İçerik
Meyveyi alkol yapmak için mayalarken, sıvı karışımını parçalarını izole etmek için distile edebilirsiniz. Bu damıtma yöntemi, fermantasyon gibi bir işlemde sıvıyı oluşturan farklı bileşimlerden yararlanır. Kimyacılar, ham petrolün bileşenlerinin ayrılması da dahil olmak üzere çözücüleri ve diğer sıvı reaksiyon ürünlerini saflaştırmak için bu işlemleri büyük ölçüde kullanırlar.
Damıtma Aparatı
Damıtma grafikleri size sıvıların bileşenlerini ayıran damıtma deneyleriyle ölçülen miktarları gösterir. Bu deneyler kullanır kesirli damıtma sütunları buharların sıcaklığını belirlemek için sütunun tepesinde bir termometreli yuvarlak tabanlı bir şişeye sıvı damlamasını sağlayan bir sütundan oluşur.
Bir diyagonal sıvı haznesi, hazneden uzağa doğru uzanan üst kısmın yakınındaki kesirli sütun boyunca bir noktaya bağlanmaktadır. Bu, buharın yoğunlaşabileceği ve harici bir şişede toplayabileceği bir yüzey alanı yaratır.
Basit bir damıtma şemasından damıtma düzeneği vasıtasıyla, bir sıvı bir gaza karışır, tekrar sıvı halinde yoğunlaşır ve damıtmak istediğiniz sıvı, dış şişede toplanıncaya kadar bu işlemi sürdürür. Cihaz, şişede toplanan sıvının, kesirli kolonun, sıvı karışımın gaz şeklindeki buhar basıncının buhar basıncını göstereceği şekilde ısıtılmasıyla çalışır.
Üstteki termometre sıvının kaynama noktasını okumalıdır. Harici şişe, damıtmak istediğiniz sıvının toplanmasına izin verir ve ayrıca cihazın aşırı ısınmadan kırılmaması için bir havalandırma işlevi görür.
Yuvarlak dipli bir şişeye geri damlayan sıvı ile kesirli kolondan çıkan buhar arasındaki teması maksimize ederek sıcaklığı çok dikkatli bir şekilde kontrol edin. Bazen kesirli sütun, temas yüzeyini en üst düzeye çıkarmak için cam boncuklara veya iç kısımlardan çıkıntı yapan seviyelere sahiptir. Bunun gerçekleştiği sıcaklığı bulmak için termometreyi kullanarak sıcaklığı takip edin. Karışımdaki sıvıların buhar basınçlarına son vermelisiniz.
Cihaz kurulumu, karışımın karışımda daha düşük bir kaynama noktasına sahip buhar basıncının, daha yüksek bir kaynama noktasına sahip olanın buhar basıncından daha büyük olmasını garanti eder. Bu aynı zamanda kaynama noktasını, buhar basıncının açık bir kapta bulunan bir sıvı için atmosferik basınca eşit olduğu sıcaklık olarak tanımlamanızı sağlar. Bu, karışımın veya bileşiğin sıvı formunun bir gaza kaynadığı en düşük sıcaklıktır. Bu fraksiyonel damıtma yöntemleri onları kimyasal bileşiklerin üretilmesinde endüstriyel ortamlarda yararlı kılar.
Basit Damıtma Grafiği
Ayrıca, bileşiğin iki veya daha fazla bileşeninin kaynama noktasını belirlemek için sıvının sıcaklığını, sıvı-buhar karışımını ve buharın kendisinin grafiğini çizmek için bir mol fraksiyonu olarak damıtılmış gazın fraksiyonunu kullanabilirsiniz. . Birçok damıtma aparatı kurulumu, deneyin ısıtması boyunca sıcaklığı otomatik olarak ölçecektir. Bu size zamanla Excel veya başka bir yazılım kullanarak kolayca çizilebilen sürekli bir veri noktası kümesi verebilir.
Eğri size bunu söyler, çünkü buhar ısınır ve kesirli kolondan geçerken, iki ayrı sıvı ve gaz karışımına ayrılmalıdır. Damıtma işlemi boyunca sıcaklığı kaydederek, bileşiklerin kaynama noktasına dayanarak gerçekte ne olduğunu anlayabilirsiniz.
Veya bilinen bir bileşiğin kaynama noktasını belirlemek için aynı işlemi kullanabilirsiniz. İşlem, yuvarlak dipli şişeyi etkileyen ısı kaynağıyla elde edebileceğiniz sıcaklıklarla sınırlıdır.
Hacim vs sıcaklık
Basit distilasyon grafiği, karışımın hacmine karşı karışım sıcaklığının veya her iki veya tüm gazların sıcaklığının kesiştiği noktalarla birlikte gazın her bir bileşeninin kaynama noktasını belirlediği bir damıtma grafiği göstermelidir. Bu bileşim eğrisi, gaz veya sıvı karışımını ayırmak için uygun cihaz kurulumunu ve sıcaklığını çözmenizi sağlar. Size hangisinin seçmenler için en net kaynama noktası fikrini verdiğini bulmak için farklı türden kesirli sütunlarla deneyler yapabilirsiniz.
Basit damıtma grafiği, basit damıtma teorisini izler. Basit damıtma Gaz, bir kez sıvının içinde yoğunlaştığı için, kaynama noktalarına sahip olanları birbirinden ayırt edecek kadar sıvı veya gazlar üzerinde gerçekleştirmeniz gerekir.
Çoklu yoğuşma adımlarının kullanılması denir kademeli damıtmave bu durumda, hacim-sıcaklık ile ilgili kesirli bir damıtma grafiği kullanırsınız. Diğer sıvılar ve karışımlar için teorik kurulumları bulmak için ekstrapolate edebilirsiniz, çünkü kurulumda daha fazla boncuk veya plaka bulundurmak, karışımı ayırmak için harcanan zamanı arttırırken ayırma yöntemini teorik olarak iyileştirmelidir.
Basit Damıtma Teorisi
Deneylerle damlayan karışımlar saf numuneler üretmez, ancak ölçtüğünüz farklı karışımlarda safsızlıklara neden olur. Bu, denklemlerin damıtılmasından elde edilen deneysel sonuçları açıklamak için ve daha önce gaz ve sıvıların bileşimi hakkında önceden belirlenmiş verilere dayanan tahminlerden yararlanabileceğiniz anlamına gelir. Raoults yasası ve Dalton yasası size basit damıtma teorisinin bu oranlarını ölçme yolları sunar.
Kaynama ile yoğuşma arasında geçiş yapan bu buharın kesin bileşimi aşağıdaki gibidir Raoults yasasıbu, bir bileşiğin buhar basıncının bir çözelti içinde olduğunda azaldığını ve molar bileşim ile ilişkili olabileceğini belirtir. Denklem PbirP =Öbir x χbir Size belirli bir bileşenin A kısmi basıncının uygulandığını söyler Pbir Bileşenin yüzdesi için üretilir PÖbir ve A "chi" nin mol oranı χbir.
Kısmi basınç, bir karışımın kurucu gazının, karışımın bütün hacmine aynı sıcaklıkta sahip olması durumunda sahip olacağı basınçtır. Bu, elden önceki mol oranını biliyorsanız, ne kadar gazın bulunması gerektiğini belirlemenizi sağlar.
Sonra kullanabilirsiniz Dalton kanunu bu, bir gaz karışımının toplam basıncının, onu oluşturan kısmi basınçların toplamına eşit olduğunu belirtir. Gaz parçacıklarının nasıl hareket ettiği ve birbiriyle etkileşime girdiği teorisi bunu açıklar.
Çözeltinin sıcaklığını ve bileşiğin kaynama noktasını kullanarak bir bileşiğin buhar basıncını tanımlayabilirsiniz, çünkü sıcaklık arttığında, gaz moleküllerinin çoğu, reaksiyona izin verecek şekilde uygun bir yönelimde birbirlerine çarpacak kadar kinetik enerjiye sahip olacaktır. meydana gelmek. Partikülleri sıvı fazda bir arada tutacak moleküller arası kuvvetleri aşmak için buna ihtiyaç duyarlar.
Sanayide Damıtma
Kaynama noktası ve bileşiklerin gaz özellikleri üzerindeki araştırmalara ek olarak, damıtma, endüstri genelinde birçok uygulamada kendisini yararlı bulmaktadır. Yağ, su ve yakıtta kullanılan metan gibi diğer bileşenler arasındaki reaksiyonların çalışılmasında ve oluşturulmasında kullanılır. Gıda bilimcileri ve üreticileri içki, bira ve farklı şarap türlerini yapmak için kullanabilirler. Damıtma teknikleri kozmetik endüstrisinde, ilaç ilaçlarında ve diğer kimyasal üretim yöntemlerinde pratik kullanım bulmuştur.
Bu teknik, tungsten filamentinin hasar görmesini önlemek ve ampullerde yanma sağlamak için ampullerde bile kullanılır. Bunu ampul üretmek için gerekli gazları üretmek için havayı ayırarak yaparlar. Bu damıtma yöntemleri ayırma için teori ve deneysel yöntemleri takip eder.