Hur man skapar en destillationskurva

När du jäser frukt för att göra alkohol kan du destillera den flytande blandningen för att isolera delar av den. Denna destillationsmetod utnyttjar de olika kompositionerna som utgör vätskan i en process som jäsning. Kemister använder sig mycket av dessa processer för att rena lösningsmedel och andra produkter av flytande reaktioner, inklusive att separera komponenterna i råolja.

Destillationsdiagram visar mängderna som uppmätts genom destillationsexperiment som skiljer vätskebeståndsdelar. Dessa experiment använderfraktionerade destillationskolumnerbestående av en kolonn som låter vätska droppa in i en rundkolv med en termometer högst upp på kolonnen för att bestämma ångans temperatur.

En diagonal vätskekammare ansluter till en punkt längs den fraktionerade kolonnen nära toppen som sträcker sig bort från kammaren. Detta skapar en yta där ångan kan kondensera och samlas i en yttre kolv.

Genom destillationsinställningen från ett enkelt destillationsschema kokar en vätska i en gas, kondenserar tillbaka till en vätska och fortsätter denna process tills vätskan du vill destillera samlas i det yttre flaska. Apparaten fungerar genom att värma upp vätskan som samlas i kolven så att fraktionskolonnen berättar ångtrycket för gasformen i vätskeblandningen.

Termometern högst upp ska läsa vätskans kokpunkt. Den externa kolven låter vätskan samlas upp som du vill destillera och fungerar också som en ventilationsventil så att apparaten inte går sönder genom överhettning.

Kontrollera temperaturen mycket noggrant genom att maximera kontakten mellan vätskan som droppar tillbaka i den rundbottnade kolven och ångan som stiger genom fraktionskolonnen. Ibland har den fraktionerade kolonnen glaspärlor eller nivåer som sticker ut från de inre sidorna för att maximera kontaktytan. Håll koll på temperaturen med hjälp av termometern för att räkna ut temperaturen vid vilken detta händer. Du bör sluta med vätskans ångtryck i blandningen.

Apparatens inställning garanterar att ångtrycket hos föreningen med en lägre kokpunkt i blandningen är större än ångtrycket hos den med en högre kokpunkt. Detta låter dig också definiera kokpunkten som den temperatur vid vilken ångtrycket är lika med atmosfärstrycket för en vätska i en öppen behållare. Detta är den lägsta temperaturen vid vilken den flytande formen av blandningen eller föreningen kokar i en gas. Dessa metoder för fraktionerad destillation gör dem användbara i industriella miljöer för tillverkning av kemiska föreningar.

Du kan också använda fraktionen av gasen som destilleras som en molfraktion för att plotta ett diagram över temperaturen på vätska, blandningen vätska och ånga och själva ångan för att bestämma kokpunkten för de två eller flera komponenterna i förening. Många inställningar för destillationsapparater mäter automatiskt temperaturen under uppvärmningen av experimentet. Detta kan ge dig en kontinuerlig uppsättning datapunkter över tiden som enkelt kan graferas med hjälp av Excel eller någon annan programvara.

Kurvan berättar detta för att, när ångan värms upp och passerar genom fraktionskolonnen, bör den separeras i de två separata blandningarna av vätskor och gaser. Genom att registrera temperaturen under destillationsprocessen kan du ta reda på vad föreningarna faktiskt är baserade på kokpunkten.

Eller så kan du använda samma process för att bestämma kokpunkten för en känd förening. Processen är dock begränsad av de temperaturer du kan uppnå med värmekällan som påverkar den rundbottnade kolven.

Det enkla destillationsdiagrammet ska visa dig ett destillationsdiagram över blandningens volym och temperatur de punkter vid vilka temperaturen hos båda eller alla gaser skär varandra, lokaliserar kokpunkten för varje komponent i gasen gas. Denna kompositionskurva låter dig räkna ut lämplig apparatinställning och temperatur för att separera gas- eller vätskeblandningen. Du kan experimentera med olika typer av bråkdelar för att ta reda på vilken som ger dig den tydligaste uppfattningen om kokpunkten för beståndsdelarna.

Den enkla destillationsdiagrammet följer enkel destillationsteori.Enkel destillationbetyder att gasen kondenseras till vätska en gång så att du måste utföra den på vätskor eller gaser som har kokpunkter tillräckligt långt från varandra för att urskilja dem.

Användning av flera kondenssteg kallasfraktionerad destillationoch i det här fallet skulle du använda ett bråkdestillationsdiagram över volym vs. temperatur. Du kan extrapolera för att räkna ut teoretiska inställningar för andra vätskor och blandningar eftersom du har fler pärlor eller tallrikar i installationen bör teoretiskt förbättra separationsmetoden samtidigt som det tar längre tid att separera blandningen.

Blandningar som destilleras genom experiment producerar inte rena prover utan leder till föroreningar i de olika blandningarna som du mäter. Det betyder att du kan använda ekvationer för att förklara experimentella resultat från destillation såväl som från förutsägelser baserade på tidigare etablerade data om sammansättningen av gaser och vätskor. Raoults lag och Daltons lag ger dig sätt att mäta dessa proportioner av enkel destillationsteori.

Den exakta sammansättningen av den ångan som växlar mellan kokning och kondensering följerRaoults lag, som säger att ångtrycket hos en förening minskar när den är i en lösning och kan relateras till molkompositionen. Ekvationen

berättar att partialtrycket för en viss komponent AP_Aproduceras för procenten av komponentenP​^o_A och molfraktionen av A "chi"χ​_A.

Partialtrycket är det tryck som en beståndsdel av en blandning skulle ha om den hade hela volymen av blandningen vid samma temperatur. Detta låter dig bestämma hur mycket av en gas som ska finnas om du känner till molfraktionen före hand.

Du kan då användaDaltons lagsom anger att det totala trycket för en gasblandning är lika med summan av det partiella tryck som utgör den. Teorin om hur partiklar av gas rör sig och interagerar med varandra förklarar detta.

Du kan beskriva ångtrycket hos en förening med hjälp av lösningens temperatur och föreningens kokpunkt, för när Om temperaturen ökar kommer mer av gasmolekylerna att ha tillräckligt med kinetisk energi för att slå varandra i en lämplig riktning för att låta reaktion inträffar. De behöver detta för att övervinna intermolekylära krafter som håller partiklarna samman i vätskefasen.

Förutom forskning om kokpunkten och de gasformiga egenskaperna hos föreningar, finner destillation sig användbart i många applikationer inom industrin. Det används för att studera och bilda reaktioner mellan olja, vatten och andra komponenter som metan som används i bränsle. Livsmedelsforskare och tillverkare kan använda den för att tillverka sprit, öl och olika typer av vin. Destillationstekniker har funnits praktisk användning inom branscher av kosmetika, farmaceutiska läkemedel och andra kemiska tillverkningsmetoder.

Tekniken används även i glödlampor för att förhindra att volframfilamentet skadas och ge glöd i glödlamporna. De gör detta genom att separera luften för att producera de gaser som är nödvändiga för att tillverka glödlampor. Dessa destillationsmetoder följer teori och experimentella metoder för separation.