Простий процес перегонки і приклади



The проста перегонка є процесом, в якому пари, що утворюються з рідини, відбираються безпосередньо в конденсатор, усередині якого знижується температура парів і відбувається його конденсація.

Він використовується для відділення летких компонентів від нелетких компонентів, присутніх в рідині. Він також використовується для розділення двох рідин, присутніх в розчині з дуже різними точками кипіння.

Проста дистиляція не є ефективним методом для розділення двох летких рідин, присутніх в розчині. Коли температура її збільшується через подачу тепла, кінетична енергія молекул також зростає, що дозволяє їм подолати когезионную силу між ними.

Летючі рідини починають закипати, коли їх тиск пари дорівнює зовнішньому тиску, що діє на поверхню розчину. Обидві рідини сприяють утворенню пари, причому наявність більш летючої рідини є більшою; тобто з найнижчою температурою кипіння.

Отже, найбільш летюча рідина становить більшу частину утвореного дистиляту. Процес повторюють до досягнення бажаної чистоти або максимально можливої ​​концентрації.

Індекс

  • 1 Процес простої перегонки
    • 1.1 Команда
    • 1.2 Конденсатор
    • 1.3 Нагрівання
  • 2 Приклади
    • 2.1 Перегонка води та спирту
    • 2.2 Розділення рідина-тверда речовина
    • 2.3 Спирт і гліцерин
  • 3 Посилання

Простий процес перегонки

При простій перегонці температура розчину збільшується до досягнення точки кипіння. У цей момент відбувається перехід між рідким і газоподібним станами. Це спостерігається, коли при розчиненні починається постійне барботаж.

Команда

Обладнання для проведення простої перегонки зазвичай складається з більш світлої або нагрівальної ковдри (див. Малюнок); кругла вогнетривка скляна колба з ротом з матового скла, щоб забезпечити його зчеплення; і деякі скляні кульки (деякі використовують дерев'яну паличку), щоб зменшити розмір утворених бульбашок.

Скляні кульки служать ядрами, що утворюють міхур, які дозволяють рідині кипіти повільно, запобігаючи перегріву, що призводить до утворення різновидів гігантських бульбашок; здатні навіть виштовхувати масу рідини з дистиляційного балона.

До гирла колби прикріплений вогнетривкий скляний адаптер з трьома насадками, які виконані з матового скла. Рот з'єднаний з дистилляционной колбою, другий рот з'єднаний з конденсатором і третій рот закритий за допомогою гумової пробки.

На зображенні в зборі відсутній цей адаптер; і замість цього, через ту ж гумову пробку розміщені термометр і прямий роз'єм до конденсатора.

Конденсатор

Конденсатор - це пристрій, призначений для виконання функції, позначеної його назвою: конденсація пари, що рухається через її інтер'єр. За його верхній гирлі приєднаний адаптер, а його нижній рот з'єднаний з кулькою, де зібрані продукти перегонки зібрані.

У випадку зображення, вони використовують (хоча це не завжди правильно) градуйований циліндр, щоб відразу виміряти дистильований об'єм.

Вода, що циркулює через зовнішню оболонку конденсатора, потрапляє до неї своєю нижньою частиною і виходить на верхню частину. Це гарантує, що температура конденсатора є достатньо низькою для конденсації парів, що утворюються в дистиляційній колбі.

Всі частини, що входять до складу дистиляційного апарату, фіксуються затискачами, з'єднаними з металевою опорою.

Об'єм розчину, що піддається дистиляції, поміщають в круглу колбу з відповідною ємністю.

Відповідні з'єднання виконуються з використанням графіту або мастила для забезпечення ефективного ущільнення і ініціювання нагрівання розчину. При цьому починається проходження води через конденсатор.

Опалення

По мірі нагрівання дистиляційного балону в термометрі спостерігається підвищення температури до досягнення точки, в якій температура залишається постійною. Це залишається таким, навіть якщо нагрівання триває; якщо вся летюча рідина повністю не випарувалася.

Пояснення такої поведінки полягає в тому, що температура кипіння нижньої частини кипіння рідкої суміші була досягнута, при якому тиск пари дорівнює зовнішньому тиску (760 мм рт.ст.).

У цей момент вся теплова енергія витрачається на перехід від рідкого стану в газоподібний стан, що передбачає закінчення міжмолекулярної сили когезії рідини. Тому подача тепла не призводить до підвищення температури.

Рідкий продукт перегонки збирають в колбах, належним чином позначених, об'єм яких буде залежати від обсягу, що спочатку розміщується в дистилляционной колбі.

Приклади

Перегонка води і спирту

Існує 50% розчин спирту у воді. Знаючи, що температура кипіння спирту становить 78,4 ° C, а температура кипіння води становить близько 100 ° C, чи можна отримати чистий спирт за допомогою простої стадії дистиляції? Відповідь: ні.

При нагріванні спиртово-водної суміші спочатку досягається температура кипіння найбільш летючої рідини; в даному випадку алкоголю. Утворюється пара буде мати більшу частку спирту, але також буде висока присутність води в парі, так як точки кипіння схожі..

Рідина, зібрана при перегонці і конденсації, матиме відсоток спирту, що перевищує 50%. Якщо цю рідину піддають послідовній перегонці, можна досягти концентрованого спиртового розчину; але не чистий, оскільки пари продовжуватимуть тягнути воду до певної композиції, утворюючи те, що відомо як азеотроп

Рідкий продукт ферментації цукрів має процентний вміст спирту 10%. Цю концентрацію можна переносити на 50%, як у випадку з віскі, шляхом простої перегонки.

Рідина-тверде поділ

Розчин солі у воді утворюється рідиною, яку можна випаровувати, і нелетким з'єднанням з високою температурою кипіння: сіль.

Коли розчин переганяють, чисту воду можна отримати в рідині конденсації. Між тим, на дні перегонной колби солі будуть осаджуватися.

Алкоголь і гліцерин

Вона має суміш етилового спирту з температурою кипіння 78,4 ºC і гліцерином з температурою кипіння 260 ºC. Під час простої перегонки утворюється пара буде мати дуже високий відсоток спирту, близького до 100%.

Таким чином ви отримаєте дистильовану рідину з часткою спирту, подібною до пари. Це відбувається тому, що точки кипіння рідин дуже різні.

Список літератури

  1. Клод Йодер (2019). Дистиляція Дротова хімія Отримано з: wiredchemist.com
  2. Уіттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е изд.). CENGAGE Навчання.
  3. Драгани, Рейчел. (17 травня 2018). Три приклади простих дистиляційних сумішей. Наука. Отримано з: sciencing.com
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2 січня 2019). Що таке дистиляція? Визначення хімії. Отримано з: thoughtco.com
  5. Доктор Вельдер (s.f.). Проста перегонка. Отримано з: dartmouth.edu
  6. Університет Барселони. (s.f.). Дистиляція Отримано з: ub.edu