NS 증류 균질한 혼합물을 분리하는 방법입니다. 즉, 성분이 단일상일 때입니다.
증류에는 두 가지 유형이 있습니다. 단순 증류는 서로 섞일 수 있는 액체 혼합물의 고체-액체 분리 및 분별 증류에 사용됩니다.
혼합물의 특정 성분을 분리하려면 변수를 수정해야 합니다. 증류의 경우, 관심 성분이 물리적 상태를 변화시키도록 온도를 변화시킴으로써 분리가 일어난다.
이 과정에서 사용되는 물질의 성질은 비점, 즉 액체에서 기체로의 변화가 일어나는 온도.
증류 공정
증류 공정은 관심 성분의 끓는점에 도달할 때까지 혼합물에 열을 공급하고 기체 상태로 변하여 다른 성분과 분리되는 것으로 구성됩니다.
그 후, 가스는 냉각 컬럼을 통과하여 용융점에 도달할 때까지 물질에서 열이 제거되어 액체 상태로 돌아갑니다. 이 자료는 다른 용기로 보내집니다.
단순 증류
균질한 혼합물을 분리하려면 액체에 용해된 고체 간단한 증류가 사용됩니다.
아래 이미지에서 우리는 분리 공정을 위한 기본 장비를 볼 수 있습니다.
그들은:
- 혼합물을 담고 있는 증류 플라스크(1);
- 혼합물에 열을 제공하는 가온 블랭킷(2);
- 온도계(3), 온도 변화를 모니터링합니다.
- 응축기(4), 증발된 성분을 냉각하고
- 비이커(5), 분리된 성분을 액체 상태로 수집합니다.
이 공정은 예를 들어 식염으로 알려진 염화나트륨(NaCl)과 물을 분리하는 데 사용할 수 있습니다. 염의 끓는점은 1465 °C이며 물에 용해되어 균일한 혼합물을 형성합니다.
물은 끓는점이 100ºC이므로 쉽게 기체 상태로 변하여 혼합물에서 분리되는 반면 소금은 결정화되어 용기에 고체 상태로 남아 있습니다.
수증기는 증류 플라스크의 상단에서 빠져 나와 응축기를 통과합니다. 이 장비의 벽에는 냉수 또는 냉수가 순환합니다. 유체 간의 열 교환은 혼합물의 분리된 성분이 열을 잃고 액체 상태로 돌아가 다른 용기에 모이게 합니다. 이 액체를 증류액이라고 합니다.
분별 증류
균질한 혼합물을 분리하려면 서로 섞일 수 있는 액체 끓는 온도의 차이가 크므로 분별 증류가 사용됩니다.
이 방법은 성분이 혼합물에서 분리되기 때문에 분별됩니다. 끓는점 오름차순즉, 가장 낮은 온도에서 시작하여 상을 변경하기 위해 가장 높은 온도가 필요한 온도까지입니다.
아래 이미지에는 이 방법을 수행하는 데 사용되는 장비가 있습니다.
단순증류와 마찬가지로 증류플라스크(1), 가열블랭킷(2), 온도계(4), 콘덴서(5), 비이커(6)를 사용한다. 그러나, 그 증류 또는 분별 컬럼 (3) 온도에 따른 분리가 가능한 장비이다.
증류탑에는 혼합물의 모든 성분이 동시에 휘발되는 것을 방지하기 위해 내부에 일련의 장애물이 있습니다.
이 공정은 탄화수소 혼합물인 석유의 분획을 분리하는 데 널리 사용됩니다. 일부 석유 성분과 각각의 끓는점(PE)은 부탄(PE 20ºC), 가솔린(PE 150ºC) 및 등유(PE 300ºC)입니다.
분별 증류를 통해 부탄은 가장 낮은 끓는점을 가지므로 가장 먼저 분리되는 성분이고, 그 다음으로 중간 끓는점이 있는 가솔린, 마지막으로 등유입니다.
증류 응용
많은 혼합물이 이 과정을 거치기 때문에 증류는 산업에서 널리 사용됩니다. 위스키, 브랜디, 보드카 등의 증류주를 이 방법으로 만듭니다.
석유 화학 산업은 분별 증류를 사용하여 오일을 정제합니다. 증류탑은 이 화석 연료의 일부를 분리하기 위해 만들어진 대형 구조물입니다.
증류 연습
질문 1
증류는 특성 기반 분리 방법입니다.
화학
b) 물리학
c) 생물학적
d) 문제의 일반
대안: b) 물리학.
끓는점은 주어진 물질에 내재되어 있기 때문에 물질의 특정 물리적 특성입니다. 물질이 액체에서 기체 상태로 변하는 온도, 즉 증발되는 온도입니다.
질문 2
다음은 증류에 의해 분리된 혼합물의 예입니다.
a) 물 + 아세톤
b) 소금물
다) 물 + 기름
d) 바닷물
올바른 대안: c) 물 + 기름.
물과 기름은 섞이지 않는 물질입니다. 이 경우 혼합물의 성분을 분리하기 위해 경사분리법이 사용됩니다. 이 방법은 밀도 차이를 기반으로 합니다.
염수(물+소금)와 염분도 용해되어 있는 해수를 단순증류로 분리합니다. 물과 아세톤의 경우 분별 증류가 사용됩니다.
질문 3
(UFRGS) 2상 이질 시스템은 세 가지 다른 액체 A, B 및 C에 의해 형성됩니다. 다음과 같이 알려져 있습니다.
A와 B는 서로 섞일 수 있습니다.
C는 A 및 B와 섞이지 않습니다.
A는 B보다 변동성이 크다.
이 정보를 바탕으로 세 가지 액체를 분리하는 가장 적합한 방법은 다음과 같습니다.
a) 원심분리 및 경사분리.
b) 경사분리 및 부분 용융.
c) 여과 및 원심분리.
d) 여과 및 분별 증류.
e) 경사분리 및 분별 증류.
올바른 대안: e) 경사분리 및 분별 증류.
질문의 이기종 시스템에는 두 단계가 있습니다.
1단계: 서로 섞일 수 있는 액체 A와 B
2단계: 다른 구성 요소와 섞이지 않는 액체 C
따라서 밀도의 차이로 인해 상 1은 경사 분리 방법을 사용하여 상 2와 분리됩니다. 끓는점의 차이로 인해 A는 B보다 휘발성이 높아서 기체상태로 쉽게 넘어가기 쉬우므로 분별증류를 이용한다.
다음 내용을 통해 더 많은 지식을 얻으십시오.
- 단순 분별 증류
- 혼합물의 분리
- 혼합물 분리에 대한 연습
