Jednoduchý destilační proces a příklady



jednoduchá destilace je proces, při kterém se výpary vyrobené z kapaliny odebírají přímo do kondenzátoru, ve kterém klesá teplota par a dochází ke kondenzaci.

Používá se k oddělení těkavé složky od netěkavých složek přítomných v kapalině. Používá se také pro separaci dvou kapalin přítomných v roztoku s velmi rozdílnými body varu.

Jednoduchá destilace není účinným způsobem separace dvou těkavých kapalin přítomných v roztoku. Když se jeho teplota zvyšuje dodávkou tepla, kinetická energie molekul se také zvyšuje, což jim umožňuje překonat soudržnou sílu mezi nimi..

Těkavé kapaliny začnou vařit, když se jejich tlak páry rovná vnějšímu tlaku vyvíjenému na povrchu roztoku. Obě kapaliny přispívají ke složení vytvořené páry, přítomnost těkavější kapaliny je větší; tj. ten s nejnižší teplotou varu.

Většina těkavé kapaliny proto tvoří většinu vytvořeného destilátu. Proces se opakuje až do dosažení požadované čistoty nebo maximální možné koncentrace.

Index

  • 1 Proces jednoduché destilace
    • 1.1 Tým
    • 1.2 Kondenzátor
    • 1.3 Topení
  • 2 Příklady
    • 2.1 Destilace vody a alkoholu
    • 2.2 Separace kapalina-pevná látka
    • 2.3 Alkohol a glycerin
  • 3 Odkazy

Jednoduchý destilační proces

Při jednoduché destilaci se teplota roztoku zvýší, dokud nedosáhne bodu varu. V tu chvíli dochází k přechodu mezi kapalnými a plynnými stavy. To je pozorováno, když v rozpouštění začíná plynulé probublávání.

Tým

Zařízení pro provádění jednoduché destilace obvykle sestává ze zapalovače nebo topné plošky (viz obrázek); kulatá žárovzdorná skleněná baňka s ústy z matného skla, aby se umožnilo její spojení; a některé skleněné korálky (některé používají dřevěnou tyč) ke zmenšení velikosti vytvořených bublin.

Skleněné kuličky slouží jako jádra vytvářející bubliny, která umožňují kapalině pomalu vařit, což zabraňuje přehřátí, které vede k tvorbě druhu obřích bublin; je schopna vyhodit z destilačního balónu hmotnost kapaliny.

K ústí baňky je připojen žárovzdorný skleněný adaptér se třemi tryskami, které jsou vyrobeny z matného skla. Ústí je připojeno k destilační baňce, druhé ústí je připojeno ke kondenzátoru a třetí ústí je uzavřeno použitím gumové zátky..

Sestava v obrázku postrádá tento adaptér; a místo toho se umístí stejným gumovým uzávěrem teploměr a přímý konektor do kondenzátoru.

Kondenzátor

Kondenzátor je zařízení určené ke splnění funkce uvedené jeho názvem: kondenzovat páru, která se pohybuje vnitřkem. Svými horními ústy je spojen s adaptérem a jeho dolní ústí je spojeno s míčem, kde se shromažďují produkty destilace..

V případě obrazu, oni používají (ačkoli to není vždy správné) odstupňovaný válec, měřit destilovaný objem najednou \ t.

Voda, která cirkuluje vnějším pláštěm kondenzátoru, vstupuje do ní svou spodní částí a opouští nadřazenou část. Tím je zajištěno, že teplota kondenzátoru je dostatečně nízká, aby umožnila kondenzaci par produkovaných v destilační baňce.

Všechny kusy, které tvoří destilační aparát, jsou upevněny svorkami spojenými s kovovým nosičem.

Objem roztoku, který má být podroben destilaci, se umístí do kulaté baňky s vhodnou kapacitou.

Vhodné spojení se provádí pomocí grafitu nebo maziva, aby se zajistilo, že těsnění je účinné a že se zahřívá roztok. Současně se spustí průtok vody kondenzátorem.

Topení

Jak se zahřívá destilační balon, je pozorováno zvýšení teploty v teploměru, dokud nedosáhne bodu, ve kterém teplota zůstává konstantní. To zůstává i v případě, že topení pokračuje; pokud se veškerá těkavá kapalina úplně neodpaří.

Vysvětlení tohoto chování spočívá v tom, že byla dosažena teplota varu nižší složky varu kapalné směsi, ve které je tlak par roven vnějšímu tlaku (760 mm Hg)..

V tomto bodě je veškerá tepelná energie vynaložena při přechodu z kapalného stavu do plynného stavu, který zahrnuje vypršení intermolekulární kohezní síly kapaliny. Proto se přívod tepla nepromítá do zvýšení teploty.

Kapalný produkt destilace se shromažďuje v baňkách, řádně označených, jejichž objem bude záviset na objemu původně umístěném v destilační baňce..

Příklady

Destilace vody a alkoholu

K dispozici je 50% roztok alkoholu ve vodě. Vědět, že bod varu alkoholu je 78,4 ° C a bod varu vody je asi 100 ° C, může být získán čistý alkohol s jednoduchým destilačním krokem? Odpověď zní ne.

Zahřátím směsi alkoholu a vody se nejprve dosáhne bodu varu nejtěkavější kapaliny; v tomto případě alkohol. Vytvořená pára bude mít větší podíl alkoholu, ale bude také vysoká přítomnost vody v páře, protože teploty varu jsou podobné..

Kapalina získaná z destilace a kondenzace bude mít procento alkoholu vyšší než 50%. Pokud je tato kapalina podrobena postupným destilacím, může být dosaženo koncentrovaného roztoku alkoholu; ale ne čistý, protože páry budou i nadále přetahovat vodu do určité kompozice, což je známé jako azeotrop.

Kapalný produkt fermentace cukrů má procento alkoholu 10%. Tato koncentrace může být prováděna při 50%, jako v případě whisky, jednoduchou destilací.

Separace kapalina-pevná látka

Roztok soli ve vodě je tvořen kapalinou, která může být těkavá a netěkavá sloučenina s vysokou teplotou varu: sůl..

Když je roztok destilován, čistá voda může být získána v kondenzační kapalině. Mezitím budou soli na dně destilační baňky sedimentovat.

Alkohol a glycerin

Má směs ethylalkoholu s bodem varu 78,4 ° C a glycerinem s bodem varu 260 ° C. Když jsou páry vystaveny jednoduché destilaci, budou mít velmi vysoké procento alkoholu, téměř 100%..

Tak dostanete kapalinu destilovanou s procentem alkoholu, podobně jako pára. To se děje proto, že body varu kapalin jsou velmi odlišné.

Odkazy

  1. Claude Yoder (2019). Destilace Drátová chemie Zdroj: wiredchemist.com
  2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8. vydání). CENGAGE Učení.
  3. Dragani, Rachelle. (17. května 2018). Tři příklady jednoduchých destilačních směsí. Sciencing. Zdroj: sciencing.com
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2. ledna 2019). Co je destilace? Definice chemie. Citováno z: thoughtco.com
  5. Dr. Welder (s.f.). Jednoduchá destilace. Zdroj: dartmouth.edu
  6. Univerzita v Barceloně. (s.f.). Destilace Zdroj: ub.edu