Paprastas distiliavimo procesas ir pavyzdžiai



The paprastas distiliavimas yra procesas, kurio metu iš skysčio susidarantys garai patenka tiesiai į kondensatorių, kuriame garų temperatūra nukrenta ir kondensacija vyksta.

Jis naudojamas lakiųjų komponentų atskyrimui nuo skystyje esančių lakiųjų komponentų. Jis taip pat naudojamas dviejų skysčių atskyrimui tirpale, turinčiuose labai skirtingas virimo temperatūras.

Paprastas distiliavimas nėra veiksmingas dviejų tirpaluose esančių lakiųjų skysčių atskyrimo metodas. Kai šilumos temperatūra padidėja, molekulių kinetinė energija taip pat didėja, o tai leidžia jiems įveikti darnią jėgą tarp jų.

Lakieji skysčiai pradeda virti, kai jų garų slėgis yra lygus išoriniam slėgiui, veikiamam tirpalo paviršiui. Abu skysčiai prisideda prie susidariusio garo sudėties, tuo tarpu lakesnis skystis yra didesnis; tai yra mažiausia virimo temperatūra.

Todėl labiausiai lakus skystis sudaro didžiąją dalį susidariusio distiliato. Procesas kartojamas tol, kol pasiekiamas norimas grynumas arba didžiausia galima koncentracija.

Indeksas

  • 1 Paprasto distiliavimo procesas
    • 1.1 Komanda
    • 1.2 Kondensatorius
    • 1.3 Šildymas
  • 2 Pavyzdžiai
    • 2.1 Vandens ir alkoholio distiliavimas
    • 2.2 Skystas-kietas atskyrimas
    • 2.3 Alkoholis ir glicerinas
  • 3 Nuorodos

Paprastas distiliavimo procesas

Paprastai distiliuojant tirpalo temperatūra pakyla iki virimo temperatūros. Tuo metu vyksta perėjimas tarp skystų ir dujinių būsenų. Tai pastebima, kai pradeda tirpti pastovus burbuliavimas.

Komanda

Paprastą distiliavimą atliekanti įranga paprastai susideda iš žiebtuvėlių arba šildymo antklodės (žr. Paveikslėlį); apvalią ugniai atsparią stiklinę kolbą su matiniu stiklu, kad būtų galima jį sukabinti; ir kai kurie stiklo karoliukai (kai kurie naudoja medinę lazdą), kad sumažintų susidariusių burbuliukų dydį.

Stiklo karoliukai yra burbuliukų formavimo šerdys, kurios leidžia skysčiui virti lėtai, užkertant kelią perkaitimui, dėl kurio susidaro milžiniški burbuliukai; sugeba net išleisti distiliavimo baliono skysčio masę.

Prie kolbos burnos pritvirtintas ugniai atsparus stiklo adapteris su trimis antgaliais, pagamintais iš matinio stiklo. Į distiliavimo kolbą sujungiama burna, antroji burna yra sujungta su kondensatoriumi, o trečioji burna uždaryta naudojant guminį kamštį..

Atvaizde nėra šio adapterio; vietoj to, per tą patį guminį kamštį įterpiamas termometras ir tiesioginė jungtis prie kondensatoriaus.

Kondensatorius

Kondensatorius yra įtaisas, sukurtas vykdyti jo pavadinimu nurodytą funkciją: kondensuoti garą, judantį per jo vidų. Iki viršutinės burnos yra prijungtas prie adapterio, o apatinėje burnoje jis yra sujungtas su rutuliu, kuriame surenkami distiliavimo produktai..

Vaizdo atveju jie naudoja (nors ir ne visada teisingą) matavimo cilindrą, kad išmatuotų distiliuotą tūrį vienu metu.

Vanduo, kuris cirkuliuoja per kondensatoriaus išorinę apvalkalą, įeina į jo žemesnę dalį ir palieka viršutinę dalį. Tai užtikrina, kad kondensatoriaus temperatūra būtų pakankamai maža, kad būtų galima kondensuoti distiliavimo kolboje susidariusius garus.

Visi distiliavimo aparatą sudarančios detalės yra pritvirtintos prie metalinio laikiklio prijungtų spaustuvų.

Distiliuotam tirpalo tūris dedamas į tinkamos talpos apvalią kolbą.

Tinkamos jungtys gaminamos naudojant grafitą arba tepalą, kad būtų užtikrintas efektyvus sandarinimas ir pradėtas tirpalo kaitinimas. Tuo pačiu metu pradedamas vandens patekimas per kondensatorių.

Šildymas

Kai distiliavimo balionas šildomas, termometre pastebimas temperatūros padidėjimas, kol pasiekiamas taškas, kuriame temperatūra išlieka pastovi. Tai išlieka, net jei šildymas tęsiasi; nebent visas lakus skystis visiškai išgaruoja.

Šio elgesio paaiškinimas yra tas, kad pasiekiamas žemesnio verdančio skysčio mišinio komponento virimo taškas, kuriame jo garų slėgis yra lygus išoriniam slėgiui (760 mm Hg)..

Šiuo metu visa šilumos energija yra išleidžiama perėjimui iš skystos būsenos į dujinę būseną, kuri apima tarpmolekulinės sanglaudos jėgos pasibaigimą. Todėl šilumos tiekimas nesukelia temperatūros padidėjimo.

Skystas distiliavimo produktas surenkamas į kolbas, tinkamai paženklintas etiketėmis, kurių tūris priklausys nuo iš pradžių į distiliavimo kolbą patalpinto tūrio..

Pavyzdžiai

Vandens ir alkoholio distiliavimas

Yra 50% alkoholio ir vandens tirpalas. Žinant, kad alkoholio virimo temperatūra yra 78,4 ° C ir vandens virimo temperatūra yra apie 100 ° C, ar galima gauti gryną alkoholį su paprastu distiliavimo etapu? Atsakymas yra ne.

Įkaitinus alkoholio ir vandens mišinį, iš pradžių pasiekiama labiausiai lakiųjų skysčių virimo temperatūra; šiuo atveju alkoholis. Susidaręs garas turi didesnę alkoholio dalį, tačiau garuose bus didelis vandens kiekis, nes virimo taškai yra panašūs..

Skystis, surinktas iš distiliavimo ir kondensacijos, turi didesnį nei 50% alkoholio procentą. Jei šis skystis yra iš eilės distiliuotas, galima pasiekti koncentruotą alkoholio tirpalą; bet ne grynas, nes garai toliau traukia vandenį į tam tikrą kompoziciją, kuri sudaro tai, kas žinoma kaip azeotropas

Skystas cukraus fermentacijos produktas turi 10% alkoholio. Ši koncentracija gali būti atliekama 50%, kaip ir viskio atveju, paprastu distiliavimu.

Skystas-kietas atskyrimas

Druskos tirpalas vandenyje susidaro skystį, kuris gali būti lakus, ir lakiųjų junginių, kurių virimo temperatūra yra aukšta: druska.

Kai tirpalas distiliuotas, kondensacijos skystyje galima gauti gryną vandenį. Tuo tarpu druskos distiliavimo kolbos apačioje nusėda.

Alkoholis ir glicerinas

Jame yra etilo alkoholio, kurio virimo temperatūra yra 78,4 ° C, ir glicerino mišinys, kurio virimo temperatūra yra 260 ° C. Paprastai distiliuojant susidariusio garo alkoholio kiekis yra labai didelis, beveik 100%..

Taigi jūs gausite skystį, distiliuotą alkoholiu, panašų į garą. Taip atsitinka todėl, kad skysčių virimo taškai yra labai skirtingi.

Nuorodos

  1. Claude Yoder (2019). Distiliavimas Laidinė chemija Gauta iš: wiredchemist.com
  2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemija (8-asis red.). Mokymosi mokymas.
  3. Dragani, Rachelle. (2018 m. Gegužės 17 d.). Trys paprastų distiliavimo mišinių pavyzdžiai. Moksliniai tyrimai. Gauta iš: sciencing.com
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019 m. Sausio 2 d.). Kas yra distiliavimas? Chemijos apibrėžimas. Gauta iš: thinkco.com
  5. Dr Suvirintojas (s.f.). Paprastas distiliavimas. Gauta iš: dartmouth.edu
  6. Barselonos universitetas. (s.f.). Distiliavimas Gauta iš: ub.edu