กระบวนการกลั่นและตัวอย่างง่าย ๆ

การกลั่นง่าย เป็นกระบวนการที่ไอระเหยที่ผลิตจากของเหลวจะถูกนำไปยังคอนเดนเซอร์โดยตรงภายในซึ่งอุณหภูมิของไอระเหยจะลดลงและการควบแน่นจะเกิดขึ้น.

ใช้เพื่อแยกส่วนประกอบสารระเหยออกจากส่วนประกอบที่ไม่ระเหยซึ่งมีอยู่ในของเหลว นอกจากนี้ยังใช้สำหรับแยกของเหลวสองชนิดที่มีอยู่ในสารละลายที่มีจุดเดือดที่แตกต่างกันมาก.

การกลั่นอย่างง่ายไม่ใช่วิธีที่มีประสิทธิภาพสำหรับการแยกของเหลวระเหยสองชนิดที่มีอยู่ในสารละลาย เมื่ออุณหภูมิของมันเพิ่มขึ้นจากการจ่ายความร้อนพลังงานจลน์ของโมเลกุลก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกันซึ่งทำให้พวกมันสามารถเอาชนะแรงที่เกาะติดกันได้.

ของเหลวระเหยเริ่มเดือดเมื่อความดันไอของพวกเขาเท่ากับแรงดันภายนอกที่กระทำต่อพื้นผิวของสารละลาย ของเหลวทั้งสองมีส่วนช่วยให้เกิดองค์ประกอบของไอที่เกิดขึ้นการมีของเหลวที่ระเหยได้มีมากขึ้น นั่นคือจุดที่มีจุดเดือดต่ำที่สุด.

ดังนั้นของเหลวที่ระเหยได้มากที่สุดจึงเกิดขึ้นจากการกลั่นส่วนใหญ่ ทำซ้ำกระบวนการจนกว่าจะถึงความบริสุทธิ์ที่ต้องการหรือความเข้มข้นสูงสุดที่เป็นไปได้.

ดัชนี

• 1 กระบวนการกลั่นอย่างง่าย
  • 1.1 ทีม
  • 1.2 คอนเดนเซอร์
  • 1.3 เครื่องทำความร้อน
• 2 ตัวอย่าง
  • 2.1 การกลั่นน้ำและแอลกอฮอล์
  • 2.2 การแยกของเหลว - ของแข็ง
  • 2.3 แอลกอฮอล์และกลีเซอรีน
• 3 อ้างอิง

กระบวนการกลั่นอย่างง่าย

ในการกลั่นแบบธรรมดาอุณหภูมิของสารละลายจะเพิ่มขึ้นจนกว่าจะถึงจุดเดือด ในขณะนั้นการเปลี่ยนแปลงระหว่างสถานะของเหลวและก๊าซจะเกิดขึ้น นี่คือข้อสังเกตเมื่อฟองเริ่มคงที่ในการละลาย.

อุปกรณ์

อุปกรณ์ที่ใช้ในการกลั่นแบบง่ายมักจะประกอบด้วยแผ่นที่มีน้ำหนักเบาหรือแผ่นทำความร้อน (ดูภาพ) ขวดแก้วทนไฟทรงกลมที่มีปากกระจกฝ้าเพื่อให้มีเพศสัมพันธ์ และลูกปัดแก้ว (บางอันใช้แท่งไม้) เพื่อลดขนาดของฟองที่เกิดขึ้น.

ลูกปัดแก้วทำหน้าที่เป็นแกนฟองขึ้นรูปซึ่งทำให้ของเหลวเดือดช้าๆป้องกันไม่ให้เกิดความร้อนสูงเกินไปซึ่งส่งผลให้เกิดฟองสบู่ยักษ์ มีความสามารถแม้ในการปล่อยของเหลวจำนวนมากออกจากบอลลูนกลั่น.

ติดกับปากขวดเป็นอะแดปเตอร์แก้วทนไฟที่มีหัวสามหัวซึ่งทำจากกระจกฝ้า ปากเป็นคู่กับกระติกน้ำกลั่นปากที่สองเป็นคู่กับคอนเดนเซอร์และปากที่สามถูกปิดโดยการใช้จุกยาง.

ในภาพชุดประกอบขาดอะแดปเตอร์นี้ และแทนผ่านจุกยางเดียวกันเครื่องวัดอุณหภูมิและเชื่อมต่อโดยตรงกับคอนเดนเซอร์จะถูกวางไว้.

คอนเดนเซอร์

คอนเดนเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อเติมเต็มฟังก์ชั่นที่ระบุโดยชื่อ: เพื่อควบแน่นไอน้ำที่เคลื่อนที่ผ่านภายใน โดยปากด้านบนของมันเป็นคู่กับอะแดปเตอร์และโดยปากที่ต่ำกว่าของมันเชื่อมต่อกับลูกบอลที่เก็บรวบรวมผลิตภัณฑ์ของการกลั่น.

ในกรณีของภาพพวกเขาใช้ (แม้ว่ามันจะไม่ถูกต้องเสมอ) กระบอกที่สำเร็จการศึกษาเพื่อวัดปริมาณการกลั่นในครั้งเดียว.

น้ำที่ไหลเวียนผ่านแจ็คเก็ตด้านนอกของคอนเดนเซอร์จะเข้าสู่ส่วนนี้โดยส่วนที่ด้อยกว่าและไหลจากส่วนที่เหนือกว่า สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าอุณหภูมิของคอนเดนเซอร์นั้นต่ำพอที่จะทำให้เกิดการควบแน่นของไอระเหยที่เกิดขึ้นในขวดกลั่น.

ชิ้นส่วนทั้งหมดที่ประกอบขึ้นเป็นอุปกรณ์การกลั่นได้รับการแก้ไขโดยปากกาจับที่เชื่อมต่อกับส่วนรองรับโลหะ.

ปริมาตรของสารละลายที่ต้องผ่านการกลั่นถูกวางในขวดกลมที่มีความจุที่เหมาะสม.

การเชื่อมต่อที่เหมาะสมทำโดยใช้กราไฟท์หรือจาระบีเพื่อให้แน่ใจว่าการปิดผนึกมีประสิทธิภาพและการให้ความร้อนของสารละลายจะเริ่มขึ้น ในเวลาเดียวกันทางเดินของน้ำผ่านคอนเดนเซอร์เริ่มต้น.

เครื่องทำความร้อน

เมื่อความร้อนของบอลลูนกลั่นดำเนินต่อไปอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นในเครื่องวัดอุณหภูมิจนกระทั่งถึงจุดที่อุณหภูมิคงที่ สิ่งนี้ยังคงอยู่แม้ว่าความร้อนจะดำเนินต่อไป; เว้นแต่ของเหลวระเหยทั้งหมดจะระเหยอย่างสมบูรณ์.

คำอธิบายสำหรับพฤติกรรมนี้คือถึงจุดเดือดขององค์ประกอบเดือดต่ำของส่วนผสมของเหลวซึ่งความดันไอเท่ากับความดันภายนอก (760 มม. ปรอท).

ณ จุดนี้พลังงานความร้อนทั้งหมดถูกใช้ไปในการเปลี่ยนจากสถานะของเหลวเป็นสถานะก๊าซที่เกี่ยวข้องกับการหมดอายุของแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของของเหลว ดังนั้นการจ่ายความร้อนจะไม่แปลเป็นการเพิ่มอุณหภูมิ.

ผลิตภัณฑ์ของเหลวของการกลั่นถูกรวบรวมในขวดที่มีฉลากอย่างถูกต้องซึ่งปริมาณจะขึ้นอยู่กับปริมาณที่วางไว้ในขวดกลั่น.

ตัวอย่าง

การกลั่นน้ำและแอลกอฮอล์

มีวิธีแก้ปัญหาแอลกอฮอล์ในน้ำ 50% รู้หรือไม่ว่าจุดเดือดของแอลกอฮอล์อยู่ที่ 78.4 ° C และจุดเดือดของน้ำอยู่ที่ประมาณ 100 ° C แล้วจะได้แอลกอฮอล์บริสุทธิ์ที่มีขั้นตอนการกลั่นแบบง่ายๆหรือไม่? คำตอบคือไม่.

โดยการให้ความร้อนผสมแอลกอฮอล์กับน้ำจุดเริ่มต้นของของเหลวที่ระเหยได้มากที่สุดจะมาถึงในตอนแรก ในกรณีนี้แอลกอฮอล์ ไอที่เกิดขึ้นจะมีสัดส่วนของแอลกอฮอล์มากขึ้น แต่จะมีน้ำอยู่ในไอน้ำสูงเนื่องจากจุดเดือดใกล้เคียงกัน.

ของเหลวที่เก็บจากการกลั่นและการควบแน่นจะมีเปอร์เซ็นต์ของแอลกอฮอล์มากกว่า 50% หากของเหลวนี้ต้องผ่านการกลั่นอย่างต่อเนื่องสามารถหาสารละลายแอลกอฮอล์เข้มข้นได้ แต่ไม่บริสุทธิ์เนื่องจากไอระเหยจะยังคงลากน้ำไปยังองค์ประกอบบางอย่างสร้างสิ่งที่เรียกว่า azeotrope

ผลิตภัณฑ์ที่เป็นของเหลวของการหมักน้ำตาลมีเปอร์เซ็นต์แอลกอฮอล์ 10% ความเข้มข้นนี้สามารถดำเนินการได้ 50% เช่นเดียวกับในกรณีของวิสกี้โดยการกลั่นแบบง่าย.

การแยกของเหลว - ของแข็ง

วิธีการแก้ปัญหาของเกลือในน้ำเกิดขึ้นจากของเหลวที่สามารถระเหยและสารที่ไม่ระเหยมีจุดเดือดสูง: เกลือ.

เมื่อสารละลายถูกกลั่นจะได้รับน้ำบริสุทธิ์ในของเหลวควบแน่น ในขณะเดียวกันที่ด้านล่างของขวดกลั่นเกลือจะตกตะกอน.

แอลกอฮอล์และกลีเซอรีน

มีส่วนผสมของเอทิลแอลกอฮอล์มีจุดเดือด 78.4 ºCและกลีเซอรีนมีจุดเดือด 260 260C เมื่อได้รับการกลั่นอย่างง่ายไอที่เกิดขึ้นจะมีเปอร์เซ็นต์แอลกอฮอล์ที่สูงมากใกล้เคียงกับ 100%.

ดังนั้นคุณจะได้รับของเหลวกลั่นที่มีเปอร์เซ็นต์แอลกอฮอล์คล้ายกับไอน้ำ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากจุดเดือดของของเหลวแตกต่างกันมาก.

การอ้างอิง

1. Claude Yoder (2019) การกลั่น เคมีสาย ดึงมาจาก: wiredchemist.com
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (8th ed.) CENGAGE การเรียนรู้.
3. Dragani, Rachelle (17 พฤษภาคม 2018) ตัวอย่างของการกลั่นแบบง่าย ๆ สามตัวอย่าง Sciencing สืบค้นจาก: sciencing.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2 มกราคม 2019) การกลั่นคืออะไร? นิยามทางเคมี ดึงมาจาก: thoughtco.com
5. ดร. ช่างเชื่อม ( N.d. ) การกลั่นแบบง่าย สืบค้นจาก: dartmouth.edu
6. มหาวิทยาลัยบาร์เซโลนา ( N.d. ) การกลั่น ดึงจาก: ub.edu