THE destiláciou je metóda oddeľovania homogénnych zmesí, to znamená, keď sú zložky v jednej fáze.
Existujú dva typy destilácie. Jednoduchá destilácia sa používa pri separácii tuhá látka-kvapalina a frakčnej destilácii v zmesi kvapalín, ktoré sú navzájom miešateľné.
Aby bolo možné izolovať konkrétnu zložku zmesi, je potrebné modifikovať premennú. V prípade destilácie dochádza k separácii zmenou teploty tak, že záujmová zložka mení svoj fyzikálny stav.
Vlastnosťou látok použitých v tomto procese je bod varu, teda teplota, pri ktorej nastáva zmena z kvapaliny na plyn.
destilačný proces
Destilačný proces pozostáva z dodávania tepla do zmesi, kým sa nedosiahne bod varu príslušnej zložky a neprejde do plynného skupenstva, čím sa oddelí od ostatných.
Potom plyn prechádza chladiacou kolónou, kde sa bude látke odoberať teplo, až kým nedosiahne bod topenia a tým sa vráti do kvapalného stavu. Tento materiál je nasmerovaný do inej nádoby.
jednoduchá destilácia
Na oddelenie homogénnej zmesi z tuhá látka rozpustená v kvapaline používa sa jednoduchá destilácia.
Na obrázku nižšie môžeme vidieť základné vybavenie pre proces separácie.
Sú:
- Destilačná banka (1), ktorá obsahuje zmes;
- Vyhrievacia prikrývka (2), ktorá dodáva zmesi teplo;
- Teplomer (3) na sledovanie zmeny teploty;
- Kondenzátor (4) na ochladenie odparenej zložky a
- Kadička (5) na zachytávanie oddelenej zložky v kvapalnom stave.
Tento proces možno použiť napríklad na oddelenie chloridu sodného (NaCl), známeho ako kuchynská soľ, a vody. Soľ má bod varu 1465 °C a vo vode sa rozpúšťa za vzniku homogénnej zmesi.
Keďže voda má bod varu 100 ºC, ľahko prechádza do plynného skupenstva a oddeľuje sa zo zmesi, pričom soľ kryštalizuje a zostáva v pevnom stave v nádobe.
Vodná para vystupuje v hornej časti destilačnej banky a prechádza cez chladič. Po stenách tohto zariadenia cirkuluje studená alebo studená voda. Výmena tepla medzi tekutinami spôsobuje, že oddelená zložka zmesi stráca teplo a vracia sa do kvapalného stavu, aby sa zhromaždila v inej nádobe. Táto kvapalina sa nazýva destilát.
frakčná destilácia
Na oddelenie homogénnej zmesi z navzájom miešateľné kvapaliny a pri veľkom rozdiele medzi teplotami varu sa používa frakčná destilácia.
Táto metóda je frakcionovaná, pretože zložky sú oddelené od zmesi v vzostupného rádu bodu varu, teda počnúc od najnižšej až po tú, ktorá vyžaduje najvyššiu teplotu na zmenu fázy.
Na obrázku nižšie je zariadenie použité na vykonanie metódy.
Rovnako ako pri jednoduchej destilácii sa používa destilačná banka (1), vyhrievacia prikrývka (2), teplomer (4), chladič (5) a kadička (6). Avšak, destilačnej alebo frakcionačnej kolóny (3) je zariadenie, ktoré umožňuje separáciu podľa teploty.
Destilačná kolóna má vo vnútri sériu prekážok, ktoré zabraňujú súčasnému odparovaniu všetkých zložiek zmesi.
Tento proces je široko používaný na oddelenie frakcií ropy, ktorá je zmesou uhľovodíkov. Niektoré z ropných zložiek a ich príslušné body varu (PE) sú: bután (PE 20 ºC), benzín (PE 150 ºC) a petrolej (PE 300 ºC).
Prostredníctvom frakčnej destilácie je bután ako prvá zložka oddelená, pretože má najnižší bod varu, potom benzín so stredným bodom varu a nakoniec petrolej.
Destilačné aplikácie
Destilácia je široko používaná v priemysle, pretože mnoho zmesí prechádza týmto procesom. Pomocou tejto metódy sa vyrábajú liehoviny ako whisky, brandy a vodka.
Petrochemický priemysel využíva na rafináciu ropy frakčnú destiláciu. Destilačné veže sú veľké konštrukcie vyrobené na oddelenie frakcií tohto fosílneho paliva.
Destilačné cvičenia
Otázka 1
Destilácia je separačná metóda založená na vlastnostiach.
chémia
b) Fyzika
c) Biologické
d) Všeobecne o veci
Alternatíva: b) Fyzika.
Teplota varu je špecifická fyzikálna vlastnosť hmoty, keďže je pre danú látku vlastná. Je to teplota, pri ktorej sa materiál mení z kvapalného do plynného skupenstva, to znamená, že sa vyparuje.
otázka 2
Toto sú príklady zmesí oddelených destiláciou, OKREM
a) voda + acetón
b) soľankou
c) voda + olej
d) morská voda
Správna alternatíva: c) voda + olej.
Voda a olej sú nemiešateľné látky. V tomto prípade sa na oddelenie zložiek zmesi používa dekantačná metóda. Táto metóda je založená na rozdiele hustoty.
Soľanka (voda + soľ) a morská voda, ktorá má aj rozpustené soli, sa oddelia jednoduchou destiláciou. Pre vodu a acetón sa používa frakčná destilácia.
otázka 3
(UFRGS) Dvojfázový heterogénny systém tvoria tri rôzne kvapaliny A, B a C. Je známe, že:
A a B sú navzájom miešateľné;
C je nemiešateľné s A a s B;
A je volatilnejšie ako B.
Na základe týchto informácií sú najvhodnejšie metódy na oddelenie týchto troch kvapalín:
a) odstreďovanie a dekantovanie.
b) dekantácia a frakčné tavenie.
c) filtrácia a centrifugácia.
d) filtrácia a frakčná destilácia.
e) dekantácia a frakčná destilácia.
Správna alternatíva: e) dekantácia a frakčná destilácia.
Heterogénny systém otázky má dve fázy:
Fáza 1: kvapaliny A a B, ktoré sú navzájom miešateľné
Fáza 2: kvapalina C, ktorá je nemiešateľná s ostatnými zložkami
Preto je kvôli rozdielu v hustote fáza 1 oddelená od fázy 2 pomocou dekantačnej metódy. Vzhľadom na rozdiel v teplote varu, keďže A je prchavejší ako B, to znamená, že má tendenciu ľahko prejsť do plynného stavu, používa sa frakčná destilácia.
Získajte viac vedomostí s obsahom:
- Jednoduchá a frakčná destilácia
- Separácia zmesí
- Cvičenia na separáciu zmesí