Sisu
- Destilleerimisseade
- Lihtne destilleerimise graafik
- Maht vs temperatuur
- Lihtne destilleerimise teooria
- Destilleerimine tööstuses
Kui kääritate puuvilju alkoholi valmistamiseks, saate vedela segu destilleerida, et eraldada selle osad. Selles destilleerimismeetodis kasutatakse ära erinevaid kompositsioone, mis moodustavad vedeliku sellises protsessis nagu kääritamine. Keemikud kasutavad neid protsesse lahustite ja muude vedelate reaktsioonide produktide puhastamiseks, sealhulgas toornafta komponentide eraldamiseks.
Destilleerimisseade
Destilleerimisgraafikud näitavad vedelike koostisosi eraldavate destilleerimiskatsete abil mõõdetud koguseid. Need katsed kasutavad fraktsioneeriva destilleerimise kolonnid koosneb kolonnist, mis laseb vedelikul tilkuda ümarapõhjalisse kolbi, mille kolonni ülaosas on termomeeter aurude temperatuuri määramiseks.
Diagonaalne vedelikukamber ühendatakse punktiga piki fraktsiooni kolonni ülaosa lähedal, mis ulatub kambrist eemale. See loob pinna, millel aur saab kondenseeruda ja koguda väliskolbi.
Lihtsalt destilleerimisskeemilt saadud destilleerimise käigus keeb vedelik gaasiks, kondenseerub tagasi vedelikuks ja jätkab seda protsessi, kuni destilleeritav vedelik koguneb välimisse kolbi. Seade töötab kolvis koguneva vedeliku kuumutamisel nii, et fraktsioneeriv kolonn näitab teile vedeliku segu gaasilise vormi aururõhku.
Ülaosas olev termomeeter peaks lugema vedeliku keemistemperatuuri. Väline kolb laseb vedelikul destilleeruda ja toimib ka tuulutusavana, nii et seade ei kuumeneks ülekuumenemise tagajärjel.
Temperatuuri reguleerige väga hoolikalt, maksimeerides kontakti vedelikuga, mis tilgub tagasi ümarapõhjalisse kolbi, ja auruga, mis tõuseb läbi fraktsioonikolonni. Mõnikord on fraktsioneerival kolonnil klaaspärlid või sisemistest külgedest väljaulatuvad tasapinnad, et kontaktpinda maksimeerida. Temperatuuri jälgimiseks kasutage termomeetri abil temperatuuri määramiseks. Peaksite lõppema segu vedelike aururõhuga.
Seadme ülesehitus tagab, et segu madalama keemistemperatuuriga ühendi aururõhk on suurem kui kõrgema keemistemperatuuriga ühendi aururõhk. See võimaldab teil keemistemperatuuri määratleda ka temperatuurina, mille juures aururõhk võrdub avatud mahutis oleva vedeliku atmosfäärirõhuga. See on madalaim temperatuur, mille juures segu või ühendi vedel vorm gaasiks keeb. Need fraktsionaalse destilleerimise meetodid muudavad need keemiliste ühendite tootmiseks tööstuslikes tingimustes kasulikeks.
Lihtne destilleerimise graafik
Ühendi kahe või enama komponendi keemistemperatuuri määramiseks võite vedeliku, vedeliku-aurusegu ja auru temperatuuri graafiku joonistamiseks kasutada ka moolifraktsioonina destilleeritud gaasi fraktsiooni . Paljud destillatsiooniseadmete seadistused mõõdavad temperatuuri automaatselt kogu katse kuumutamise ajal. See võib teile aja jooksul anda pideva andmepunkti, mida saab hõlpsalt Exceli või mõne muu tarkvara abil skaneerida.
Kõver ütleb teile seda, kuna kuna aur soojeneb ja läbib fraktsioonikolonni, peaks see eralduma kaheks eraldi vedelike ja gaaside seguks. Temperatuuri registreerimisel kogu destilleerimise käigus saate aru saada, millised ühendid keemistemperatuuril tegelikult põhinevad.
Võite kasutada sama protsessi tuntud ühendi keemistemperatuuri määramiseks. Protsess on siiski piiratud temperatuuridega, mille võite saavutada ümarpõhjaga kolbi mõjutava soojusallikaga.
Maht vs temperatuur
Lihtne destilleerimise graafik peaks näitama segu destillatsiooni graafikut segu ja temperatuuri kohta punktidega, kus mõlema või kõigi gaaside temperatuurid ristuvad, määravad gaasi iga komponendi keemistemperatuuri. See kompositsioonikõver võimaldab teil välja selgitada, milline on aparaadi sobiv seadistus ja temperatuur gaasi või vedeliku segu eraldamiseks. Võite katsetada erinevat tüüpi murdkolonnidega, et teada saada, milline neist annab koostisosade keemistemperatuurist kõige selgema ülevaate.
Lihtsa destilleerimise graafik järgib lihtsa destilleerimise teooriat. Lihtne destilleerimine "Gaas" kondenseerub vedelikuks üks kord, nii et peate selle eraldama vedelikele või gaasidele, mille keemistemperatuur on üksteisest piisavalt kaugel, et neid eristada.
Kondensatsiooni mitme astme kasutamist nimetatakse fraktsionaalne destilleerimineja sel juhul peate kasutama fraktsionaalse destilleerimise graafikut ruumala ja temperatuuri kohta. Teiste vedelike ja segude teoreetiliste sätete väljaarvutamiseks võite ekstrapoleerida, kuna kui seadmes on rohkem helmeid või plaate, peaks teoreetiliselt parandama eraldusmeetodit, suurendades samal ajal segu eraldamiseks kuluvat aega.
Lihtne destilleerimise teooria
Katsete abil destilleeritavad segud ei anna puhtaid proove, kuid erinevates mõõdetavates segudes on lisandeid. See tähendab, et saate võrrandite abil selgitada nii destilleerimise eksperimentaalseid tulemusi kui ka ennustusi, mis põhinevad varem kindlaks tehtud andmetel gaaside ja vedelike koostise kohta. Raoultsi seadus ja Daltonsi seadus annavad teile võimalusi lihtsa destilleerimise teooria nende proportsioonide mõõtmiseks.
Järgneb selle keemise ja kondenseerimise vahelise auru täpne koostis Raoultsi seadus, mis väidab, et ühendi aururõhk lahuses väheneb ja seda saab seostada molaarse koostisega. Võrrand LkA= PoA x χA ütleb teile, et teatud komponendi A osarõhk LkA toodetakse komponendi protsendi kohta LkoA ja A "chi" moolifraktsioon χA.
Osarõhk on rõhk, mis segu koostises sisalduval gaasil oleks, kui selle segu kogu maht oleks samal temperatuuril. See võimaldab teil määrata, kui palju gaasi peaks olema, kui teate moolide osa enne kätt.
Seejärel saate kasutada Daltonsi seadus milles öeldakse, et gaasisegu kogurõhk võrdub seda moodustavate osarõhkude summaga. Teooria, kuidas gaasiosakesed liiguvad ja üksteisega suhtlevad, selgitab seda.
Võite kirjeldada ühendi aururõhku, kasutades lahuse temperatuuri ja ühendi keemistemperatuuri, kuna temperatuuri tõustes on enamikul gaasimolekulidest piisavalt kineetilist energiat, et nad lööksid üksteisele sobivas suunas, et lasta reaktsioonil tekkida. Nad vajavad seda, et ületada molekulaarsed jõud, mis hoiaksid osakesi vedelas faasis koos.
Destilleerimine tööstuses
Lisaks ühendite keemistemperatuuri ja gaasiliste omaduste uurimisele on destilleerimine kasulik paljudes rakendustes kogu tööstuses. Seda kasutatakse õli, vee ja kütuses kasutatavate muude komponentide, näiteks metaani, uurimiseks ja reaktsioonide moodustamiseks. Toiduteadlased ja tootjad saavad seda kasutada likööri, õlle ja erinevat tüüpi veini valmistamiseks. Destilleerimismeetodid on leidnud kasutamist kosmeetika, farmaatsiatoodete ja muude keemiliste tootmismeetodite tööstuses.
Seda meetodit kasutatakse isegi lambipirnides volframniitide kahjustamise vältimiseks ja lambipirnides hõõgumiseks. Nad teevad seda õhu eraldamise teel, et saada lambipirnide tootmiseks vajalikke gaase. Nendes destilleerimismeetodites järgitakse eraldamise teooriat ja katsemeetodeid.