino alkohola; vendar ne čista, saj bodo hlapi še naprej vlekli vodo do določene sestave, tako da tvorijo tako imenovano azeotropno

Tekoči produkt fermentacije sladkorjev ima 10% alkohola. Ta koncentracija se lahko prenese pri 50%, kot v primeru Whiskyja, z enostavno destilacijo.

Ločevanje med trdnimi snovmi

Raztopino soli v vodi tvori tekočina, ki se lahko hlapi, in nehlapna spojina z visokim vreliščem: sol.

Ko je raztopina destilirana, se lahko v tekočini za kondenzacijo dobi čista voda. Medtem se bodo na dnu destilacijske bučke soli usedle.

Alkohol in glicerin

Ima mešanico etilnega alkohola z vreliščem 78,4 ° C in glicerinom, ki ima vrelišče 260 ° C. Ob navadni destilaciji bo nastala para zelo visok odstotek alkohola, skoraj 100%..

Tako boste dobili destilirano tekočino z deležem alkohola, podobno kot para. To se zgodi zato, ker so vrelišča tekočin zelo različna.

Reference

  1. Claude Yoder (2019). Destilacija Žična kemija Vzpostavljeno iz: wiredchemist.com
  2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
  3. Dragani, Rachelle. (17. maj 2018). Trije primeri enostavnih destilacijskih zmesi. Sciencing. Vzpostavljeno iz: sciencing.com
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2. januar, 2019). Kaj je destilacija? Definicija kemije. Vzpostavljeno iz: thoughtco.com
  5. Dr Welder (s.f.). Enostavna destilacija. Vzpostavljeno iz: dartmouth.edu
  6. Univerza v Barceloni. (s.f.). Destilacija Vzpostavljeno iz: ub.edu