כיצד להרכיב עקומת זיקוק

כשאתה תוסס פירות לייצור אלכוהול, אתה יכול לזקק את תערובת הנוזלים כדי לבודד חלקים ממנו. שיטת זיקוק זו מנצלת את ההרכבים השונים המרכיבים את הנוזל בתהליך כמו תסיסה. כימאים עושים שימוש רב בתהליכים אלה לטיהור ממיסים ומוצרים אחרים של תגובות נוזליות, כולל הפרדת רכיבי הנפט הגולמי.

גרפי זיקוק מראים לך את הכמויות שנמדדו באמצעות ניסויי זיקוק המפרידים בין מרכיבי נוזלים. ניסויים אלה משתמשיםעמודות זיקוק חלקיותהמורכב מעמודה המאפשרת לטפטף נוזל לתוך בקבוק תחתון עגול עם מדחום בראש העמוד כדי לקבוע את טמפרטורת האדים.

תא נוזלים אלכסוני מתחבר לנקודה לאורך עמוד השבר הסמוך לחלקו העליון המשתרע מן החדר. זה יוצר שטח פנים שעליו האדים יכולים להתעבות ולהתאסף בבקבוק חיצוני.

באמצעות הגדרת הזיקוק מתרשים זיקוק פשוט, נוזל מתבשל בגז, מתעבה בחזרה לנוזל וממשיך בתהליך זה עד שהנוזל שברצונך לזקק מתאסף בחיצוני בקבוק. המנגנון פועל על ידי חימום הנוזל שנאסף בבקבוק כך שעמוד השבר יאמר לך את לחץ האדים של צורת הגז של תערובת הנוזלים.

המדחום בחלק העליון אמור לקרוא את נקודת הרתיחה של הנוזל. הבקבוקון החיצוני מאפשר לאסוף את הנוזל שברצונך לזקק וגם משמש כפורקן כך שהמנגנון לא יישבר על ידי התחממות יתר.

שלוט בטמפרטורה בזהירות רבה על ידי מקסימום המגע בין הנוזל המטפטף בחזרה לבקבוק התחתון העגול לאדים העולים דרך עמוד השבר. לפעמים בעמוד השבר יש חרוזי זכוכית או מפלסים הבולטים מהצדדים הפנימיים כדי למקסם את שטח המגע. עקוב אחר הטמפרטורה באמצעות המדחום כדי להבין את הטמפרטורה בה זה קורה. אתה צריך בסופו של דבר עם לחצי האדים של הנוזלים בתערובת.

התקנת המנגנון מבטיחה כי לחץ האדים של התרכובת עם נקודת רתיחה נמוכה יותר בתערובת גדול מלחץ האדים של זה עם נקודת רתיחה גבוהה יותר. זה גם מאפשר לך להגדיר את נקודת הרתיחה כטמפרטורה שבה לחץ האדים שווה ללחץ האטמוספרי לנוזל במיכל פתוח. זו הטמפרטורה הנמוכה ביותר בה הצורה הנוזלית של התערובת או התרכובת מתבשלת בגז. שיטות אלה של זיקוק חלקי הופכות אותם לשימושיים במסגרות תעשייתיות לייצור תרכובות כימיות.

אתה יכול גם להשתמש בשבריר הגז שמזוקק כשבר שומה כדי לשרטט גרף של הטמפרטורה של הנוזל, תערובת האדים הנוזלים והאדים עצמם כדי לקבוע את נקודת הרתיחה של שני המרכיבים או יותר של מתחם. מערכי התקני זיקוק רבים ימדדו באופן אוטומטי את הטמפרטורה במהלך חימום הניסוי. זה יכול לתת לך קבוצה רציפה של נקודות נתונים לאורך זמן שניתן בקלות לבצע גרף באמצעות Excel או תוכנה אחרת.

העקומה אומרת לך זאת מכיוון שכאשר האדי מתחמם ועובר דרך עמוד השבר, עליו להיפרד לשתי תערובות נפרדות של נוזלים וגזים. על ידי רישום הטמפרטורה לאורך כל תהליך הזיקוק, תוכלו להבין מהן התרכובות מבוססות על נקודת הרתיחה.

לחלופין, תוכלו להשתמש באותו תהליך כדי לקבוע את נקודת הרתיחה של תרכובת ידועה. התהליך מוגבל, אם כי, על ידי הטמפרטורות שאתה יכול להשיג עם מקור החום המשפיע על הבקבוק התחתון העגול.

גרף הזיקוק הפשוט אמור להראות לך גרף זיקוק של נפח לעומת טמפרטורה של התערובת עם הנקודות בהן הטמפרטורה של שני הגזים או כל הגזים מצטלבים, מאתרת את נקודת הרתיחה של כל רכיב גַז. עקומת קומפוזיציה זו מאפשרת לך להבין את הגדרת המכשיר והטמפרטורה המתאימים להפרדת תערובת הגז או הנוזל. אתה יכול להתנסות בסוגים שונים של עמודות שבר כדי להבין איזה מהם נותן לך את הרעיון הברור ביותר של נקודת רתיחה עבור המרכיבים.

גרף הזיקוק הפשוט עוקב אחר תורת הזיקוק הפשוטה.זיקוק פשוטפירושו שהגז מתעבה לנוזל פעם אחת, כך שעליך לבצע אותו על נוזלים או גזים עם נקודות רתיחה רחוקות מספיק אחד מהשני כדי להבחין בהם.

שימוש בכמה שלבי עיבוי נקראזיקוק חלקיובמקרה זה תשתמש בגרף זיקוק חלקי של נפח לעומת טֶמפֶּרָטוּרָה. אתה יכול להפיק אקסטרפולציה כדי להבין מערכים תיאורטיים לנוזלים ותערובות אחרים מכיוון שיש לך יותר חרוזים או צלחות בהתקנה צריך לשפר באופן תיאורטי את שיטת ההפרדה תוך הגדלת זמן ההפרדה בין התערובת.

תערובות שמזקקות באמצעות ניסויים אינן מייצרות דגימות טהורות, אלא גורמות לזיהומים בתערובות השונות אותן מודדים. משמעות הדבר היא שתוכלו להשתמש במשוואות כדי להסביר תוצאות ניסוי מזיקוק וכן על פי תחזיות המבוססות על נתונים שהוקמו בעבר אודות הרכב הגזים והנוזלים. חוק ראולט וחוק דלטון נותנים לך דרכים למדוד את הפרופורציות הללו של תורת הזיקוק הפשוטה.

ההרכב המדויק של אותו אדי שעובר בין רותחים להתעבותהחוק של ראולט, הקובע כי לחץ האדים של תרכובת פוחת כאשר הוא נמצא בתמיסה ויכול להיות קשור להרכב הטוחנת. המשוואה

אומר לך שהלחץ החלקי של רכיב מסוים Aפ_אמיוצר עבור אחוז הרכיבפ​^o_א ושבר השומה של "צ'י"χ​_א.

הלחץ החלקי הוא הלחץ שיהיה לגז המרכיב של תערובת אם היה לו כל הנפח של אותה תערובת באותה טמפרטורה. זה מאפשר לך לקבוע כמה גז צריך להיות נוכח אם אתה יודע את שבר השומה לפני היד.

לאחר מכן תוכל להשתמשהחוק של דלתוןהקובע כי הלחץ הכולל של תערובת גז שווה לסכום הלחצים החלקיים המרכיבים אותה. התיאוריה כיצד חלקיקי גז נעים ומתקשרים זה עם זה מסבירה זאת.

ניתן לתאר את לחץ האדים של תרכובת באמצעות טמפרטורת התמיסה ונקודת הרתיחה של התרכובת מכיוון שמתי כאשר הטמפרטורה עולה, יותר ממולקולות הגז יהיו בעלות מספיק אנרגיה קינטית כדי לפגוע זו בזו בכיוון מתאים כדי לאפשר תגובה מתרחשת. הם זקוקים לכך כדי להתגבר על כוחות בין-מולקולריים שיחזיקו את החלקיקים יחד בשלב הנוזל.

בנוסף למחקר על נקודת הרתיחה והתכונות הגזיות של תרכובות, זיקוק מוצא את עצמו שימושי ביישומים רבים ברחבי התעשייה. הוא משמש לחקר ויצירת תגובות בין נפט, מים ורכיבים אחרים כגון מתאן המשמשים בדלק. מדעני מזון ויצרנים יכולים להשתמש בו לייצור משקאות חריפים, בירה וסוגים שונים של יין. טכניקות זיקוק מצאו שימוש מעשי בתעשיות של מוצרי קוסמטיקה, תרופות תרופות ושיטות ייצור כימיות אחרות.

הטכניקה משמשת אפילו בנורות למניעת ניזק של נימת הטונגסטן ומספקת זוהר בנורות. הם עושים זאת על ידי הפרדת האוויר כדי לייצר את הגזים הדרושים לייצור נורות. שיטות זיקוק אלה עוקבות אחר תיאוריה ושיטות ניסיוניות להפרדה.