Destilace: co to je, proces, aplikace a cvičení

THE destilace je metoda separace homogenních směsí, to znamená, když jsou složky v jediné fázi.

Existují dva typy destilace. Jednoduchá destilace se používá při separaci pevné látky a kapaliny a frakční destilaci ve směsi kapalin, které jsou navzájem mísitelné.

Aby bylo možné izolovat konkrétní složku směsi, je nutné modifikovat proměnnou. V případě destilace dochází k separaci změnou teploty tak, že zájmová složka změní svůj fyzikální stav.

Vlastností látek použitých v tomto procesu je bod varu, tedy teplota, při které dochází ke změně z kapaliny na plyn.

destilační proces

Destilační proces spočívá v dodávání tepla do směsi, dokud není dosaženo bodu varu sledované složky a přejde do plynného skupenství, čímž se oddělí od ostatních.

Poté plyn prochází chladicí kolonou, kde bude látce odebíráno teplo, dokud nedosáhne svého bodu tání a tím se vrátí do kapalného stavu. Tento materiál je nasměrován do jiné nádoby.

jednoduchá destilace

K oddělení homogenní směsi z pevná látka rozpuštěná v kapalině používá se jednoduchá destilace.

Na obrázku níže vidíme základní vybavení pro separační proces.

Zařízení používané v laboratoři k provedení jednoduché destilace

Jsou oni:

• Destilační baňka (1), která obsahuje směs;
• Zahřívací přikrývka (2), která poskytuje teplo směsi;
• Teploměr (3) pro sledování změny teploty;
• Kondenzátor (4) pro chlazení odpařené složky a
• Kádinka (5) pro zachycení oddělené složky v kapalném stavu.

Tento proces lze použít například k oddělení chloridu sodného (NaCl), známého jako kuchyňská sůl, a vody. Sůl má bod varu 1465 °C a ve vodě se rozpouští za vzniku homogenní směsi.

Voda má bod varu 100 ºC, snadno přechází do plynného skupenství a odděluje se ze směsi, přičemž sůl krystalizuje a zůstává v pevném stavu v nádobě.

Vodní pára vystupuje v horní části destilační baňky a prochází chladičem. Na stěnách tohoto zařízení cirkuluje studená nebo studená voda. Výměna tepla mezi tekutinami způsobuje, že oddělená složka směsi ztrácí teplo a vrací se do kapalného stavu, aby byla shromážděna v jiné nádobě. Tato kapalina se nazývá destilát.

frakční destilace

K oddělení homogenní směsi z kapaliny vzájemně mísitelné a při velkém rozdílu teplot varu se používá frakční destilace.

Tato metoda je frakcionovaná, protože složky jsou odděleny od směsi v vzestupně podle bodu varu, to znamená počínaje nejnižší až po tu, která vyžaduje nejvyšší teplotu pro změnu fáze.

Na obrázku níže je zařízení použité k provedení metody.

Zařízení používané v laboratoři k provádění frakční destilace

Stejně jako při jednoduché destilaci se používá destilační baňka (1), topná pokrývka (2), teploměr (4), chladič (5) a kádinka (6). Nicméně, destilační nebo frakcionační kolona (3) je zařízení, které umožňuje separaci podle teploty.

Destilační kolona má uvnitř řadu překážek, které zabraňují současnému odpařování všech složek směsi.

Tento proces se široce používá k oddělení frakcí ropy, což je směs uhlovodíků. Některé z ropných složek a jejich příslušné body varu (PE) jsou: butan (PE 20 ºC), benzín (PE 150 ºC) a petrolej (PE 300 ºC).

Prostřednictvím frakční destilace je první složkou oddělenou butan, protože má nejnižší bod varu, dále benzín se středním bodem varu a nakonec petrolej.

Destilační aplikace

Destilace je široce používána v průmyslu, protože mnoho směsí prochází tímto procesem. Pomocí této metody se vyrábí lihoviny jako whisky, brandy a vodka.

Petrochemický průmysl využívá k rafinaci ropy frakční destilaci. Destilační věže jsou velké konstrukce vyrobené k oddělení frakcí tohoto fosilního paliva.

Destilační věž v průmyslu

Destilační cvičení

Otázka 1

Destilace je separační metoda založená na vlastnostech.

chemie
b) Fyzika
c) Biologické
d) Obecně k věci

Viz odpověď

Alternativa: b) Fyzika.

Bod varu je specifická fyzikální vlastnost hmoty, protože je vlastní dané látce. Je to teplota, při které se materiál mění z kapalného do plynného skupenství, to znamená, že dochází k jeho vypařování.

otázka 2

Toto jsou příklady směsí oddělených destilací, KROMĚ

a) voda + aceton
b) solanka
c) voda + olej
d) mořská voda

Viz odpověď

Správná alternativa: c) voda + olej.

Voda a olej jsou nemísitelné látky. V tomto případě se k oddělení složek směsi používá dekantační metoda. Tato metoda je založena na rozdílu hustoty.

Solanka (voda + sůl) a mořská voda, která má také rozpuštěné soli, se oddělují jednoduchou destilací. Pro vodu a aceton se používá frakční destilace.

otázka 3

(UFRGS) Dvoufázový heterogenní systém je tvořen třemi různými kapalinami A, B a C. Je známo že:

A a B jsou navzájem mísitelné;
C je nemísitelný s A as B;
A je volatilnější než B.

Na základě těchto informací jsou nejvhodnější metody pro oddělení těchto tří kapalin:

a) odstřeďování a dekantování.
b) dekantace a frakční tavení.
c) filtrace a centrifugace.
d) filtrace a frakční destilace.
e) dekantace a frakční destilace.

Viz odpověď

Správná alternativa: e) dekantace a frakční destilace.

Heterogenní systém otázky má dvě fáze:

Fáze 1: kapaliny A a B, které jsou vzájemně mísitelné
Fáze 2: kapalina C, která je nemísitelná s ostatními složkami

V důsledku rozdílu v hustotě je proto fáze 1 oddělena od fáze 2 pomocí dekantační metody. Kvůli rozdílu v teplotě varu, protože A je těkavější než B, to znamená, že má tendenci snadno přejít do plynného stavu, se používá frakční destilace.

Získejte více znalostí s obsahem:

• Jednoduchá a frakční destilace
• Dělení směsí
• Cvičení na separaci směsí