Eenvoudig destillatieproces en voorbeelden

de eenvoudige destillatie is een proces waarbij de dampen geproduceerd uit een vloeistof rechtstreeks naar een condensor worden gevoerd, waarbinnen de temperatuur van de dampen daalt en de condensatie plaatsvindt.

Het wordt gebruikt om een ​​vluchtige component te scheiden van de niet-vluchtige componenten die in een vloeistof aanwezig zijn. Het wordt ook gebruikt voor de scheiding van twee vloeistoffen die aanwezig zijn in een oplossing met zeer verschillende kookpunten.

Eenvoudige destillatie is geen efficiënte methode voor de scheiding van twee vluchtige vloeistoffen die in een oplossing aanwezig zijn. Wanneer de temperatuur ervan stijgt door de toevoer van warmte, neemt ook de kinetische energie van de moleculen toe, waardoor ze de samenhangende kracht tussen hen kunnen overwinnen.

Vluchtige vloeistoffen beginnen te koken wanneer hun dampdruk gelijk is aan de externe druk die op het oppervlak van de oplossing wordt uitgeoefend. Beide vloeistoffen dragen bij aan de samenstelling van de gevormde damp, waarbij de aanwezigheid van de meer vluchtige vloeistof groter is; dat is degene met het laagste kookpunt.

Daarom vormt de meest vluchtige vloeistof het grootste deel van het gevormde destillaat. Het proces wordt herhaald totdat een gewenste zuiverheid of de maximaal mogelijke concentratie is bereikt.

index

• 1 Proces van eenvoudige destillatie
  • 1.1 Team
  • 1.2 Condensor
  • 1.3 Verwarming
• 2 voorbeelden
  • 2.1 Distillatie van water en alcohol
  • 2.2 Vloeistof-vaste stof scheiding
  • 2.3 Alcohol en glycerine
• 3 referenties

Eenvoudig destillatieproces

Bij eenvoudige destillatie wordt de temperatuur van een oplossing verhoogd totdat deze het kookpunt bereikt. Op dat moment vindt de overgang tussen de vloeibare en gasvormige toestand plaats. Dit wordt waargenomen wanneer een constant bubbelen begint bij het oplossen.

uitrusting

De apparatuur voor het uitvoeren van de eenvoudige destillatie bestaat gewoonlijk uit een aansteker of een verwarmingsdeken (zie afbeelding); een ronde vuurvaste glazen kolf met een matglazen mond, om de koppeling mogelijk te maken; en enkele glasparels (sommige gebruiken een houten stok) om de grootte van de gevormde bellen te verkleinen.

De glasparels dienen als bellenvormende kernen, waardoor de vloeistof langzaam kan koken, waardoor oververhitting wordt voorkomen, wat resulteert in de vorming van een soort gigantische bubbels; in staat zelfs een massa vloeistof uit de destillatieballon te spuiten.

Aan de mond van de kolf is een vuurvaste glazen adapter bevestigd met drie spuitmonden, die zijn gemaakt van mat glas. Een mond wordt gekoppeld aan de destillatiekolf, een tweede mond wordt gekoppeld aan de condensor en de derde mond wordt gesloten door het gebruik van een rubberen stop.

In de afbeelding mist de assembly deze adapter; en in plaats daarvan worden door dezelfde rubberen stop de thermometer en een directe aansluiting op de condensor geplaatst.

condensator

De condensor is een apparaat dat is ontworpen om de functie te vervullen die wordt aangegeven door de naam: om de stoom te condenseren die door het interieur beweegt. Door zijn bovenste mond is gekoppeld aan de adapter, en door zijn onderste mond is verbonden met een bal waar de producten van de destillatie worden verzameld.

In het geval van de afbeelding gebruiken ze (hoewel niet altijd correct) een maatcilinder om het gedestilleerde volume in één keer te meten.

Het water dat door de buitenmantel van de condensor circuleert, komt hier door zijn inferieure deel en verlaat het superieure deel. Dit zorgt ervoor dat de condensortemperatuur laag genoeg is om condensatie van de dampen geproduceerd in de destillatiekolf mogelijk te maken.

Alle stukken waaruit het destillatieapparaat bestaat, worden bevestigd door klemmen die zijn verbonden met een metalen steun.

Een volume van de oplossing die moet worden onderworpen aan de destillatie wordt in de ronde kolf geplaatst met een geschikte capaciteit.

De juiste verbindingen worden gemaakt met grafiet of vet om ervoor te zorgen dat de verzegeling efficiënt is en het opwarmen van de oplossing wordt gestart. Tegelijkertijd wordt de passage van water door de condensor gestart.

verwarming

Terwijl de verwarming van de destillatieballon voortgaat, wordt een temperatuurverhoging waargenomen in de thermometer, totdat een punt wordt bereikt waarop de temperatuur constant blijft. Dit blijft zo, zelfs als de verwarming doorgaat; tenzij alle vluchtige vloeistof volledig is verdampt.

De verklaring voor dit gedrag is dat het kookpunt van de component met het lagere kookpunt van het vloeistofmengsel is bereikt, waarbij de dampdruk gelijk is aan de buitendruk (760 mm Hg).

Op dit punt wordt alle warmte-energie verbruikt in de overgang van de vloeibare toestand naar de gasvormige toestand die het verstrijken van de intermoleculaire cohesiekracht van de vloeistof omvat. Daarom vertaalt de warmtetoevoer zich niet in een verhoging van de temperatuur.

Het vloeibare product van de destillatie wordt verzameld in kolven, correct geëtiketteerd, waarvan de volumes zullen afhangen van het volume dat oorspronkelijk in de destillatiekolf werd geplaatst.

Voorbeelden

Destillatie van water en alcohol

Er is een 50% alcohol-in-wateroplossing. Wetende dat het kookpunt van alcohol 78,4 ° C is en het kookpunt van water ongeveer 100 ° C is, kan men dan een zuivere alcohol verkrijgen met een eenvoudige destillatiestap? Het antwoord is nee.

Door het mengsel van alcohol en water te verhitten, wordt aanvankelijk het kookpunt van de meest vluchtige vloeistof bereikt; in dit geval alcohol. De gevormde damp heeft een groter aandeel van de alcohol, maar er zal ook een grote aanwezigheid van water in de stoom zijn, omdat de kookpunten vergelijkbaar zijn..

De vloeistof die wordt verzameld uit de destillatie en condensatie zal een percentage alcohol groter dan 50% hebben. Als deze vloeistof wordt onderworpen aan opeenvolgende destillaties, kan een geconcentreerde alcoholoplossing worden bereikt; maar niet puur, omdat de dampen water zullen blijven slepen naar een bepaalde samenstelling, waardoor ze een zogenaamde azeotroop vormen

Het vloeibare product van de fermentatie van suikers heeft een alcoholpercentage van 10%. Deze concentratie kan worden uitgevoerd op 50%, zoals in het geval van Whiskey, door eenvoudige destillatie.

Vloeibare vaste scheiding

Een oplossing van een zout in water wordt gevormd door een vloeistof die kan worden vervluchtigd, en een niet-vluchtige verbinding, met een hoog kookpunt: het zout.

Wanneer de oplossing wordt gedestilleerd, kan zuiver water worden verkregen in de condensatievloeistof. Ondertussen zullen de zouten op de bodem van de destillatiekolf bezinken.

Alcohol en glycerine

Het heeft een mengsel van ethylalcohol, met een kookpunt van 78,4 ºC en glycerine, met een kookpunt van 260 ºC. Wanneer het wordt onderworpen aan eenvoudige destillatie, zal de gevormde damp een zeer hoog alcoholpercentage hebben, bijna 100%.

Je krijgt dus een vloeistof gedestilleerd met een percentage alcohol, vergelijkbaar met stoom. Dit gebeurt omdat de kookpunten van vloeistoffen heel verschillend zijn.

referenties

1. Claude Yoder (2019). Destillatie. Wired Chemistry Teruggeplaatst van: wiredchemist.com
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie. (8e druk). CENGAGE Leren.
3. Dragani, Rachelle. (17 mei 2018). Drie voorbeelden van eenvoudige distillatie-mengsels. Sciencing. Teruggeplaatst van: sciencing.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2 januari 2019). Wat is destillatie? Chemie Definitie. Teruggeplaatst van: thoughtco.com
5. Dr. Welder (N.D.). Eenvoudige distillatie. Teruggeplaatst van: dartmouth.edu
6. Universiteit van Barcelona. (N.D.). Destillatie. Teruggeplaatst van: ub.edu