THE destilleerimine on meetod homogeensete segude eraldamiseks, st kui komponendid on ühes faasis.
Destilleerimist on kahte tüüpi. Lihtdestilleerimist kasutatakse tahke-vedeliku eraldamisel ja fraktsioneerival destilleerimisel üksteisega segunevate vedelike segus.
Segu teatud komponendi eraldamiseks on vaja muutujat muuta. Destilleerimise korral toimub eraldumine temperatuuri muutmisega nii, et huvipakkuv komponent muudab oma füüsikalist olekut.
Selles protsessis kasutatavate ainete omadus on keemispunktst temperatuur, mille juures toimub üleminek vedelikust gaasiks.
destilleerimisprotsess
Destilleerimisprotsess seisneb segule soojuse andmises, kuni saavutatakse huvipakkuva komponendi keemistemperatuur ja see läheb gaasilisse olekusse, eraldudes teistest.
Pärast seda läbib gaas jahutuskolonni, kus ainest eemaldatakse soojus kuni selle sulamistemperatuurini ja naaseb seega vedelasse olekusse. See materjal suunatakse teise konteinerisse.
lihtne destilleerimine
Homogeense segu eraldamiseks vedelikus lahustunud tahke aine kasutatakse lihtsat destilleerimist.
Alloleval pildil näeme eraldamisprotsessi põhivarustust.
Kas need on:
- Destilleerimiskolb (1), mis sisaldab segu;
- Soojendustekk (2), mis annab segule soojust;
- termomeeter (3), et jälgida temperatuuri muutust;
- Kondensaator (4) aurustunud komponendi jahutamiseks ja
- Keeduklaas (5) eraldatud komponendi vedelas olekus kogumiseks.
Seda protsessi saab kasutada näiteks lauasoola tuntud naatriumkloriidi (NaCl) ja vee eraldamiseks. Soola keemistemperatuur on 1465 °C ja see lahustub vees, moodustades homogeense segu.
Kuna vee keemistemperatuur on 100 ºC, muutub see kergesti gaasiliseks ja eraldub segust, sool aga kristalliseerub ja jääb anumasse tahkeks.
Veeaur väljub destilleerimiskolvi ülaosast ja läbib kondensaatori. Selle seadme seintel ringleb külm või külm vesi. Soojusvahetus vedelike vahel põhjustab segu eraldatud komponendi soojuse kaotust ja naaseb vedelasse olekusse, et koguda teise anumasse. Seda vedelikku nimetatakse destillaadiks.
fraktsionaalne destilleerimine
Homogeense segu eraldamiseks omavahel segunevad vedelikud ja keemistemperatuuride suure erinevuse korral kasutatakse fraktsioneerivat destilleerimist.
See meetod on fraktsioneeritud, kuna komponendid eraldatakse segust keemistemperatuuri tõusvas järjekorrasst alustades madalaimast kuni selleni, mis nõuab faasi muutmiseks kõrgeimat temperatuuri.
Alloleval pildil on meetodi teostamiseks kasutatud seadmed.
Nagu lihtsal destilleerimisel, kasutatakse destilleerimiskolbi (1), soojendustekki (2), termomeetrit (4), kondensaatorit (5) ja keeduklaasi (6). Siiski, destilleerimis- või fraktsioneerimiskolonnis (3) on seade, mis võimaldab temperatuuri järgi eraldada.
Destilleerimiskolonni sees on rida takistusi, mis takistavad segu kõigi komponentide üheaegset lendumist.
Seda protsessi kasutatakse laialdaselt nafta fraktsioonide eraldamiseks, mis on süsivesinike segu. Mõned naftakomponendid ja nende keemistemperatuurid (PE) on: butaan (PE 20 ºC), bensiin (PE 150 ºC) ja petrooleum (PE 300 ºC).
Fraktsioneeriva destilleerimisega eraldatakse esimese komponendina butaan, kuna sellel on madalaim keemistemperatuur, seejärel keskmise keemistemperatuuriga bensiin ja lõpuks petrooleum.
Destilleerimisrakendused
Destilleerimist kasutatakse tööstuses laialdaselt, kuna paljud segud läbivad selle protsessi. Selle meetodiga valmistatakse kangeid jooke nagu viski, brändi ja viin.
Naftakeemiatööstus kasutab nafta rafineerimiseks fraktsioneerivat destilleerimist. Destilleerimistornid on suured struktuurid, mis on valmistatud selle fossiilkütuse fraktsioonide eraldamiseks.
Destilleerimise harjutused
küsimus 1
Destilleerimine on omadustel põhinev eraldamismeetod.
keemia
b) Füüsika
c) bioloogiline
d) Asja üldsõna
Alternatiiv: b) Füüsika.
Keemispunkt on aine spetsiifiline füüsikaline omadus, kuna see on antud ainele omane. See on temperatuur, mille juures materjal muutub vedelast olekust gaasiliseks, see tähendab, et see aurustub.
küsimus 2
Need on näited destilleerimisega eraldatud segudest, V.A
a) vesi + atsetoon
b) soolvesi
c) vesi + õli
d) merevesi
Õige alternatiiv: c) vesi + õli.
Vesi ja õli on segunematud ained. Sel juhul kasutatakse segu komponentide eraldamiseks dekanteerimismeetodit. See meetod põhineb tiheduse erinevusel.
Soolvesi (vesi + sool) ja merevesi, milles on ka lahustunud soolad, eraldatakse lihtsa destilleerimisega. Vee ja atsetooni puhul kasutatakse fraktsioneerivat destilleerimist.
küsimus 3
(UFRGS) Kahefaasilise heterogeense süsteemi moodustavad kolm erinevat vedelikku A, B ja C. On teada, et:
A ja B segunevad omavahel;
C ei segune A-ga ja B-ga;
A on muutlikum kui B.
Selle teabe põhjal on kõige sobivamad meetodid kolme vedeliku eraldamiseks:
a) tsentrifuugimine ja dekanteerimine.
b) dekanteerimine ja fraktsionaalne sulatamine.
c) filtreerimine ja tsentrifuugimine.
d) filtreerimine ja fraktsionaalne destilleerimine.
e) dekanteerimine ja fraktsionaalne destilleerimine.
Õige alternatiiv: e) dekanteerimine ja fraktsionaalne destilleerimine.
Küsimuse heterogeensel süsteemil on kaks faasi:
1. faas: vedelikud A ja B, mis on omavahel segunevad
2. faas: vedelik C, mis ei segune teiste komponentidega
Seetõttu eraldatakse tiheduse erinevuse tõttu faas 1 faasist 2, kasutades dekanteerimismeetodit. Keemistemperatuuri erinevuse tõttu, kuna A on lenduvam kui B, st kipub kergesti minema gaasilisse olekusse, kasutatakse fraktsioneerivat destilleerimist.
Hankige sisuga rohkem teadmisi:
- Lihtne ja fraktsionaalne destilleerimine
- Segude eraldamine
- Harjutused segude eraldamiseks
