Što je isparavanje?



pretvaranje u paru To je proces pretvaranja kemijske tvari iz tekućeg ili krutog stanja u plinovito ili parno stanje. Drugi izrazi koji se koriste za opisivanje istog procesa su isparavanje, destilacija i sublimacija.

Supstanca se često može odvojiti od druge isparavanjem i tada se može vratiti kondenzacijom pare.

Tvar se može brže ispariti ili zagrijavanjem radi povećanja tlaka pare ili uklanjanjem pare uporabom struje inertnog plina ili vakuumske pumpe..

Postupci grijanja uključuju isparavanje vode, žive ili arsen triklorida kako bi se te tvari odvojile od interferirajućih elemenata.

Ponekad se kemijske reakcije koriste za proizvodnju hlapljivih proizvoda kao što su oslobađanje ugljičnog dioksida iz karbonata, amonijak u Kjeldahlovoj metodi za određivanje dušika i sumpornog dioksida u određivanju sumpora u čeliku..

Metode isparavanja općenito se odlikuju velikom jednostavnošću i lakoćom rada, osim kada su potrebne visoke temperature ili materijali otporni na koroziju (Louis Gordon, 2014).

Isparavanje tlaka pare

Znajući da je temperatura vrenja 100 ° C, jeste li se ikada zapitali zašto kišnica isparava?

Je li na 100 ° C? Ako je tako, zašto se ne zagrijam? Jeste li se ikada zapitali što daje karakterističnu aromu alkohola, octa, drva ili plastike? (Tlak isparavanja, S.F.)

Ono što je odgovorno za sve to je svojstvo poznato kao tlak pare, koji je tlak pare u ravnoteži s krutom ili tekućom fazom iste tvari..

Također, parcijalni tlak tvari u atmosferi na krutini ili tekućini (Anne Marie Helmenstine, 2014).

Tlak pare je mjera sklonosti materijala da se promijeni u plinovito ili parno stanje, odnosno mjeru hlapljivosti tvari.

Kako se tlak para povećava, kapacitet tekućine ili krutine da ispari postaje hlapljiviji.

Tlak pare će se povećavati s temperaturom. Temperatura na kojoj je tlak pare na površini tekućine jednak tlaku okoline, naziva se točka vrenja tekućine (Encyclopædia Britannica, 2017.) \ T.

Tlak pare ovisit će o otopljenoj otopini u otopini (to je koligativno svojstvo). Na površini otopine (zračno-plinsko sučelje) najčešće površinske molekule nastoje ispariti, izmjenjujući faze i stvarajući tlak pare.

Prisutnost otopljene tvari smanjuje broj molekula otapala u međupovršini, smanjujući tlak pare.

Promjena tlaka pare može se izračunati prema Raoultovom zakonu o nehlapljivim otopljenim tvarima, a daje se pomoću:

Gdje je P1 tlak pare nakon dodavanja otopljene tvari, x1 je molarna frakcija spomenute otopljene tvari i P ° je tlak pare čistog otapala. Ako imamo zbroj molarnih frakcija otopljene tvari i otapala jednaka 1, tada imamo: 

Gdje je X2 molarna frakcija otapala. Ako pomnožimo obje strane jednadžbe s P ° onda ostaje:

Zamjena (1) u (3) je:

(4)

To je varijacija tlaka pare pri otapanju otopljene tvari (Jim Clark, 2017.) \ T.

Gravimetrijska analiza

Gravimetrijska analiza je klasa laboratorijskih tehnika koje se koriste za određivanje mase ili koncentracije tvari mjerenjem promjene mase.

Kemikalija koju pokušavamo kvantificirati ponekad se naziva analit. Možemo koristiti gravimetrijsku analizu da bismo odgovorili na pitanja kao što su:

  • Kolika je koncentracija analita u otopini?
  • Koliko je čist naš uzorak? Ovdje uzorak može biti krut ili u otopini.

Postoje dvije uobičajene vrste gravimetrijske analize. Oba uključuju mijenjanje faze analita kako bi se odvojila od ostatka smjese, što rezultira promjenom mase.

Jedna od tih metoda je gravimetrija padalina, ali ona koja nas stvarno zanima jest gravimetrija isparavanja.

Gravimetrija isparavanja se temelji na termičkoj ili kemijskoj razgradnji uzorka i mjerenju rezultirajuće promjene u njenoj masi.

Alternativno, možemo uhvatiti i izvagati hlapljivi produkt razgradnje. Budući da je oslobađanje isparljivih vrsta bitan dio ovih metoda, klasificiramo ih zajedno kao metode gravimetrijske volatilizacije (Harvey, 2016).

Problemi gravimetrijske analize su jednostavno stehiometrijski problemi s nekoliko dodatnih koraka.

Za izvođenje bilo kojeg stehiometrijskog izračuna potrebni su koeficijenti uravnotežene kemijske jednadžbe.

Na primjer, ako uzorak sadrži nečistoće barijevog klorida dihidrata (BaCl2● H2O), količina nečistoća može se dobiti zagrijavanjem uzorka radi isparavanja vode.

Razlika u masi između izvornog uzorka i zagrijanog uzorka daje nam, u gramima, količinu vode sadržane u barijevom kloridu.

Jednostavnim stehiometrijskim izračunom dobiva se količina nečistoća u uzorku (Khan, 2009).

Frakcijska destilacija

Frakcijska destilacija je postupak kojim se komponente tekuće smjese razdvajaju u različite dijelove (nazvane frakcije) u skladu s njihovim različitim točkama vrenja..

Razlika isparljivosti spojeva mješavine ima temeljnu ulogu u njihovom razdvajanju.

Frakcijska destilacija koristi se za pročišćavanje kemijskih proizvoda i također za odvajanje smjesa kako bi se dobile njihove komponente. Koristi se kao laboratorijska tehnika iu industriji, gdje proces ima veliku komercijalnu važnost.

Pare vrele otopine propuštaju se duž visokog stupca, nazvanog kolona za frakcioniranje.

Stupac je napunjen plastičnim ili staklenim kuglicama za poboljšanje odvajanja, čime se osigurava više površine za kondenzaciju i isparavanje.

Temperatura stupca se postupno smanjuje duž njezine duljine. Komponente s višom točkom vrenja kondenziraju u koloni i vraćaju se u otopinu.

Dijelovi s nižim (više hlapljivim) točkama ključanja prolaze kroz stup i skupljaju se pri vrhu.

Teoretski, više kuglica ili ploča poboljšava odvajanje, ali dodavanje ploča također povećava vrijeme i energiju potrebnu za dovršenje destilacije (Helmenstine, 2016).

reference

  1. Anne Marie Helmenstine. (2014., 16. svibnja). Definicija tlaka pare. Preuzeto s thoughtco.com.
  2. Encyclopædia Britannica. (2017., 10. veljače). Tlak pare. Oporavio se od britannica.com.
  3. Harvey, D. (2016., 25. ožujka). Gravimetrija isparavanja. Oporavio se iz kemijskih tekstova.
  4. Helmenstine, A. M. (2016., 8. studenog). Definicija frakcijskih destilacija i primjeri. Preuzeto s thoughtco.com.
  5. Jim Clark, I.L. (2017., 3. ožujka). Raoultov zakon. Oporavljeni dechem.libretexts.
  6. Khan, S. (2009., 27. kolovoza). Uvod u gravimetrijsku analizu: Gravimetrija isparavanja. Preuzeto iz khanacademy.
  7. Louis Gordon, R.W. (2014). Preuzeto s accessscience.com.
  8. Tlak pare. (S.F.). Preuzeto s chem.purdue.edu.