ال التقطير هي طريقة لفصل المخاليط المتجانسة ، أي عندما تكون المكونات في مرحلة واحدة.
هناك نوعان من التقطير. يستخدم التقطير البسيط في فصل المواد الصلبة والسائلة والتقطير التجزيئي في خليط من السوائل التي تمتزج مع بعضها البعض.
لتكون قادرًا على عزل مكون معين من الخليط ، من الضروري تعديل متغير. في حالة التقطير ، يحدث الفصل عن طريق تغيير درجة الحرارة بحيث يغير مكون الفائدة حالته الفيزيائية.
خاصية المواد المستخدمة في هذه العملية هي نقطة الغليان، أي درجة الحرارة التي يحدث عندها التغيير من السائل إلى الغاز.
عملية التقطير
تتكون عملية التقطير من توفير الحرارة لمزيج حتى يتم الوصول إلى نقطة غليان المكون المعني ويتحول إلى الحالة الغازية ، ويفصل نفسه عن الآخرين.
بعد ذلك ، يمر الغاز عبر عمود التبريد ، حيث تتم إزالة الحرارة من المادة حتى تصل إلى نقطة الانصهار ، وبالتالي تعود إلى الحالة السائلة. يتم توجيه هذه المادة إلى حاوية أخرى.
تقطير بسيط
لفصل خليط متجانس عن مادة صلبة مذابة في سائل يتم استخدام التقطير البسيط.
في الصورة أدناه يمكننا أن نرى المعدات الأساسية لعملية الفصل.
هل هم:
- دورق التقطير (1) الذي يحتوي على الخليط ؛
- بطانية تدفئة (2) توفر حرارة للخليط ؛
- ميزان حرارة (3) لرصد تغير درجة الحرارة ؛
- مكثف (4) ، لتبريد المكون المتبخر و
- دورق (5) ، لتجميع المكون المفصول في الحالة السائلة.
يمكن استخدام هذه العملية ، على سبيل المثال ، لفصل كلوريد الصوديوم (NaCl) ، المعروف باسم ملح الطعام ، والماء. الملح تبلغ درجة غليانه 1465 درجة مئوية ويذوب في الماء ليشكل خليطًا متجانسًا.
نظرًا لأن الماء تبلغ درجة غليانه 100 درجة مئوية ، فإنه يتحول بسهولة إلى حالة غازية ويتم فصله عن الخليط ، بينما يتبلور الملح ويبقى في حالة صلبة في الحاوية.
يخرج بخار الماء من أعلى دورق التقطير ويمر عبر مكثف. يدور الماء البارد أو البارد على جدران هذا الجهاز. يؤدي تبادل الحرارة بين الموائع إلى فقدان المكون المنفصل للخليط الحرارة والعودة إلى الحالة السائلة ليتم تجميعها في حاوية أخرى. هذا السائل يسمى نواتج التقطير.
التقطير التجزيئي
لفصل خليط متجانس عن سوائل قابلة للامتزاج مع بعضها البعض ومع وجود فرق كبير بين درجات حرارة الغليان ، يتم استخدام التقطير التجزيئي.
هذه الطريقة مجزأة لأن المكونات منفصلة عن الخليط في ترتيب تصاعدي لنقطة الغليان، أي بدءًا من الأدنى حتى الذي يتطلب أعلى درجة حرارة لتغيير المرحلة.
في الصورة أدناه ، هناك المعدات المستخدمة لتنفيذ الطريقة.
كما هو الحال في التقطير البسيط ، يتم استخدام دورق التقطير (1) ، بطانية التدفئة (2) ، مقياس الحرارة (4) ، المكثف (5) والدورق (6). ومع ذلك ، فإن عمود التقطير أو التجزئة (3) هي المعدات التي تسمح بالفصل حسب درجة الحرارة.
يحتوي عمود التقطير على سلسلة من العوائق بداخله لمنع تطاير جميع مكونات الخليط في نفس الوقت.
تستخدم هذه العملية على نطاق واسع لفصل أجزاء من البترول ، وهو خليط من الهيدروكربونات. بعض المكونات البترولية ونقاط الغليان الخاصة بها هي: البيوتان (PE 20 درجة مئوية) والبنزين (PE 150 درجة مئوية) والكيروسين (PE 300 درجة مئوية).
من خلال التقطير التجزيئي ، يكون البيوتان هو المكون الأول الذي يتم فصله ، حيث يحتوي على أدنى نقطة غليان ، ثم البنزين ، مع نقطة غليان وسيطة ، وأخيراً الكيروسين.
تطبيقات التقطير
يستخدم التقطير على نطاق واسع في الصناعات ، حيث تخضع العديد من المخاليط لهذه العملية. يتم صنع المشروبات الروحية مثل الويسكي والبراندي والفودكا باستخدام هذه الطريقة.
تستخدم صناعة البتروكيماويات التقطير الجزئي لتكرير النفط. أبراج التقطير هي هياكل كبيرة مصنوعة لفصل أجزاء هذا الوقود الأحفوري.
تمارين التقطير
السؤال رقم 1
التقطير هو طريقة فصل قائمة على الملكية.
الكيمياء
ب) الفيزياء
ج) البيولوجية
د) عام الموضوع
البديل: ب) الفيزياء.
نقطة الغليان هي خاصية فيزيائية معينة للمادة ، لأنها متأصلة في مادة معينة. إنها درجة الحرارة التي تتغير فيها المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية ، أي أنها تخضع للتبخر.
السؤال 2
هذه أمثلة على مخاليط مفصولة بالتقطير ، ما عدا
أ) ماء + أسيتون
ب) محلول ملحي
ج) ماء + زيت
د) مياه البحر
البديل الصحيح: ج) ماء + زيت.
الماء والزيت مواد غير قابلة للامتزاج. في هذه الحالة ، يتم استخدام طريقة الصب لفصل مكونات الخليط. تعتمد هذه الطريقة على فرق الكثافة.
يتم فصل محلول ملحي (ماء + ملح) ومياه البحر ، الذي يحتوي أيضًا على أملاح مذابة ، عن طريق التقطير البسيط. بالنسبة للماء والأسيتون ، يتم استخدام التقطير التجزيئي.
السؤال 3
(UFRGS) يتكون النظام غير المتجانس ثنائي الطور من ثلاثة سوائل مختلفة A و B و C. من المعروف أن:
A و B قابلان للامتزاج مع بعضهما البعض ؛
C غير قابل للامتزاج مع A و B ؛
A أكثر تقلبًا من B.
بناءً على هذه المعلومات ، فإن أنسب الطرق لفصل السوائل الثلاثة هي:
أ) الطرد المركزي والصب.
ب) الصب والانصهار الجزئي.
ج) الترشيح والطرد المركزي.
د) الترشيح والتقطير التجزيئي.
ه) الصب والتقطير التجزيئي.
البديل الصحيح: هـ) الترويق والتقطير التجزيئي.
يتكون النظام غير المتجانس للسؤال من مرحلتين:
المرحلة 1: السائلان A و B اللذان يمتزجان مع بعضهما البعض
المرحلة الثانية: السائل C ، وهو غير قابل للامتزاج مع المكونات الأخرى
لذلك ، نظرًا للاختلاف في الكثافة ، يتم فصل المرحلة 1 عن المرحلة 2 باستخدام طريقة الصب. نظرًا للاختلاف في درجة حرارة الغليان ، نظرًا لأن A أكثر تقلبًا من B ، أي أنه يميل إلى الانتقال إلى الحالة الغازية بسهولة ، يتم استخدام التقطير التجزيئي.
اكتساب المزيد من المعرفة بالمحتويات:
- التقطير البسيط والتجزيئي
- فصل المخاليط
- تمارين على فصل المخاليط
