Sådan sammensættes en destillationskurve

Når du gærer frugt for at fremstille alkohol, kan du destillere den flydende blanding for at isolere dele af den. Denne destillationsmetode drager fordel af de forskellige sammensætninger, der udgør væsken i en proces som gæring. Kemikere gør stor brug af disse processer til oprensning af opløsningsmidler og andre produkter med flydende reaktioner, herunder adskillelse af komponenterne i råolie.

Destillationsgrafer viser dig de målte mængder gennem destillationseksperimenter, der adskiller bestanddele af væsker. Disse eksperimenter brugerbrøkdestillationskolonnerbestående af en søjle, der lader væske dryppe ned i en rundbundet kolbe med et termometer øverst i søjlen for at bestemme dampens temperatur.

Et diagonalt væskekammer forbinder til et punkt langs den fraktionerede søjle nær toppen, der strækker sig væk fra kammeret. Dette skaber et overfladeareal, hvorpå dampen kan kondensere og samles i en ekstern kolbe.

Gennem destillationsopsætningen fra et simpelt destillationsdiagram koger en væske ind i en gas og kondenserer tilbage i en væske og fortsætter denne proces, indtil den væske, du vil destillere, samles i den eksterne kolbe. Apparatet fungerer ved at opvarme væsken, der opsamles i kolben, således at den fraktionerede søjle fortæller dig damptrykket i gasformen i den flydende blanding.

Termometeret øverst skal aflæse væskens kogepunkt. Den eksterne kolbe lader væsken samle, som du vil destillere, og fungerer også som en udluftning, så apparatet ikke går i stykker ved overophedning.

Kontroller temperaturen meget omhyggeligt ved at maksimere kontakten mellem væsken, der drypper tilbage i den runde bundkolbe, og dampen, der stiger gennem brøkkolonnen. Undertiden har fraktionssøjlen glasperler eller niveauer, der stikker ud fra de indvendige sider for at maksimere kontaktfladen. Hold styr på temperaturen ved hjælp af termometeret for at finde ud af temperaturen, hvor dette sker. Du skal ende med dampens tryk på væskerne i blandingen.

Apparatets opsætning garanterer, at damptrykket af forbindelsen med et lavere kogepunkt i blandingen er større end damptrykket for det med et højere kogepunkt. Dette giver dig også mulighed for at definere kogepunktet som den temperatur, hvor damptrykket er lig med atmosfærisk tryk for en væske i en åben beholder. Dette er den laveste temperatur, hvor den flydende form af blandingen eller forbindelsen koger ind i en gas. Disse fremgangsmåder til fraktioneret destillation gør dem nyttige i industrielle omgivelser til fremstilling af kemiske forbindelser.

Du kan også bruge fraktionen af ​​gassen, der destilleres som en molfraktion, til at tegne en graf over temperaturen på væske, væske-damp-blandingen og selve dampen til bestemmelse af kogepunktet for de to eller flere komponenter i forbindelse. Mange destillationsapparatopsætninger måler automatisk temperaturen gennem hele opvarmningen af ​​eksperimentet. Dette kan give dig et kontinuerligt sæt datapunkter over tid, der let kan tegnes ved hjælp af Excel eller anden software.

Kurven fortæller dig dette, da dampen opvarmes og passerer gennem den brøkdelte søjle, så den skal adskilles i de to separate blandinger af væsker og gasser. Ved at registrere temperaturen gennem destillationsprocessen kan du finde ud af, hvad forbindelserne faktisk er baseret på kogepunktet.

Eller du kan bruge den samme proces til at bestemme kogepunktet for en kendt forbindelse. Processen er dog begrænset af de temperaturer, du kan opnå med varmekilden, der påvirker rundbundet kolbe.

Den enkle destillationsgraf skal vise dig en destillationsgraf over blandingens volumen og temperatur de punkter, hvor temperaturen på begge eller alle gasser skærer hinanden, lokaliserer kogepunktet for hver komponent i gas. Denne sammensætningskurve giver dig mulighed for at finde ud af den passende apparaturopsætning og temperatur til at adskille gas- eller væskeblandingen. Du kan eksperimentere med forskellige typer brøkkolonner for at finde ud af, hvilken der giver dig den klareste idé om kogepunktet for bestanddelene.

Den enkle destillationsgraf følger den enkle destillationsteori.Enkel destillationbetyder, at gassen kondenserer til væske en gang, så du skal udføre den på væsker eller gasser, der har kogepunkter langt nok fra hinanden til at skelne dem.

Brug af flere trin af kondens kaldesfraktioneret destillation, og i dette tilfælde vil du bruge en brøkdel destillationsgraf af volumen vs. temperatur. Du kan ekstrapolere for at finde ud af teoretiske opsætninger for andre væsker og blandinger, fordi du har flere perler eller plader i opsætningen skulle teoretisk forbedre separationsmetoden og samtidig øge den tid, det tager at adskille blandingen.

Blandinger, der destilleres gennem eksperimenter, producerer ikke rene prøver, men resulterer i urenheder i de forskellige blandinger, du måler. Dette betyder, at du kan bruge ligninger til at forklare eksperimentelle resultater fra destillation såvel som fra forudsigelser baseret på tidligere etablerede data om sammensætningen af ​​gasser og væsker. Raoults lov og Daltons lov giver dig måder at måle disse andele af simpel destillationsteori på.

Den nøjagtige sammensætning af den damp, der skifter mellem kogning og kondensering, følgerRaoults lov, som siger, at damptrykket af en forbindelse falder, når det er i en opløsning og kan relateres til den molære sammensætning. Ligningen

fortæller dig, at partialtrykket for en bestemt komponent AP_ENproduceres for procentdelen af ​​komponentenP​^o_EN og molfraktionen af ​​A "chi"χ​_EN.

Deltrykket er det tryk, som en bestanddel af en blanding ville have, hvis den havde hele blandingsvolumenet ved den samme temperatur. Dette giver dig mulighed for at bestemme, hvor meget af en gas der skal være til stede, hvis du kender molfraktionen før hånden.

Du kan derefter brugeDaltons lovsom siger, at det samlede tryk for en gasblanding er lig summen af ​​det delvise tryk, der udgør den. Teorien om, hvordan gaspartikler bevæger sig og interagerer med hinanden, forklarer dette.

Du kan beskrive damptrykket på en forbindelse ved hjælp af temperaturen i opløsningen og forbindelsens kogepunkt, fordi når Hvis temperaturen stiger, vil flere af gasmolekylerne have tilstrækkelig kinetisk energi til at ramme hinanden i en passende retning for at lade reaktion forekommer. De har brug for dette for at overvinde intermolekylære kræfter, der holder partiklerne sammen i væskefasen.

Ud over forskning i forbindelsers kogepunkt og gasformige egenskaber finder destillation sig nyttig i mange applikationer på tværs af industrien. Det bruges til at studere og danne reaktioner mellem olie, vand og andre komponenter såsom metan, der bruges i brændstof. Fødevareforskere og producenter kan bruge det til at fremstille spiritus, øl og forskellige typer vin. Destillationsteknikker har fundet praktisk anvendelse i industrier af kosmetik, farmaceutiske lægemidler og andre kemiske fremstillingsmetoder.

Teknikken bruges endda i pærer til at forhindre, at wolframfilamentet beskadiges og give glød i pærerne. De gør dette ved at adskille luften for at producere de gasser, der er nødvendige for at fremstille pærer. Disse destillationsmetoder følger teori og eksperimentelle metoder til adskillelse.