Sisältö
- Tislauslaitteet
- Yksinkertainen tislauskaavio
- Tilavuus vs. lämpötila
- Yksinkertainen tislausteoria
- Tislaus teollisuudessa
Fermentoimalla hedelmiä alkoholin valmistamiseksi, voit tislata nestemäisen seoksen osien eristämiseksi. Tämä tislausmenetelmä hyödyntää erilaisia koostumuksia, jotka muodostavat nesteen prosessin kaltaisessa käymisessä. Kemistit hyödyntävät näitä prosesseja hyvin liuottimien ja muiden nestemäisten reaktioiden tuotteiden puhdistamiseksi, mukaan lukien raakaöljyn komponenttien erottaminen.
Tislauslaitteet
Tislauskaaviot esittävät ne tislauksen ainesosat erottavien tislauskokeiden avulla mitatut määrät. Nämä kokeet käyttävät jakotislauskolonnit joka koostuu pylväästä, jonka avulla neste tippuu pyöreäpohjaiseen pulloon, jossa on lämpömittari pylvään yläosassa höyryjen lämpötilan määrittämiseksi.
Diagonaalinen nestekammio yhdistyy kohtaan, joka kulkee jakopylväällä lähellä yläosaa, joka ulottuu kammiosta. Tämä luo pinta-alan, jolla höyry voi tiivistyä ja kerätä ulkoiseen pulloon.
Tislausasetusten kautta yksinkertaisesta tislauskaaviosta neste kiehuu kaasuksi, tiivistyy takaisin nesteeksi ja jatkaa tätä prosessia, kunnes tislattava neste kerääntyy ulkoiseen pulloon. Laite toimii kuumentamalla kolviin keräävää nestettä siten, että fraktiopylväs kertoo nestemäisen seoksen kaasumuodon höyrynpaineen.
Yläosassa olevan lämpömittarin tulisi lukea nesteen kiehumispiste. Ulkoinen pullo antaa nesteen kerätä, jonka haluat tislata, ja toimii myös tuuletusaukkona, jotta laite ei rikkoa ylikuumenemalla.
Säädä lämpötilaa erittäin huolellisesti maksimoimalla kontakti nesteen, joka tippuu takaisin pyöreäpohjaiseen pulloon, ja höyryn välillä, joka nousee fraktiopylvään läpi. Joskus fraktiopylväässä on lasihelmiä tai tasoja, jotka ulkonevat sisäpuolelta kosketuspinnan maksimoimiseksi. Seuraa lämpötilaa lämpömittarin avulla selvittääksesi lämpötilan, jossa tämä tapahtuu. Seuran nesteiden höyrynpaineet pitäisi loppua.
Laitekokoonpano takaa, että seoksen alhaisemman kiehumispisteen sisältävän yhdisteen höyrynpaine on suurempi kuin korkeamman kiehumispisteen omaisen yhdisteen höyrynpaine. Tämän avulla voit myös määrittää kiehumispisteen lämpötilana, jossa höyrynpaine on yhtä suuri kuin ilmakehän paine avoimessa astiassa olevalle nesteelle. Tämä on alin lämpötila, jossa seoksen tai yhdisteen nestemäinen muoto kiehuu kaasuksi. Nämä jakotislausmenetelmät tekevät niistä käyttökelpoisia teollisissa olosuhteissa kemiallisten yhdisteiden valmistuksessa.
Yksinkertainen tislauskaavio
Voit käyttää myös tislatun kaasun osaa moolijakeena kuvaamaan graafisesti nesteen, neste-höyryseoksen ja itse höyryn lämpötilaa määrittämään yhdisteen kahden tai useamman komponentin kiehumispiste. . Monet tislauslaitteiden asetukset mittaavat lämpötilan automaattisesti kokeen kuumennuksen ajan. Tämä voi antaa sinulle jatkuvan joukon tietopisteitä ajan mittaan, jotka voidaan helposti tarttua Excel- tai muun ohjelmiston avulla.
Käyrä kertoo tämän, koska kun höyry kuumenee ja kulkee fraktiopylvään läpi, sen tulisi erottua kahteen erilliseen neste- ja kaasuseokseen. Tallentamalla lämpötila koko tislausprosessin ajan, voit selvittää, mitkä yhdisteet tosiasiallisesti perustuvat kiehumispisteeseen.
Tai voit käyttää samaa prosessia tunnetun yhdisteen kiehumispisteen määrittämiseen. Prosessia rajoittavat kuitenkin lämpötilat, jotka voit saavuttaa pyöreäpohjaiseen pulloon vaikuttavalla lämmönlähteellä.
Tilavuus vs. lämpötila
Yksinkertaisen tislauskaavion tulisi näyttää tislauskaavio seoksen tilavuudesta suhteessa lämpötilaan pisteiden kanssa, joissa molempien tai kaikkien kaasujen lämpötila leikkaa, paikallista kaasun jokaisen komponentin kiehumispiste. Tämän koostumuksen käyrän avulla voit selvittää sopivan laiteasennuksen ja lämpötilan kaasun tai nestemäisen seoksen erottamiseksi. Voit kokeilla erityyppisiä murto-pylväitä selvittääksesi, kumpi antaa sinulle selkeimman kuvan ainesosien kiehumispisteestä.
Yksinkertainen tislauskaavio noudattaa yksinkertaista tislausteoriaa. Yksinkertainen tislaus tarkoittaa, että kaasu tiivistyy nesteeksi kerran, joten sinun täytyy suorittaa se nesteille tai kaasuille, joiden kiehumispisteet ovat riittävän kaukana toisistaan niiden erottamiseksi.
Useiden kondensointivaiheiden käyttöä kutsutaan jakotislaus, ja tässä tapauksessa on käytettävä fraktioitua tislauskaaviota tilavuudesta lämpötilaan nähden. Voit ekstrapoloida selvittääksesi teoreettiset asetukset muille nesteille ja seoksille, koska se, että asetelmassa on enemmän helmiä tai levyjä, pitäisi teoreettisesti parantaa erotusmenetelmää samalla kun lisää seoksen erottamiseen kuluvaa aikaa.
Yksinkertainen tislausteoria
Seokset, jotka tislautuvat kokeiden avulla, eivät tuota puhtaita näytteitä, mutta johtavat epäpuhtauksiin mitattavissa eri seoksissa. Tämä tarkoittaa, että voit käyttää yhtälöitä selittämään tislauksen kokeellisia tuloksia sekä ennusteita, jotka perustuvat aiemmin vahvistettuihin tietoihin kaasujen ja nesteiden koostumuksesta. Raoultsin laki ja Daltonsin laki antavat sinulle tapoja mitata nämä yksinkertaisen tislausteorian osuudet.
Tämän höyryn tarkka koostumus, joka vaihtaa kiehuvan ja tiivistyvän välillä, seuraa Raoults-laki, jossa todetaan, että yhdisteen höyrynpaine laskee, kun se on liuoksessa, ja voi olla yhteydessä molaariseen koostumukseen. Yhtälö P= PO x χ kertoo, että tietyn komponentin A osapaine P tuotetaan prosentuaalisesti komponentista PO ja A "chi": n moolijae χ.
Osapaine on paine, joka seoksen muodostavalla kaasulla olisi, jos seoksen koko tilavuus olisi samassa lämpötilassa. Tämän avulla voit määrittää, kuinka paljon kaasua tulisi olla läsnä, jos tiedät moolijakeen ennen käsiä.
Voit sitten käyttää Daltonin laki jossa todetaan, että kaasuseoksen kokonaispaine on yhtä suuri kuin sen muodostavien osapaineiden summa. Teoria siitä, kuinka kaasuhiukkaset liikkuvat ja ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, selittää tämän.
Voit kuvata yhdisteen höyrynpaineen käyttämällä liuoksen lämpötilaa ja yhdisteen kiehumispistettä, koska lämpötilan noustessa useammalla kaasumolekyylillä on tarpeeksi kineettistä energiaa iskeä toisiinsa sopivassa suunnassa antamaan reaktio esiintyä. He tarvitsevat tämän voittaakseen molekyylien väliset voimat, jotka pitäisivät hiukkaset yhdessä nestefaasissa.
Tislaus teollisuudessa
Yhdisteiden kiehumispistettä ja kaasumaisia ominaisuuksia koskevan tutkimuksen lisäksi tislaus on hyödyllinen monissa teollisuuden sovelluksissa. Sitä käytetään tutkimaan ja muodostamaan reaktioita öljyn, veden ja muiden polttoaineessa käytettyjen komponenttien, kuten metaanin, välillä. Elintarvikealan tutkijat ja valmistajat voivat käyttää sitä viinien, oluen ja erityyppisten viinien valmistukseen. Tislausmenetelmät ovat löytäneet käytännöllisen käytön kosmetiikan, lääkkeiden ja muiden kemiallisten valmistusmenetelmien aloilla.
Tekniikkaa käytetään jopa hehkulampuissa estämään volframilangan vaurioituminen ja antamaan hehku hehkulampuissa. He tekevät tämän erottamalla ilman tuottamaan kaasuja, joita tarvitaan lamppujen valmistukseen. Nämä tislausmenetelmät seuraavat teoriaa ja kokeellisia menetelmiä erottamiseksi.