ПРОСТА ДИСТИЛЯЦІЯ: ПРОЦЕС ТА ПРИКЛАДИ - ХІМІЯ

Проста перегонка являє собою процес , в якому пара , отримана з рідини призводить безпосередньо в конденсатор, в якому пар низької температури і конденсації.

Він використовується для відділення летючого компонента від енергонезалежних компонентів, присутніх у рідині. Він також використовується для відділення двох рідин, присутніх у розчині з дуже різними температурами кипіння.

Основна установка простої перегонки. Джерело: Піксабай

Проста дистиляція не є ефективним методом поділу двох летючих рідин, що знаходяться в розчині. Коли температура його зростає, подаючи тепло, збільшується і кінетична енергія молекул, що дозволяє подолати силу згуртованості між ними.

Летючі рідини починають кипіти, коли їх тиск пари дорівнює зовнішньому тиску, що чиниться на поверхні розчину. Обидві рідини сприяють утворенню пари, що утворюється, присутність більшої кількості летючої рідини; тобто той, який має найнижчу температуру кипіння.

Тому більш летюча рідина складає більшу частину утвореного дистиляту. Процес повторюють до досягнення бажаної чистоти або найвищої можливої концентрації.

Простий процес перегонки

При простому перегонці температуру розчину підвищують, поки він не закипить. У цей момент відбувається перехід між рідким в газоподібний стан. Це спостерігається, коли в розчині починається постійне барботування.

Обладнання

Обладнання для простої перегонки зазвичай складається з пальника або нагрівальної ковдри (див. Зображення); кругла скляна вогнетривка скляна кришка з меленим скляним отвором для забезпечення її з'єднання; а деякі скляні намистини (деякі використовують дерев’яну паличку), щоб зменшити розмір утворюються бульбашок.

Скляні кульки служать ядрами, що утворюють бульбашки, які дозволяють рідині повільно кипіти, уникаючи перегріву, що призводить до утворення свого роду гігантських бульбашок; навіть здатний вигнати масу рідини з колби для перегонки.

До гирла колби прикріплений вогнетривкий скляний перехідник з трьома горловинами, які виготовлені з меленого скла. Одна шийка прикріплена до колби для перегонки, друга шийка прикріплена до конденсатора, а третя шийка закривається за допомогою гумової пробки.

На малюнку кріплення не вистачає цього адаптера; і замість цього термометр і прямий з'єднувач до конденсатора розміщуються через ту саму гумову пробку.

Конденсатор

Конденсатор - це пристрій, призначений виконувати функцію, на яку вказує його назва: конденсувати пар, що рухається через нього. Через верхній рот він з'єднується з перехідником, а через нижній гирло з'єднується з балончиком, де збираються продукти дистиляції.

Що стосується зображення, вони використовують (хоча це не завжди правильно) градуйований циліндр, щоб одразу виміряти об’єм дистильованої.

Вода, яка циркулює через зовнішню оболонку конденсатора, потрапляє в неї через її нижню частину і виходить через верхню частину. Це забезпечує низьку температуру конденсатора для конденсації парів, що утворюються в колбі для перегонки.

Всі деталі, що складають апарат для перегонки, фіксуються затискачами, з'єднаними з металевою підставкою.

Об'єм розчину, що підлягає перегонці, поміщають у круглу колбу з відповідною ємністю.

Правильні з'єднання робляться за допомогою графіту або мастила, щоб забезпечити ефективну герметизацію, і розпочнеться нагрівання розчину. Одночасно починається проходження води через конденсатор.

Опалення

У міру нагрівання колби для перегонки спостерігається підвищення температури на термометрі, поки не буде досягнута точка, коли температура залишається постійною. Це залишається таким, навіть якщо нагрівання триває; якщо тільки вся летюча рідина повністю не випарувалася.

Пояснення такої поведінки полягає в тому, що досягнута температура кипіння компонента з найнижчою температурою кипіння рідкої суміші, при якій його тиск пари дорівнює зовнішньому тиску (760 мм рт. Ст.).

У цей момент вся теплова енергія витрачається в переході від рідкого стану до газоподібного стану, що передбачає закінчення сили міжмолекулярної сили злиття рідини. Тому подача тепла не перетворюється на підвищення температури.

Рідкий продукт перегонки збирають у належним чином марковані колби, обсяги яких залежатимуть від спочатку розміщеної в колбі перегонки.

Приклади

Перегонка води та спирту

У вас 50% спирт у водному розчині. Знаючи, що температура кипіння спирту становить 78,4 ° C, а температура кипіння води приблизно 100 ° C, то чистий спирт можна отримати простим етапом дистиляції? Відповідь - ні.

Нагріваючи спиртово-водну суміш, спочатку досягається температура кипіння найбільш летючої рідини; в цьому випадку алкоголь. Утворилася пара матиме більшу частку спирту, але також буде велика присутність води в парі, оскільки точки кипіння схожі.

Рідина, що збирається при перегонці та конденсації, буде мати алкогольний відсоток більше 50%. Якщо ця рідина піддається послідовної перегонці, можна досягти концентрованого спиртового розчину; але не чистий, оскільки пари продовжуватимуть тягнути воду до певного складу, утворюючи те, що відоме як азеотроп

Рідкий продукт бродіння цукрів має 10% алкоголю. Ця концентрація може бути доведена до 50%, як у випадку з віскі, простою перегонкою.

Рідко-тверде відділення

Розчин солі у воді утворюється рідиною, яка може випаровуватися, і енергонезалежною сполукою з високою температурою кипіння: сіль.

Відгоняючи розчин, в конденсаційній рідині може бути отримана чиста вода. Тим часом на дні колби для перегонки солі осядуть.

Алкоголь і гліцерин

Існує суміш етилового спирту з температурою кипіння 78,4ºC та гліцерину з температурою кипіння 260ºC. При простому перегонці утворюється пара матиме дуже високий відсоток спирту, близький до 100%.

Тому вийде дистильована рідина з відсотком алкоголю, аналогічною парі. Це відбувається тому, що температури кипіння рідин дуже різні.

Список літератури

Клод Йодер. (2019). Вигонка. Провідна хімія. Відновлено з: wiredchemist.com
Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія. (8-е видання). CENGAGE Навчання.
Драгані, Рейчел. (17 травня 2018 р.). Три приклади простих дистиляційних сумішей. Наукові роботи. Відновлено: sciaching.com
Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (02 січня 2019 р.). Що таке вигонка? Визначення хімії. Відновлено з: thinkco.com
Д-р Вельдер. (sf). Проста дистиляція. Відновлено з: dartmouth.edu
Університет Барселони. (sf). Вигонка. Відновлено з: ub.edu

ПРОСТА ДИСТИЛЯЦІЯ: ПРОЦЕС ТА ПРИКЛАДИ - ХІМІЯ - 2026