Когато ферментирате плодове, за да направите алкохол, можете да дестилирате течната смес, за да изолирате части от нея. Този метод на дестилация се възползва от различните състави, които съставят течността в процес като ферментация. Химиците широко използват тези процеси за пречистване на разтворители и други продукти от течни реакции, включително отделяне на компонентите на суровия нефт.
Апарат за дестилация
Графиките на дестилация ви показват количествата, измерени чрез експерименти с дестилация, които отделят съставните части на течностите. Тези експерименти използватфракционни дестилационни колонисъстояща се от колона, която позволява на течността да капе в колба с кръгло дъно с термометър в горната част на колоната, за да се определи температурата на парите.
Диагонална течна камера се свързва с точка по фракционната колона близо до върха, която се простира от камерата. Това създава повърхност, върху която парите могат да се кондензират и събират във външна колба.
Чрез настройката за дестилация от проста диаграма на дестилация течността кипи в газ, кондензира обратно в течност и продължава този процес, докато течността, която искате да дестилирате, се събере във външното колба. Апаратът работи чрез нагряване на течността, която се събира в колбата, така че фракционната колона ви съобщава за парното налягане на газовата форма на течната смес.
Термометърът отгоре трябва да отчита точката на кипене на течността. Външната колба позволява на течността да се събере, която искате да дестилирате, а също така служи като отдушник, така че апаратът да не се счупи от прегряване.
Контролирайте температурата много внимателно, като увеличите максимално контакта между течността, която капе обратно в колбата с кръгло дъно, и парите, които се издигат през фракционната колона. Понякога фракционната колона има стъклени мъниста или нива, изпъкнали от вътрешните страни, за да увеличат максимално повърхността на контакта. Следете температурата с помощта на термометъра, за да разберете температурата, при която това се случва. В крайна сметка трябва да получите налягането на парите на течностите в сместа.
Настройката на апарата гарантира, че парното налягане на съединението с по-ниска точка на кипене в сместа е по-голямо от парното налягане на тази с по-висока точка на кипене. Това също ви позволява да дефинирате точката на кипене като температурата, при която налягането на парите е равно на атмосферното налягане за течност в отворен съд. Това е най-ниската температура, при която течната форма на сместа или съединението кипи в газ. Тези методи за фракционна дестилация ги правят полезни в промишлени условия за производство на химични съединения.
Графика на проста дестилация
Можете също така да използвате фракцията на газа, която е дестилирана като молна фракция, за да начертаете графика на температурата на течност, сместа течност-пара и самата пара, за да се определи точката на кипене на двата или повече компонента на съединение. Много дестилационни апарати автоматично измерват температурата по време на нагряването на експеримента. Това може да ви осигури непрекъснат набор от точки от данни с течение на времето, които лесно могат да бъдат графирани с помощта на Excel или друг софтуер.
Кривата ви казва това, тъй като, докато парата се нагрява и преминава през фракционната колона, тя трябва да се отдели на двете отделни смеси от течности и газове. Като записвате температурата през целия процес на дестилация, можете да разберете какво всъщност са съединенията въз основа на точката на кипене.
Или можете да използвате същия процес, за да определите точката на кипене на известно съединение. Процесът обаче е ограничен от температурите, които можете да постигнете с източника на топлина, засягащ колбата с кръгло дъно.
Обем спрямо температура
Простата дестилационна графика трябва да ви покаже дестилационна графика на обема спрямо температурата на сместа с точките, в които температурата на двата или всички газове се пресичат, определят точката на кипене на всеки компонент на газ. Тази крива на състава ви позволява да разберете подходящата настройка на апарата и температурата за разделяне на сместа от газ или течност. Можете да експериментирате с различни типове фракционни колони, за да разберете коя ви дава най-ясната представа за точката на кипене за съставните елементи.
Графиката за проста дестилация следва проста теория за дестилация.Обикновена дестилацияозначава, че газът се кондензира в течност веднъж, така че трябва да го извършите върху течности или газове, които имат точки на кипене достатъчно далеч една от друга, за да ги различите.
Използва се множество стъпки на кондензацияфракционна дестилацияи в този случай бихте използвали графика на фракционна дестилация на обем срещу температура. Можете да екстраполирате, за да разберете теоретични настройки за други течности и смеси, защото имате повече мъниста или плочи в инсталацията теоретично трябва да подобри метода на разделяне, като същевременно се увеличи времето, необходимо за отделяне на сместа.
Теория на простата дестилация
Смесите, които се дестилират чрез експерименти, не дават чисти проби, но водят до примеси в различните смеси, които измервате. Това означава, че можете да използвате уравнения, за да обясните експериментални резултати от дестилация, както и от прогнози, основани на предварително установени данни за състава на газовете и течностите. Законът на Раул и законът на Далтън ви дават начини за измерване на тези пропорции на проста теория за дестилация.
Следва точния състав на тази пара, която превключва между кипене и кондензацияЗаконът на Раул, който гласи, че парното налягане на съединението намалява, когато е в разтвор и може да бъде свързано с моларния състав. Уравнението
P_A = P_A ^ o \ пъти \ chi_A
ви казва, че парциалното налягане на определен компонент APAсе произвежда за процента на компонентаPoA и молната част на "чи"χA.
Парциалното налягане е налягането, което би имал съставният газ на сместа, ако тя има целия обем на тази смес при същата температура. Това ви позволява да определите колко газ трябва да присъства, ако знаете молната фракция преди ръка.
След това можете да използватеЗаконът на Далтънкойто гласи, че общото налягане на газова смес се равнява на сумата от парциалните налягания, които я съставят. Теорията за това как частиците газ се движат и взаимодействат помежду си обяснява това.
Можете да опишете налягането на парите на съединението, като използвате температурата на разтвора и точката на кипене на съединението, защото кога повишаване на температурата, повече от газовите молекули ще имат достатъчно кинетична енергия, за да се ударят една в друга в подходяща ориентация, за да позволят на реакция. Те се нуждаят от това, за да преодолеят междумолекулните сили, които биха задържали частиците заедно в течната фаза.
Дестилация в промишлеността
В допълнение към изследванията върху точката на кипене и газообразните свойства на съединенията, дестилацията се оказва полезна в много приложения в индустрията. Използва се при изучаване и формиране на реакции между масло, вода и други компоненти като метан, които се използват в горивото. Учените и производителите на храни могат да го използват за приготвяне на алкохол, бира и различни видове вино. Дестилационните техники са намерили практическо приложение в козметичната промишленост, фармацевтичните лекарства и други химически методи за производство.
Техниката се използва дори в крушки за предотвратяване на повреда на волфрамовата нишка и осигуряване на блясък в крушките. Те правят това, като отделят въздуха, за да произвеждат газовете, необходими за производството на крушки. Тези дестилационни методи следват теорията и експерименталните методи за разделяне.