Enkel destillationsprocess och exempel



den enkel destillation är en process där de ångor som produceras från en vätska tas direkt till en kondensor, inuti vilken temperaturen av ångorna slocknar och dess kondensation äger rum.

Det används för att separera en flyktig komponent från de icke flyktiga komponenter som finns i en vätska. Det används också för separation av två vätskor som finns i en lösning med mycket olika kokpunkter.

Enkel destillation är inte en effektiv metod för separation av två flyktiga vätskor närvarande i en lösning. När temperaturen ökar genom värmeförsörjningen ökar också molekylernas kinetiska energi vilket gör att de kan övervinna den sammanhängande kraften mellan dem.

Flyktiga vätskor börjar koka när deras ångtryck motsvarar det yttre trycket som utövas på ytan av lösningen. Båda vätskorna bidrar till sammansättningen av den bildade ångan, närvaron av den mer flyktiga vätskan är större; det vill säga den som har den lägsta kokpunkten.

Därför utgör den mest flyktiga vätskan upp det mesta destillatet som bildas. Processen upprepas tills den når en önskad renhet eller den maximala möjliga koncentrationen.

index

  • 1 Process med enkel destillation
    • 1.1 Team
    • 1.2 kondensor
    • 1.3 Uppvärmning
  • 2 exempel
    • 2.1 Destillation av vatten och alkohol
    • 2.2 Vätske-fast separering
    • 2.3 Alkohol och glycerin
  • 3 referenser

Enkel destillationsprocess

Vid enkel destillation ökas temperaturen i en lösning tills den når sin kokpunkt. Vid det tillfället förekommer övergången mellan de flytande och gasformiga tillstånden. Detta observeras när en konstant bubbling börjar i upplösningen.

utrustning

Utrustningen för att genomföra den enkla destillationen består vanligen av en tändare eller en värmefilm (se bild); en rund eldfast glasflaska med frostat glasmunstycke för att tillåta dess koppling; och några glaspärlor (vissa använder en träpinne) för att minska storleken på de bildade bubblorna.

Glaspärlorna fungerar som bubbelbildande kärnor, vilket gör att vätskan kan koka långsamt och förhindra överhettning som resulterar i bildandet av en slags jättebubblor. kapabel till och med att spruta ut en massa vätska ur destillationsballongen.

Ansluten till kolven är en eldfast glasadapter med tre munstycken, som är gjorda av frostat glas. En mun är kopplad till destillationskolven, en andra mun är kopplad till kondensorn och den tredje munen är stängd genom användning av en gummipropp.

På bilden saknar sammansättningen denna adapter; och istället, genom samma gummipropp, placeras termometern och en direkt kontakt till kondensorn.

kondensor

Kondensatorn är en apparat som är utformad för att uppfylla den funktion som anges med dess namn: för att kondensera ångan som rör sig genom dess inre. Vid sin övre mun är den kopplad till adaptern och med sin nedre mun ansluten till en boll där produkterna från destillationen samlas.

När det gäller bilden använder de (även om det inte alltid är korrekt) en graderad cylinder för att mäta den destillerade volymen samtidigt.

Vattnet som cirkulerar genom kondensorns yttermantel, går in i detta genom sin underlägsna del och lämnar den överlägsna delen. Detta säkerställer att kondensatorns temperatur är tillräckligt låg för att möjliggöra kondensering av de ångor som produceras i destillationskolven.

Alla bitar som utgör destillationsapparaten är fixerade av klämmor kopplade till en metallbärare.

En volym av lösningen som skall utsättas för destillationen placeras i rundkolven med lämplig kapacitet.

De lämpliga anslutningarna görs med grafit eller fett för att säkerställa att tätningen är effektiv och uppvärmning av lösningen initieras. Samtidigt startas vattenpassagen genom kondensorn.

uppvärmning

När uppvärmningen av destillationsballongen fortskrider, observeras en temperaturökning i termometern tills den når en punkt vid vilken temperaturen förblir konstant. Detta förblir så även om värmen fortsätter; såvida inte alla flyktiga vätskor har avdunstats helt.

Förklaringen på detta beteende är att kokpunkten för den lägre kokande komponenten i vätskeblandningen har uppnåtts, där dess ångtryck är lika med yttrycket (760 mm Hg).

Vid denna tidpunkt spenderas all värmeenergi i förändringen från vätsketillståndet till gasformigt tillstånd som innebär att vätskans intermolekylära kohesionskraft upphör att gälla. Därför omvandlas värmeförsörjningen inte till en temperaturökning.

Vätskeprodukten från destillationen uppsamlas i kolvar, märkta på rätt sätt, vars volymer beror på volymen som ursprungligen placerades i destillationskolven.

exempel

Destillation av vatten och alkohol

Det finns en 50% alkohol-i-vatten-lösning. Att veta att kokpunkten för alkohol är 78,4 ° C och kokpunkten för vattnet är ca 100 ° C, kan man då få en ren alkohol med ett enkelt destillationssteg? Svaret är nej.

Genom uppvärmning av alkohol-vattenblandningen uppnås initialt kokpunkten för den mest flyktiga vätskan; i detta fall alkohol. Den bildade ångan kommer att ha en större andel alkohol, men det kommer också att finnas en hög närvaro av vatten i ångan, eftersom kokpunkten är lika..

Vätskan som samlas upp från destillationen och kondensationen kommer att ha en alkoholandel som är större än 50%. Om denna vätska utsätts för successiva destillationer kan en koncentrerad alkohollösning nås; men inte ren, eftersom ångorna fortsätter att dra vatten till en viss komposition, bildande det som kallas en azeotrop

Den flytande produkten av fermenteringen av sockerarter har en procentandel alkohol på 10%. Denna koncentration kan bäras vid 50%, såsom i fallet med Whisky, genom enkel destillation.

Vätska-fast separation

En lösning av ett salt i vatten bildas av en vätska som kan förflyktas och en icke flyktig förening med hög kokpunkt: saltet.

När lösningen destilleras kan rent vatten erhållas i kondensvätskan. Under tiden kommer salterna sedimentera i botten av destillationskolven.

Alkohol och glycerin

Den har en blandning av etylalkohol, med en kokpunkt på 78,4 ºC och glycerin, med en kokpunkt på 260 ºC. När den utsätts för enkel destillation kommer den bildade ångan att ha en mycket hög andel alkohol, nära 100%.

Så du får en vätska destillerad med en procentandel alkohol, som liknar ånga. Detta händer eftersom kokpunktarna hos vätskor är väldigt olika.

referenser

  1. Claude Yoder (2019). Destillation. Wired Chemistry Hämtad från: wiredchemist.com
  2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
  3. Dragani, Rachelle. (17 maj 2018). Tre exempel på enkla destillationsblandningar. Sciencing. Hämtad från: sciencing.com
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2 januari 2019). Vad är destillation? Kemiska definition. Hämtad från: thoughtco.com
  5. Dr Welder (N.D.). Enkel destillation. Hämtad från: dartmouth.edu
  6. University of Barcelona. (N.D.). Destillation. Hämtad från: ub.edu