Hoe een destillatiecurve samen te stellen

Wanneer je fruit fermenteert om alcohol te maken, kun je het vloeibare mengsel distilleren om delen ervan te isoleren. Deze destillatiemethode maakt gebruik van de verschillende samenstellingen waaruit de vloeistof bestaat in een proces zoals fermentatie. Chemici maken veel gebruik van deze processen voor het zuiveren van oplosmiddelen en andere producten van vloeibare reacties, inclusief het scheiden van de componenten van ruwe olie.

Destillatiegrafieken tonen de hoeveelheden die zijn gemeten door middel van distillatie-experimenten die bestanddelen van vloeistoffen scheiden. Deze experimenten gebruikengefractioneerde destillatiekolommenbestaande uit een kolom die vloeistof in een rondbodemkolf laat druppelen met een thermometer aan de bovenkant van de kolom om de temperatuur van de damp te bepalen.

Een diagonale vloeistofkamer is verbonden met een punt langs de fractionele kolom nabij de bovenkant dat zich van de kamer af uitstrekt. Dit creëert een oppervlak waarop de damp kan condenseren en zich kan verzamelen in een externe kolf.

Door de destillatie-opstelling van een eenvoudig destillatiediagram, kookt een vloeistof in een gas, condenseert terug in een vloeistof en zet dit proces voort totdat de vloeistof die u wilt distilleren zich verzamelt in de externe fles. Het apparaat werkt door de vloeistof die zich in de kolf verzamelt te verwarmen, zodat de fractionele kolom u de dampdruk van de gasvorm van het vloeibare mengsel vertelt.

De thermometer bovenaan moet het kookpunt van de vloeistof aflezen. De externe kolf laat de vloeistof opvangen die je wilt distilleren en dient tevens als ontluchting zodat het apparaat niet kapot gaat door oververhitting.

Controleer de temperatuur zeer zorgvuldig door het contact tussen de vloeistof die terug in de rondbodemkolf druppelt en de damp die door de fractionele kolom opstijgt te maximaliseren. Soms heeft de fractionele kolom glasparels of niveaus die uit de binnenzijde steken om het contactoppervlak te maximaliseren. Houd de temperatuur bij met behulp van de thermometer om erachter te komen bij welke temperatuur dit gebeurt. Je zou moeten eindigen met de dampdrukken van de vloeistoffen in het mengsel.

De opstelling van het apparaat garandeert dat de dampdruk van de verbinding met een lager kookpunt in het mengsel groter is dan de dampdruk van die met een hoger kookpunt. Hiermee kunt u het kookpunt ook definiëren als de temperatuur waarbij de dampdruk gelijk is aan de atmosferische druk voor een vloeistof in een open container. Dit is de laagste temperatuur waarbij de vloeibare vorm van het mengsel of de verbinding in een gas kookt. Deze methoden van gefractioneerde destillatie maken ze bruikbaar in industriële omgevingen voor het vervaardigen van chemische verbindingen.

Je kunt de fractie van het gas dat wordt gedestilleerd ook als molfractie gebruiken om een ​​grafiek te maken van de temperatuur van de vloeistof, het vloeistof-dampmengsel en de damp zelf om het kookpunt van de twee of meer componenten van de. te bepalen verbinding. Veel opstellingen van destillatieapparatuur zullen automatisch de temperatuur meten tijdens de verwarming van het experiment. Dit kan u in de loop van de tijd een continue reeks gegevenspunten opleveren die gemakkelijk in een grafiek kunnen worden weergegeven met Excel of een andere software.

De curve vertelt je dit omdat, terwijl de damp opwarmt en door de fractionele kolom gaat, deze zich moet scheiden in de twee afzonderlijke mengsels van vloeistoffen en gassen. Door de temperatuur tijdens het destillatieproces te registreren, kun je op basis van het kookpunt achterhalen wat de verbindingen eigenlijk zijn.

Of u kunt hetzelfde proces gebruiken om het kookpunt van een bekende verbinding te bepalen. Het proces wordt echter beperkt door de temperaturen die u kunt bereiken met de warmtebron die de rondbodemkolf beïnvloedt.

De eenvoudige destillatiegrafiek zou u een destillatiegrafiek moeten laten zien van volume versus temperatuur van het mengsel met: de punten waarop de temperatuur van beide of alle gassen elkaar kruisen bepalen het kookpunt van elke component van de gas. Met deze samenstellingscurve kunt u de juiste apparaatopstelling en temperatuur bepalen om het gas- of vloeistofmengsel te scheiden. U kunt experimenteren met verschillende soorten fractionele kolommen om erachter te komen welke u het duidelijkste idee geeft van het kookpunt voor de bestanddelen.

De eenvoudige destillatiegrafiek volgt de eenvoudige destillatietheorie.Eenvoudige distillatiebetekent dat het gas eenmaal in vloeistof condenseert, dus je moet het uitvoeren op vloeistoffen of gassen die kookpunten ver genoeg van elkaar hebben om ze te onderscheiden.

Het gebruik van meerdere condensatiestappen heet isgefractioneerde destillatie, en in dit geval zou u een fractionele destillatiegrafiek gebruiken van volume vs. temperatuur. Je kunt extrapoleren om theoretische opstellingen voor andere vloeistoffen en mengsels te achterhalen, omdat je meer kralen of platen hebt in de opstelling zou theoretisch de scheidingsmethode moeten verbeteren, terwijl de tijd die nodig is om het mengsel te scheiden, wordt verlengd.

Mengsels die door experimenten destilleren, produceren geen zuivere monsters, maar resulteren in onzuiverheden in de verschillende mengsels die je meet. Dit betekent dat je vergelijkingen kunt gebruiken om experimentele resultaten van destillatie te verklaren, maar ook van voorspellingen op basis van eerder vastgestelde gegevens over de samenstelling van gassen en vloeistoffen. De wet van Raoult en de wet van Dalton geven je manieren om deze verhoudingen van de eenvoudige distillatietheorie te meten.

De precieze samenstelling van die damp die schakelt tussen koken en condenseren volgtWet van Raoult, waarin staat dat de dampdruk van een verbinding afneemt wanneer deze zich in een oplossing bevindt en kan worden gerelateerd aan de molaire samenstelling. De vergelijking

vertelt je dat de partiële druk van een bepaalde component AP_EENwordt geproduceerd voor het percentage van de componentP​^O_EEN en de molfractie van A "chi"χ​_EEN.

De partiële druk is de druk die een samenstellend gas van een mengsel zou hebben als het het volledige volume van dat mengsel bij dezelfde temperatuur zou hebben. Hiermee kun je bepalen hoeveel van een gas aanwezig moet zijn als je de molfractie van tevoren kent.

U kunt dan, gebruikWet van Daltontondie stelt dat de totale druk van een gasmengsel gelijk is aan de som van de partiële drukken waaruit het bestaat. De theorie van hoe gasdeeltjes bewegen en met elkaar in wisselwerking staan, verklaart dit.

Je kunt de dampdruk van een verbinding beschrijven met behulp van de temperatuur van de oplossing en het kookpunt van de verbinding omdat, wanneer temperatuur stijgt, zullen meer van de gasmoleculen voldoende kinetische energie hebben om elkaar in een geschikte oriëntatie te raken om de reactie optreden. Ze hebben dit nodig om intermoleculaire krachten te overwinnen die de deeltjes in de vloeibare fase bij elkaar zouden houden.

Naast onderzoek naar het kookpunt en de gasvormige eigenschappen van verbindingen, is destillatie nuttig in veel toepassingen in de industrie. Het wordt gebruikt bij het bestuderen en vormen van reacties tussen olie, water en andere componenten zoals methaan die in brandstof worden gebruikt. Voedingswetenschappers en fabrikanten kunnen het gebruiken om sterke drank, bier en verschillende soorten wijn te maken. Destillatietechnieken hebben praktisch gebruik gevonden in industrieën van cosmetica, farmaceutische medicijnen en andere chemische productiemethoden.

De techniek wordt zelfs gebruikt in gloeilampen om te voorkomen dat de wolfraamgloeidraad wordt beschadigd en om gloed in de gloeilampen te geven. Ze doen dit door de lucht te scheiden om de gassen te produceren die nodig zijn om gloeilampen te maken. Deze destillatiemethoden volgen theorie en experimentele methoden voor scheiding.