Kā sastādīt destilācijas līkni

Raudzējot augļus alkohola pagatavošanai, varat destilēt šķidru maisījumu, lai izolētu tā daļas. Šī destilācijas metode izmanto dažādas kompozīcijas, kas veido šķidrumu tādā procesā kā fermentācija. Ķīmiķi ļoti izmanto šos procesus šķīdinātāju un citu šķidru reakciju produktu attīrīšanai, ieskaitot jēlnaftas sastāvdaļu atdalīšanu.

Destilācijas grafiki parāda daudzumus, kas izmērīti, veicot destilācijas eksperimentus, kas atdala šķidrumu sastāvdaļas. Šie eksperimenti izmantofrakcionētās destilācijas kolonnassastāv no kolonnas, kas ļauj šķidrumam pilēt apaļā kolbā ar termometru kolonnas augšdaļā, lai noteiktu tvaika temperatūru.

Šķidruma diagonālā kamera savienojas ar punktu gar frakcionēto kolonnu netālu no augšas, kas stiepjas prom no kameras. Tas rada virsmas laukumu, uz kura tvaiki var kondensēties un savākties ārējā kolbā.

Izmantojot vienkāršas destilācijas diagrammas destilācijas iestatījumu, šķidrums vārās gāzē, kondensējas atgriezties šķidrumā un turpināt šo procesu, līdz šķidrums, kuru vēlaties destilēt, pulcējas ārējā kolba. Aparāts darbojas, uzkarsējot kolbā uzkrāto šķidrumu tā, ka frakcionētā kolonna parāda šķidruma maisījuma gāzes formas tvaika spiedienu.

Termometram augšpusē vajadzētu nolasīt šķidruma viršanas temperatūru. Ārējā kolba ļauj šķidrumam savākt to, ko vēlaties destilēt, un kalpo arī kā ventilācijas atvere, lai aparāts nesaplīst pārkaršanas dēļ.

Ļoti uzmanīgi kontrolē temperatūru, maksimāli palielinot kontaktu starp šķidrumu, kas pilējas atpakaļ apaļkolbā, un tvaiku, kas paceļas caur frakcionēto kolonnu. Dažreiz frakcionētajā kolonnā ir stikla lodītes vai līmeņi, kas izvirzīti no iekšējām pusēm, lai maksimāli palielinātu saskares virsmu. Sekojiet temperatūrai, izmantojot termometru, lai noskaidrotu temperatūru, pie kuras tas notiek. Jums vajadzētu beigties ar maisījumā esošo šķidrumu tvaika spiedienu.

Aparāta iestatījums garantē, ka savienojuma ar zemāku viršanas temperatūru maisījuma tvaika spiediens ir lielāks par tvaika spiedienu tam, kura viršanas temperatūra ir augstāka. Tas ļauj arī definēt viršanas temperatūru kā temperatūru, kurā tvaika spiediens ir vienāds ar atmosfēras spiedienu šķidrumam atvērtā traukā. Šī ir zemākā temperatūra, kurā maisījuma vai savienojuma šķidrā forma vārās gāzē. Šīs frakcionētās destilācijas metodes padara tās noderīgas rūpnieciskos apstākļos ķīmisko savienojumu ražošanai.

Varat arī izmantot gāzes daļu, kas tiek destilēta kā mola frakcija, lai uzzīmētu gāzes temperatūras grafiku. šķidrums, šķidruma-tvaika maisījums un pats tvaiks, lai noteiktu viršanas temperatūru divām vai vairākām sastāvdaļām savienojums. Daudzi destilācijas aparātu iestatījumi automātiski izmērīs temperatūru eksperimenta karsēšanas laikā. Tas laika gaitā var nodrošināt nepārtrauktu datu punktu kopu, ko var viegli uzzīmēt, izmantojot programmu Excel vai kādu citu programmatūru.

Līkne jums to saka, jo, tvaikiem sakarstot un šķērsojot frakcionēto kolonnu, tiem vajadzētu atdalīties divos atsevišķos šķidrumu un gāzu maisījumos. Reģistrējot temperatūru visā destilācijas procesā, jūs varat uzzināt, kādi savienojumi faktiski ir, pamatojoties uz viršanas temperatūru.

Vai arī jūs varat izmantot to pašu procesu, lai noteiktu zināmā savienojuma viršanas temperatūru. Procesu tomēr ierobežo temperatūras, kuras jūs varat sasniegt ar siltuma avotu, kas ietekmē apaļkolbu.

Vienkāršajam destilācijas grafikam jums jāparāda destilācijas grafiks ar tilpumu un maisījuma temperatūru ar punkti, kuros krustojas abu vai visu gāzu temperatūra, nosaka katras gāzes komponenta viršanas temperatūru gāze. Šī sastāva līkne ļauj jums noskaidrot atbilstošo aparāta iestatījumu un temperatūru, lai atdalītu gāzes vai šķidruma maisījumu. Varat eksperimentēt ar dažāda veida frakciju kolonnām, lai noskaidrotu, kura no tām sniedz skaidrāko priekšstatu par komponentu viršanas temperatūru.

Vienkāršā destilācijas grafika pamatā ir vienkārša destilācijas teorija.Vienkārša destilācijanozīmē, ka gāze vienreiz kondensējas šķidrumā, tāpēc jums tas jādara šķidrumiem vai gāzēm, kuru viršanas temperatūra ir pietiekami tālu viena no otras, lai tās pamanītu.

Tiek saukta vairāku kondensācijas pakāpju izmantošanafrakcionēta destilācija, un šajā gadījumā jūs izmantotu frakcionētu destilācijas grafiku ar tilpumu vs. temperatūra. Jūs varat ekstrapolēt, lai noskaidrotu citu šķidrumu un maisījumu teorētiskos iestatījumus, jo tiem ir vairāk lodīšu vai plākšņu uzstādījumā teorētiski jāuzlabo atdalīšanas metode, vienlaikus palielinot laiku, kas vajadzīgs maisījuma atdalīšanai.

Maisījumi, kas destilējas eksperimentu rezultātā, nerada tīrus paraugus, bet dažādos mērāmajos maisījumos rodas piemaisījumi. Tas nozīmē, ka jūs varat izmantot vienādojumus, lai izskaidrotu eksperimentu rezultātus no destilācijas, kā arī no prognozēm, pamatojoties uz iepriekš noteiktiem datiem par gāzu un šķidrumu sastāvu. Raula likums un Daltona likums dod jums iespēju noteikt šīs vienkāršās destilācijas teorijas proporcijas.

Seko precīzs tvaiku sastāvs, kas pārslēdzas starp vārīšanos un kondensācijuRaula likums, kurā teikts, ka savienojuma tvaika spiediens samazinās, kad tas atrodas šķīdumā, un to var saistīt ar molāro sastāvu. Vienādojums

stāsta, ka noteikta komponenta A daļējais spiediensP_Atiek ražots komponentes procentiemP​^o_A un A "chi" mola daļaχ​_A.

Parciālais spiediens ir spiediens, kāds būtu maisījuma sastāvā esošajai gāzei, ja tajā pašā temperatūrā būtu viss šī maisījuma tilpums. Tas ļauj noteikt, cik daudz gāzes vajadzētu būt klāt, ja pirms rokas zināt kurmja daļu.

Pēc tam jūs varat izmantotDaltona likumskurā teikts, ka gāzes maisījuma kopējais spiediens ir vienāds ar to veidojošo daļējo spiedienu summu. Teorija par to, kā gāzes daļiņas pārvietojas un mijiedarbojas savā starpā, to izskaidro.

Jūs varat aprakstīt savienojuma tvaika spiedienu, izmantojot šķīduma temperatūru un savienojuma viršanas temperatūru, jo, kad Ja temperatūra paaugstinās, lielākajai daļai gāzes molekulu būs pietiekami daudz kinētiskās enerģijas, lai viena otrai trāpītu atbilstošā virzienā, lai ļautu reakcija. Viņiem tas ir nepieciešams, lai pārvarētu starpmolekulāros spēkus, kas šķidrā fāzē noturētu daļiņas kopā.

Papildus pētījumiem par savienojumu viršanas temperatūru un gāzveida īpašībām destilācija ir noderīga daudzos pielietojumos visā nozarē. To izmanto, pētot un veidojot reakcijas starp eļļu, ūdeni un citām sastāvdaļām, piemēram, metānu, ko izmanto degvielā. Pārtikas zinātnieki un ražotāji to var izmantot dzērienu, alus un dažādu veidu vīnu pagatavošanai. Destilācijas paņēmieni ir praktiski izmantoti kosmētikas, farmaceitisko zāļu un citu ķīmisko vielu ražošanas nozarēs.

Šo paņēmienu pat izmanto spuldzēs, lai novērstu volframa kvēldiega bojāšanos un spuldžu mirdzumu. Viņi to dara, atdalot gaisu, lai radītu gāzes, kas nepieciešamas spuldžu ražošanai. Šīs destilācijas metodes izmanto teoriju un eksperimentālās atdalīšanas metodes.