Proces jednostavne destilacije i primjeri



jednostavna destilacija je postupak u kojem se pare proizvedene iz tekućine odvode izravno u kondenzator, unutar kojeg se temperatura para spušta i dolazi do njegove kondenzacije..

Koristi se za odvajanje hlapljive komponente od nehlapljivih komponenti prisutnih u tekućini. Također se koristi za odvajanje dvije tekućine prisutne u otopini s vrlo različitim točkama vrenja.

Jednostavna destilacija nije učinkovita metoda za odvajanje dvije hlapljive tekućine prisutne u otopini. Kada se njegova temperatura poveća kroz dovod topline, kinetička energija molekula također se povećava, što im omogućuje da prevladaju kohezivnu silu između njih..

Hlapljive tekućine počinju vrijeti kada je tlak para jednak vanjskom tlaku na površinu otopine. Obje tekućine doprinose sastavu nastale pare, pri čemu je prisutnost hlapljivije tekućine veća; to jest, onaj s najnižom točkom vrenja.

Stoga, većina hlapljive tekućine čini većinu nastalog destilata. Postupak se ponavlja sve dok se ne postigne željena čistoća ili maksimalna moguća koncentracija.

indeks

  • 1 Proces jednostavne destilacije
    • 1.1 Tim
    • 1.2 Kondenzator
    • 1.3 Grijanje
  • 2 Primjeri
    • 2.1 Destilacija vode i alkohola
    • 2.2. Odvajanje tekuće-krute tvari
    • 2.3 Alkohol i glicerin
  • 3 Reference

Proces jednostavne destilacije

Pri jednostavnoj destilaciji temperatura otopine se povećava dok ne dosegne točku vrenja. U tom trenutku dolazi do prijelaza između tekućih i plinovitih stanja. To se uočava kada se tijekom otapanja započne konstantno mješanje.

oprema

Oprema za izvođenje jednostavne destilacije obično se sastoji od upaljača ili grijaćeg pokrivača (vidi sliku); okrugle vatrostalne staklene boce s ustima od mutnog stakla, kako bi se omogućilo njegovo spajanje; i neke staklene perle (neke koriste drvenu palicu) za smanjenje veličine nastalih mjehurića.

Staklene perle služe kao jezgre koje stvaraju mjehuriće, koje omogućuju polagano zagrijavanje tekućine, sprječavajući pregrijavanje što rezultira stvaranjem vrste divovskih mjehurića; sposoban čak i izbaciti masu tekućine iz destilacijskog balona.

Na usta tikvice je pričvršćen vatrostalni stakleni adapter s tri mlaznice, koje su načinjene od matiranog stakla. Usta se spajaju na tikvicu za destilaciju, a druga usta se spajaju s kondenzatorom, a treća usta se zatvaraju pomoću gumenog čepa..

Na slici sklop nema ovaj adapter; i umjesto toga, kroz isti gumeni čep postavljen je termometar i izravni konektor na kondenzator.

kondenzator

Kondenzator je uređaj dizajniran da ispuni funkciju označenu svojim nazivom: da zgusne paru koja se kreće kroz njenu unutrašnjost. Svojim gornjim ustima spojen je s adapterom, a njegovim donjim ustima povezan je s kuglom gdje se sakupljaju proizvodi destilacije..

U slučaju slike, oni koriste (iako to nije uvijek ispravno) stupnjeviti cilindar za mjerenje destiliranog volumena odjednom.

Voda koja cirkulira kroz vanjski omotač kondenzatora, ulazi u to svojim donjim dijelom i lišćem od gornjeg dijela. Time se osigurava da je temperatura kondenzatora dovoljno niska da omogući kondenzaciju para proizvedenih u tikvici za destilaciju.

Svi dijelovi koji čine uređaj za destilaciju učvršćeni su stezaljkama spojenim na metalni nosač.

Volumen otopine koja se podvrgne destilaciji stavi se u okruglu tikvicu s prikladnim kapacitetom.

Odgovarajuće veze se izvode pomoću grafita ili masti kako bi se osiguralo učinkovito brtvljenje i započelo zagrijavanje otopine. U isto vrijeme započinje prolazak vode kroz kondenzator.

grijanje

Kako se zagrijavanje destilacijskog balona nastavlja, u termometru se uočava povećanje temperature, sve dok se ne postigne točka na kojoj temperatura ostaje konstantna. To ostaje tako čak i ako se zagrijavanje nastavi; osim ako je sva hlapljiva tekućina potpuno isparila.

Objašnjenje za ovo ponašanje je da je postignuto vrelište komponente nižeg vrelišta tekuće mješavine, u kojoj je tlak pare jednak vanjskom tlaku (760 mm Hg)..

U ovom trenutku, sva toplinska energija se troši u promjeni iz tekućeg stanja u plinovito stanje koje uključuje istjecanje međumolekularne kohezijske sile tekućine. Stoga se dovod topline ne pretvara u povećanje temperature.

Tekući proizvod destilacije prikuplja se u tikvicama, propisno označenim, čiji volumeni ovise o volumenu koji je izvorno stavljen u destilacijsku tikvicu.

Primjeri

Destilacija vode i alkohola

Postoji 50% -tna otopina alkohola u vodi. Znajući da je točka vrelišta alkohola 78,4 ° C, a vrelište vode oko 100 ° C, može li se dobiti čisti alkohol uz jednostavan korak destilacije? Odgovor je ne.

Zagrijavanjem smjese alkohol-voda početno se postiže vrelište najviše hlapljive tekućine; u ovom slučaju, alkohol. Stvorena para će imati veći udio alkohola, ali će također postojati velika prisutnost vode u pari, budući da su točke vrenja slične..

Tekućina prikupljena destilacijom i kondenzacijom imat će postotak alkohola veći od 50%. Ako se ova tekućina podvrgne uzastopnim destilacijama, može se postići koncentrirana otopina alkohola; ali ne i čista, jer će pare i dalje vući vodu do određenog sastava, tvoreći ono što je poznato kao azeotrop

Tekući proizvod fermentacije šećera ima 10% alkohola. Ova se koncentracija može prenijeti na 50%, kao u slučaju viskija, jednostavnom destilacijom.

Odvajanje tekuće-krute tvari

Otopina soli u vodi formira se tekućinom koja se može ispariti, i nehlapljivim spojem, s visokom točkom ključanja: sol.

Kada se otopina destilira, u tekućini za kondenzaciju može se dobiti čista voda. U međuvremenu, na dnu tikvice za destilaciju, soli će se taložiti.

Alkohol i glicerin

Ima smjesu etilnog alkohola, vrelišta 78,4 ºC, i glicerina, s vrelištem od 260 ºC. Kada se podvrgne jednostavnoj destilaciji, nastala para će imati vrlo visok postotak alkohola, blizu 100%.

Tako ćete dobiti tekućinu destiliranu s postotkom alkohola, slično pari. To se događa zato što su točke vrenja tekućine vrlo različite.

reference

  1. Claude Yoder (2019). Destilacija. Ožičena kemija Preuzeto s: wiredchemist.com
  2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija. (8. izdanje). CENGAGE Učenje.
  3. Dragani, Rachelle. (17. svibnja 2018.) Tri primjera jednostavnih destilacijskih smjesa. Sciencing. Preuzeto s: sciencing.com
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2. siječnja 2019.) Što je destilacija? Definicija kemije. Preuzeto s: thoughtco.com
  5. Dr. Welder (N. D.). Jednostavna destilacija. Preuzeto s: dartmouth.edu
  6. Sveučilište u Barceloni. (N. D.). Destilacija. Dobavljeno iz: ub.edu