Как построить кривую дистилляции

Когда вы ферментируете фрукты для получения спирта, вы можете перегонять жидкую смесь, чтобы изолировать ее части. Этот метод дистилляции использует преимущества различных составов, которые составляют жидкость в процессе, подобном ферментации. Химики широко используют эти процессы для очистки растворителей и других продуктов жидких реакций, включая разделение компонентов сырой нефти.

Графики дистилляции показывают вам количества, измеренные в ходе экспериментов по дистилляции, которые разделяют компоненты жидкостей. В этих экспериментах используютсяколонны фракционной перегонкисостоит из колонны, которая позволяет жидкости капать в круглодонную колбу с термометром в верхней части колонны для определения температуры пара.

Диагональная жидкостная камера соединяется с точкой вдоль фракционного столбца рядом с верхом, который простирается от камеры. Это создает поверхность, на которой пар может конденсироваться и собираться во внешней колбе.

Через установку для перегонки из простой схемы перегонки жидкость превращается в газ, конденсируется обратно в жидкость и продолжает этот процесс до тех пор, пока жидкость, которую вы хотите перегонять, не соберется во внешнем колба. Устройство работает, нагревая жидкость, которая собирается в колбе, так что фракционная колонка сообщает вам давление пара газовой формы жидкой смеси.

Термометр вверху должен показывать точку кипения жидкости. Внешняя колба позволяет собирать жидкость, которую вы хотите перегонять, а также служит вентиляционным отверстием, чтобы устройство не сломалось из-за перегрева.

Очень тщательно контролируйте температуру, максимально увеличивая контакт между жидкостью, которая стекает обратно в круглодонную колбу, и паром, поднимающимся через фракционную колонну. Иногда фракционная колонка имеет стеклянные шарики или уровни, выступающие с внутренних сторон для увеличения площади контакта. Следите за температурой с помощью термометра, чтобы определить, при какой температуре это происходит. У вас должно получиться давление паров жидкостей в смеси.

Установка аппарата гарантирует, что давление пара соединения с более низкой температурой кипения в смеси будет больше, чем давление пара соединения с более высокой температурой кипения. Это также позволяет вам определить точку кипения как температуру, при которой давление пара равно атмосферному давлению для жидкости в открытом контейнере. Это самая низкая температура, при которой жидкая форма смеси или соединения превращается в газ. Эти методы фракционной перегонки делают их полезными в промышленных условиях для производства химических соединений.

Вы также можете использовать долю перегоняемого газа в качестве мольной доли, чтобы построить график температуры жидкость, смесь жидкости и пара и сам пар для определения точки кипения двух или более компонентов сложный. Многие установки для перегонки автоматически измеряют температуру во время нагрева эксперимента. Это может дать вам непрерывный набор точек данных с течением времени, которые можно легко построить в виде графика с помощью Excel или другого программного обеспечения.

Кривая говорит вам об этом, потому что, когда пар нагревается и проходит через фракционную колонну, он должен разделиться на две отдельные смеси жидкости и газа. Регистрируя температуру на протяжении всего процесса дистилляции, вы можете выяснить, какие соединения на самом деле состоят из точки кипения.

Или вы можете использовать тот же процесс для определения точки кипения известного соединения. Однако процесс ограничен температурой, которую можно достичь с помощью источника тепла, воздействующего на круглодонную колбу.

Простой график перегонки должен показать вам график перегонки объема в зависимости от температуры смеси с точки, в которых температуры обоих или всех газов пересекаются, определяют точку кипения каждого компонента газ. Эта кривая состава позволяет определить соответствующую настройку устройства и температуру для разделения смеси газа или жидкости. Вы можете поэкспериментировать с различными типами дробных столбцов, чтобы выяснить, какой из них дает вам наиболее четкое представление о температуре кипения компонентов.

Простой график дистилляции следует простой теории дистилляции.Простая перегонкаозначает, что газ конденсируется в жидкость один раз, поэтому вам нужно выполнить это с жидкостями или газами, которые имеют точки кипения достаточно далеко друг от друга, чтобы их можно было различить.

Использование нескольких этапов конденсации называетсяфракционная перегонка, и в этом случае вы должны использовать график фракционной перегонки объема по сравнению с температура. Вы можете экстраполировать, чтобы вычислить теоретические установки для других жидкостей и смесей, потому что у вас больше шариков или пластин. в установке теоретически должен улучшить метод разделения при увеличении времени, необходимого для разделения смеси.

Смеси, перегоняемые в ходе экспериментов, не дают чистых образцов, но приводят к появлению примесей в различных смесях, которые вы измеряете. Это означает, что вы можете использовать уравнения для объяснения экспериментальных результатов дистилляции, а также прогнозов, основанных на ранее установленных данных о составе газов и жидкостей. Закон Рауля и закон Дальтона дают вам способы измерить эти пропорции простой теории дистилляции.

Точный состав этого пара, который переключается между кипением и конденсацией, следуетЗакон Рауля, в котором говорится, что давление пара соединения уменьшается, когда оно находится в растворе, и может быть связано с молярным составом. Уравнение

сообщает вам, что парциальное давление определенного компонента Aп_Апроизводится на процентное содержание компонентап​^о_А и мольная доля А "чи"χ​_А.

Парциальное давление - это давление, которое составляющий газ смеси имел бы, если бы весь объем этой смеси имел одинаковую температуру. Это позволяет вам определить, сколько газа должно присутствовать, если вы заранее знаете мольную долю.

Затем вы можете использоватьЗакон Дальтонакоторый гласит, что полное давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений, составляющих ее. Это объясняет теория того, как частицы газа движутся и взаимодействуют друг с другом.

Вы можете описать давление пара соединения, используя температуру раствора и точку кипения соединения, потому что, когда При повышении температуры больше молекул газа будет иметь достаточно кинетической энергии, чтобы удариться друг о друга в нужной ориентации, чтобы позволить реакция происходит. Это необходимо им для преодоления межмолекулярных сил, которые удерживают частицы вместе в жидкой фазе.

В дополнение к исследованиям точки кипения и газообразных свойств соединений, дистилляция находит применение во многих отраслях промышленности. Он используется для изучения и формирования реакций между маслом, водой и другими компонентами, такими как метан, которые используются в топливе. Ученые-диетологи и производители могут использовать его для приготовления спиртных напитков, пива и различных вин. Методы дистилляции нашли практическое применение в промышленности косметики, фармацевтических препаратов и других химических методах производства.

Этот метод используется даже в лампах для предотвращения повреждения вольфрамовой нити и обеспечения свечения в лампочках. Они делают это, разделяя воздух, чтобы произвести газы, необходимые для производства лампочек. Эти методы дистилляции соответствуют теории и экспериментальным методам разделения.