Kaj je volatilizacija?



The izhlapevanja To je postopek pretvorbe kemične snovi iz tekočega ali trdnega v plinasto ali parno stanje. Drugi izrazi, ki se uporabljajo za opis istega procesa, so uparjanje, destilacija in sublimacija.

Snov lahko pogosto ločimo od druge z izhlapevanjem in jo nato lahko ponovno pridobimo s kondenzacijo pare.

Snov se lahko hitreje izhlapi s segrevanjem, da se poveča parni tlak, ali z odstranitvijo pare z uporabo inertnega plina ali vakuumske črpalke..

Postopki za ogrevanje vključujejo izhlapevanje vode, živega srebra ali arzenovega triklorida, da se te snovi ločijo od motečih elementov..

Včasih se kemijske reakcije uporabljajo za proizvodnjo hlapnih produktov, kot so sproščanje ogljikovega dioksida iz karbonatov, amonijak v Kjeldahlovi metodi za določanje dušika in žveplovega dioksida pri določanju žvepla v jeklu..

Metode izhlapevanja so na splošno značilne za veliko preprostost in enostavnost delovanja, razen kadar so potrebne visoke temperature ali materiali, ki so zelo odporni proti koroziji (Louis Gordon, 2014)..

Izhlapevanje parnega tlaka

Vedeli ste, da je temperatura vrelišča 100 ° C, ali ste se kdaj vprašali, zakaj deževnica izhlapi?

Je pri 100 ° C? Če je tako, zakaj se ne ogrejem? Ste se kdaj spraševali, kaj daje značilno aromo alkohola, kisa, lesa ali plastike? (Parni tlak, S.F.)

Za vse to je odgovorna lastnost, znana kot parni tlak, ki je tlak pare v ravnotežju s trdno ali tekočo fazo iste snovi..

Tudi parcialni tlak snovi v atmosferi na trdno snov ali tekočino (Anne Marie Helmenstine, 2014).

Parni tlak je merilo nagnjenosti materiala, da se spremeni v plinasto ali parno stanje, to je merilo hlapnosti snovi..

Ko se parni tlak poveča, postane sposobnost tekočine ali trdne snovi, da izhlapi, bolj hlapna.

Parni tlak se bo povečal s temperaturo. Temperatura, pri kateri je parni tlak na površini tekočine enak tlaku, ki ga povzroča okolje, se imenuje vrelišče tekočine (Encyclopædia Britannica, 2017)..

Parni tlak bo odvisen od raztopine, raztopljene v raztopini (je koligativna lastnost). Na površini raztopine (vmesnik zrak-plin) so najbolj površinske molekule nagnjene k izhlapevanju, izmenjava med fazami in ustvarjanje parnega tlaka.

Prisotnost raztopine zmanjša število molekul topila v vmesniku, kar zmanjša parni tlak.

Spremembo v parnem tlaku je mogoče izračunati z Raoultovim zakonom za nehlapne raztopine, ki ga dobimo z:

Kjer je P1 parni tlak po dodajanju raztopine, je x1 molarna frakcija omenjene raztopine in P ° je parni tlak čistega topila. Če imamo vsoto molskih frakcij topila in topila 1, potem imamo: 

Kjer je X2 molski delež topila. Če pomnožimo obe strani enačbe s P °, potem ostane:

Zamenjava (1) v (3) je:

(4)

To je sprememba parnega tlaka pri raztapljanju raztopine (Jim Clark, 2017).

Gravimetrična analiza

Gravimetrična analiza je razred laboratorijskih tehnik, ki se uporabljajo za določanje mase ali koncentracije snovi z merjenjem spremembe mase.

Kemikalijo, ki jo poskušamo količinsko opredeliti, se včasih imenuje analit. Za odgovore na vprašanja, kot so:

  • Kakšna je koncentracija analita v raztopini?
  • Kako čist je naš vzorec? Vzorec je lahko trdna ali v raztopini.

Obstajata dve običajni vrsti gravimetrične analize. Oba vključujejo spremembo faze analita, da se loči od preostale mešanice, kar povzroči spremembo mase.

Ena od teh metod je gravimetrija padavin, toda tista, ki nas resnično zanima, je gravimetrija izhlapevanja.

Gravimetrija izhlapevanja temelji na toplotni ali kemični razgradnji vzorca in merjenju nastale spremembe njegove mase..

Druga možnost je, da ujamemo in pretehtamo hlapni produkt razgradnje. Ker je sproščanje hlapnih vrst bistveni del teh metod, jih razvrstimo skupaj kot metode gravimetrične volatilizacije (Harvey, 2016).

Težave gravimetrične analize so preprosto stehiometrijski problemi z nekaj dodatnimi koraki.

Za izvedbo kateregakoli stehiometričnega izračuna potrebujemo koeficiente uravnotežene kemijske enačbe.

Na primer, če vzorec vsebuje nečistoče barijevega klorida dihidrata (BaCl2● H2O), količino nečistoč lahko dobimo s segrevanjem vzorca za izhlapevanje vode.

Razlika v masi med prvotnim vzorcem in ogrevanim vzorcem nam bo v gramih dala količino vode v barijevem kloridu.

Z enostavnim stehiometričnim izračunom bomo dobili količino nečistoč v vzorcu (Khan, 2009)..

Delna destilacija

Frakcijska destilacija je postopek, s katerim se sestavine tekoče zmesi ločijo v različne dele (imenovane frakcije) glede na njihove različne vrelišča..

Razlika v hlapnosti spojin zmesi ima ključno vlogo pri njihovem ločevanju.

Frakcijska destilacija se uporablja za čiščenje kemičnih izdelkov in tudi za ločevanje mešanic za pridobivanje njihovih sestavin. Uporablja se kot laboratorijska tehnika in v industriji, kjer ima proces velik komercialni pomen.

Hlapi vrele raztopine preidejo po visokem stolpcu, ki se imenuje frakcionacijska kolona.

Kolona je polnjena s plastičnimi ali steklenimi kroglicami za izboljšanje ločevanja, ki zagotavlja večjo površino za kondenzacijo in izhlapevanje.

Temperatura kolone se postopoma zmanjšuje po svoji dolžini. Komponente z višjim vreliščem se kondenzirajo v koloni in se vrnejo v raztopino.

Komponente z nižjimi (bolj hlapnimi) vrelišči potekajo skozi kolono in se zbirajo blizu vrha.

Teoretično ima več kroglic ali plošč boljše ločevanje, vendar pa dodajanje plošč tudi poveča čas in energijo, potrebno za dokončanje destilacije (Helmenstine, 2016).

Reference

  1. Anne Marie Helmenstine. (2014, 16. maj). Definicija tlaka v pari. Vzpostavljeno iz thoughtco.com.
  2. Enciklopedija Britannica. (2017, 10. februar). Parni tlak. Izterjal iz britannica.com.
  3. Harvey, D. (2016, 25. marec). Gravimetrija volatilizacije. Izterjane iz kemičnih besedil.
  4. Helmenstine, A. M. (2016, 8. november). Opredelitev delnih destilacij in primeri. Vzpostavljeno iz thoughtco.com.
  5. Jim Clark, I. L. (2017, 3. marec). Raoultov zakon. Izterjani dechem.libretexts.
  6. Khan, S. (2009, 27. avgust). Uvod v gravimetrično analizo: Gravimetrija volatilizacije. Pridobljeno iz khanacademy.
  7. Louis Gordon, R. W. (2014). Vzpostavljeno iz accessscience.com.
  8. Parni tlak. (S.F.). Vzpostavljeno iz chem.purdue.edu.