THE frakcionēta destilācija ir process, ko izmanto, lai atdalītu homogēnus maisījumus, ko veido vismaz divi sajaucami šķidrumi. Atdalīšana ar šo metodi balstās uz maisījuma sastāvdaļu dažādiem viršanas punktiem.
Šo atdalīšanas veidu parasti izmanto maisījumiem, kuru sastāvdaļas ir ar aptuveni 25 °C viršanas temperatūras atšķirību.
Procesa galvenais aparāts ir frakcionēšanas kolonna, ko sauc arī par destilācijas kolonnu, kuras iekšpusē ir virkne šķēršļu, kas novērš visu maisījuma sastāvdaļu iztvaikošanu vienlaikus.
Pamatā maisījumu karsē destilācijas kolbā, līdz mainās tā komponenta fiziskais stāvoklis, kuram ir zemākā viršanas temperatūra. Pēc tam tvaiks iet caur frakcionētu kolonnu, kas atdala frakcijas, un pēc tam kondensators liek vielai atgriezties šķidrā stāvoklī, lai tā tiktu novirzīta uz savākšanas konteineru.
Frakcionētu destilāciju plaši izmanto rūpniecībā un laboratorijās, kam ir liela komerciāla nozīme. Pielietojuma piemēri: ūdens attīrīšana, naftas komponentu atdalīšana un sašķidrinātā gaisa atdalīšana.
Piemēram, nafta ir ogļūdeņražu maisījums, piemēram, butāns (PE 20 °C), benzīns (PE 150 °C) un petrolejas (PE 300 °C). Tāpēc sastāvdaļu atdalīšanas secība frakcionētā destilācijā no zemākās līdz augstākajai viršanas temperatūrai ir: butāns, benzīns un petroleja.
Frakcionālās destilācijas iekārtas
Frakcionētajā destilācijā izmanto sistēmu, kas sastāv no šādām daļām:
- Destilācijas kolba (1), kurā ir maisījums;
- Sildīšanas sega (2), kas nodrošina siltumu maisījumam;
- Destilācijas kolonna (3), kas ļauj atdalīt atkarībā no temperatūras;
- Termometrs (4), lai sekotu temperatūras izmaiņām;
- Kondensators (5), lai atdzesētu iztvaicēto komponentu;
- Vārglāze (6), lai savāktu atdalīto komponentu šķidrā stāvoklī.
Atdalīšanas process frakcionētā destilācijā
Vispirms maisījumu ievieto destilācijas kolbā kopā ar pretsadursmes granulām, lai novērstu strauju iztvaikošanu.
Frakcionēto kolonnu savieno ar destilācijas kolbu. Karsējot maisījumu, tvaiki paceļas kolonnā, kuras iekšpuse ir izklāta ar "šķēršļiem", parasti no stikla vai porcelāna pērlītēm.
Šķidruma saskare kolonnas iekšpusē liek maisījuma vielām zaudēt siltumu, ejot cauri iekārtai, un tikai tā sastāvdaļa, kurai ir viszemākā viršanas temperatūra, nonāk kolonnas augšpusē.
Pēc tam tvaiki, kas nonāk kondensatorā, tiek atdzesēti, līdz tie sašķidrinās, tas ir, atgriežas šķidrā stāvoklī un tiek savākti uztveršanas kolbā.
Izlasi arī: Kas ir destilācija?
Naftas frakcionēta destilācija
Eļļa ir sarežģīts organisko savienojumu maisījums, un dažādas sastāvdaļas, kas atdalītas destilācijas procesā, sauc par frakcijām. Naftas frakcijas veido ogļūdeņraži, piemēram, benzīns, dīzeļdegviela, petroleja un bitumens.
Frakcijas tiek atdalītas destilācijas tornis, tērauda kolonna, kas piepildīta ar paplātēm, kurām ir "šķēršļi" eļļas pārejai.
Sākumā eļļu uzkarsē krāsnī un uzkarsēto maisījumu padod destilācijas torņa apakšā. Torņa temperatūra ir augstāka apakšā un zemāka augšpusē, lai novērstu smagāko frakciju iztvaikošanu ar vieglākām sastāvdaļām.
Garākās oglekļa ķēdes ogļūdeņraži tiek kondensēti un noņemti torņa apakšā. Šīs frakcijas ir tumšas, viskozas un grūtāk iztvaicējamas. No otras puses, vienķēdes viršanas temperatūras ir zemākas, un tāpēc tās kondensējas temperatūrā, kas ir tuvāk torņa augšdaļai, kur tās tiek savāktas.
uzzināt vairāk par naftas rafinēšana.
Atšķirība starp vienkāršu un frakcionētu destilāciju
Vienkāršu destilāciju izmanto, ja vēlamies atdalīt šķidrumā izšķīdinātu cietu vielu. Šim nolūkam mēs karsējam maisījumu, līdz šķīdinātājs iztvaiko. Šis process ir ātrāks un prasa mazāk enerģijas nekā frakcionēta destilācija.
Maisījuma piemērs, ko var atdalīt ar vienkāršu destilāciju, ir ūdens un sāls. Ūdens, kura viršanas temperatūra ir daudz zemāka nekā galda sālim, maisījuma karsēšanas laikā tiek iztvaicēts un, izejot cauri kondensatoram, tiek savākts citā traukā.
Frakcionētu destilāciju izmanto, lai atdalītu šķidrumus, kas sajaucas viens ar otru, piemēram, ūdeni un acetonu.
Iegūstiet vairāk zināšanu par saturu:
- Vienkārša un frakcionēta destilācija
- Maisījuma atdalīšana
- Maisījumu atdalīšanas vingrinājumi
Bibliogrāfiskās atsauces
BRŪNS, T. L.; LEMAJS, JR., H. UN.; Bērstens, B. UN.; BĒRDŽS, Dž. R. Ķīmija ir galvenā zinātne. 9. izd. Pearson Prentice Hall do Brasil, 2008.
USBERCO, J.; SALVADORS, E. Vispārējā ķīmija. 12. izd. Sanpaulu: Saraiva, 2006.
RASELS Dž B. Vispārējā ķīmija. sēj. 1. Makrons, 1996. gads.
- Destilācija
- Vienkārša un frakcionēta destilācija
- naftas rafinēšana
- Maisījumu atdalīšanas vingrinājumi
- Maisījumu atdalīšana
- Ķīmijas laboratorijā izmantotie materiāli
- laboratorijas stikla trauki
- Organiskās ķīmijas vingrinājumi ar atbildēm
