การระเหยคืออะไร

การระเหย มันเป็นกระบวนการของการแปลงสารเคมีจากสถานะของเหลวหรือของแข็งเป็นสถานะก๊าซหรือไอ คำอื่น ๆ ที่ใช้อธิบายกระบวนการเดียวกันคือการระเหยการกลั่นและการระเหิด.

สารสามารถแยกออกจากกันโดยการระเหยและสามารถกู้คืนได้โดยการควบแน่นของไอน้ำ.

สารนี้สามารถระเหยได้เร็วขึ้นโดยการทำให้ร้อนขึ้นเพื่อเพิ่มความดันไอหรือด้วยการเอาไอน้ำออกโดยใช้กระแสของก๊าซเฉื่อยหรือปั๊มสุญญากาศ.

ขั้นตอนการทำความร้อนรวมถึงการระเหยของน้ำปรอทหรือสารหนูไตรคลอไรด์เพื่อแยกสารเหล่านี้ออกจากองค์ประกอบที่รบกวน.

บางครั้งปฏิกิริยาทางเคมีที่ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ระเหยได้เช่นการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากคาร์บอเนตแอมโมเนียในวิธี Kjeldahl สำหรับการหาปริมาณไนโตรเจนและซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในการหากำมะถันในเหล็ก.

วิธีการระเหยนั้นมีความเรียบง่ายและใช้งานง่ายยกเว้นเมื่ออุณหภูมิสูงหรือวัสดุที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูง (Louis Gordon, 2014).

การระเหยกลายเป็นไอ

เมื่อรู้ว่าอุณหภูมิน้ำเดือดเป็น 100 ° C คุณเคยสงสัยไหมว่าทำไมน้ำฝนระเหย?

อยู่ที่ 100 ° C หรือไม่ ถ้าเป็นเช่นนั้นทำไมฉันไม่ร้อน? คุณเคยสงสัยไหมว่ากลิ่นแอลกอฮอล์แอลกอฮอล์น้ำส้มควันไม้หรือพลาสติกมีลักษณะอย่างไร? (ความดันไอ, S.F. )

สิ่งที่รับผิดชอบทั้งหมดนี้คือคุณสมบัติที่รู้จักกันในชื่อความดันไอซึ่งเป็นความดันที่กระทำโดยไอในสภาวะสมดุลด้วยเฟสของแข็งหรือของเหลวของสารเดียวกัน.

นอกจากนี้ความดันบางส่วนของสารในชั้นบรรยากาศบนของแข็งหรือของเหลว (Anne Marie Helmenstine, 2014).

ความดันไอเป็นตัวชี้วัดแนวโน้มของวัสดุที่จะเปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซหรือไอนั่นคือการวัดความผันผวนของสาร.

เมื่อความดันไอเพิ่มขึ้นความจุของของเหลวหรือของแข็งที่ระเหยกลายเป็นไอระเหยมากขึ้น.

ความดันไอจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ อุณหภูมิที่ความดันไอบนพื้นผิวของของเหลวเท่ากับความดันที่กระทำโดยสิ่งแวดล้อมเรียกว่าจุดเดือดของของเหลว (Encyclopædia Britannica, 2017).

ความดันไอจะขึ้นอยู่กับตัวทำละลายที่ละลายในสารละลาย (เป็นคุณสมบัติของการยุบตัว) บนพื้นผิวของสารละลาย (อินเตอร์เฟซอากาศ - แก๊ส) โมเลกุลผิวเผินส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะระเหยการแลกเปลี่ยนระหว่างเฟสและสร้างแรงดันไอ.

การปรากฏตัวของตัวถูกละลายจะลดจำนวนโมเลกุลของตัวทำละลายในส่วนต่อประสานลดความดันไอ.

การเปลี่ยนแปลงความดันไอสามารถคำนวณได้ด้วยกฎของ Raoult สำหรับตัวละลายที่ไม่ระเหยซึ่งได้รับจาก:

โดยที่ P1 คือความดันไอหลังจากเพิ่มตัวถูกละลายแล้ว x1 จะเป็นส่วนที่เป็นโมลาร์ของตัวถูกพูดและ P คือความดันไอของตัวทำละลายบริสุทธิ์ ถ้าเรามีผลรวมของโมลาร์เศษส่วนของตัวถูกละลายและตัวทำละลายเท่ากับ 1 แล้วเรามี: 

โดยที่ X2 คือส่วนของโมลของตัวทำละลาย ถ้าเราคูณทั้งสองข้างของสมการด้วย P °มันก็จะยังคงอยู่:

การทดแทน (1) ใน (3) คือ:

(4)

นี่คือการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไอเมื่อละลายตัวละลาย (Jim Clark, 2017).

การวิเคราะห์แบบกราวิเมตริก

การวิเคราะห์ Gravimetric เป็นเทคนิคทางห้องปฏิบัติการที่ใช้ในการกำหนดมวลหรือความเข้มข้นของสารโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงของมวล.

สารเคมีที่เราพยายามหาปริมาณบางครั้งเรียกว่า analyte เราสามารถใช้การวิเคราะห์กราวิเมตริกเพื่อตอบคำถามเช่น:

• ความเข้มข้นของสารวิเคราะห์ในสารละลายคืออะไร?
• ตัวอย่างของเราบริสุทธิ์แค่ไหน? ตัวอย่างที่นี่อาจเป็นของแข็งหรือสารละลาย.

การวิเคราะห์ gravimetric มีสองประเภททั่วไป ทั้งสองเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนเฟสของ analyte เพื่อแยกจากส่วนที่เหลือของส่วนผสมทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในมวล.

หนึ่งในวิธีการเหล่านี้คือการตกตะกอนโดยวิธีการตกตะกอน แต่สิ่งที่เราสนใจจริงๆคือการทำแบบจำลองการระเหย.

กราวิเมทรีระเหยขึ้นอยู่กับการสลายตัวอย่างทางความร้อนหรือทางเคมีและการวัดการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในมวลของมัน.

อีกวิธีหนึ่งเราสามารถดักจับและชั่งน้ำหนักผลิตภัณฑ์การสลายตัวที่ระเหยได้ เนื่องจากการปล่อยสายพันธุ์ที่ระเหยได้เป็นส่วนสำคัญของวิธีการเหล่านี้เราจึงจำแนกพวกมันรวมเป็นวิธีการวิเคราะห์การระเหยแบบกราวิเมทริก (Harvey, 2016).

ปัญหาของการวิเคราะห์ gravimetric นั้นเป็นปัญหา stoichiometry เพียงไม่กี่ขั้นตอน.

ในการคำนวณปริมาณสารสัมพันธ์เราต้องการค่าสัมประสิทธิ์ของสมการทางเคมีที่สมดุล.

ตัวอย่างเช่นหากตัวอย่างมีสิ่งเจือปนของแบเรียมคลอไรด์ไดไฮเดรต (BaCl)₂● H₂O) ปริมาณของสิ่งสกปรกสามารถทำได้โดยการให้ความร้อนตัวอย่างเพื่อระเหยน้ำ.

ความแตกต่างของมวลระหว่างตัวอย่างดั้งเดิมกับตัวอย่างที่ให้ความร้อนจะทำให้เรามีหน่วยเป็นกรัมกรัมปริมาณน้ำที่บรรจุอยู่ในแบเรียมคลอไรด์.

ด้วยการคำนวณ stoichiometric ง่าย ๆ ปริมาณของสิ่งสกปรกในตัวอย่างจะได้รับ (Khan, 2009).

การกลั่นแบบเศษส่วน

Fractional Distillation เป็นกระบวนการที่ส่วนประกอบของส่วนผสมของเหลวจะถูกแยกออกเป็นส่วนต่าง ๆ (เรียกว่าเศษส่วน) ตามจุดเดือดที่แตกต่างกัน.

ความแตกต่างของความผันผวนของสารผสมมีบทบาทพื้นฐานในการแยกสาร.

Fractional Distillation ใช้ในการชำระล้างสารเคมีและแยกส่วนผสมเพื่อให้ได้ส่วนประกอบ มันถูกใช้เป็นเทคนิคในห้องปฏิบัติการและในอุตสาหกรรมที่กระบวนการนี้มีความสำคัญทางการค้าอย่างมาก.

ไอระเหยของสารละลายเดือดผ่านไปตามคอลัมน์สูงเรียกว่าคอลัมน์แยกส่วน.

คอลัมน์นี้เต็มไปด้วยพลาสติกหรือลูกปัดแก้วเพื่อปรับปรุงการแยกให้พื้นที่ผิวเพิ่มเติมสำหรับการควบแน่นและการระเหย.

อุณหภูมิของคอลัมน์จะลดลงเรื่อย ๆ ตามความยาว ส่วนประกอบที่มีจุดเดือดสูงกว่าจะกลั่นตัวเป็นหยดในคอลัมน์และกลับไปที่สารละลาย.

ส่วนประกอบที่มีจุดเดือดต่ำกว่า (ระเหยง่ายกว่า) จะผ่านเข้าสู่คอลัมน์และจะถูกรวบรวมไว้ใกล้ด้านบน.

ในทางทฤษฎีการมีเม็ดบีดหรือเพลตมากขึ้นจะช่วยเพิ่มการแยก แต่การเพิ่มเพลทจะเพิ่มเวลาและพลังงานที่จำเป็นในการกลั่นให้เสร็จสมบูรณ์ (Helmenstine, 2016).

การอ้างอิง

1. Anne Marie Helmenstine (2014, 16 พฤษภาคม) นิยามแรงดันไอน้ำ ดึงมาจาก thinkco.com.
2. สารานุกรมบริแทนนิกา (2017, 10 กุมภาพันธ์) ความดันไอ กู้คืนจาก britannica.com.
3. Harvey, D. (2016, 25 มีนาคม) Gravimetry ระเหย กู้คืนจาก chem.libretexts.
4. Helmenstine, A. M. (2016, 8 พฤศจิกายน) คำจำกัดความการกลั่นแบบเศษส่วนและตัวอย่าง ดึงมาจาก thinkco.com.
5. Jim Clark, I. L. (2017, 3 มีนาคม) กฎหมายของ Raoult กู้คืน dechem.libretexts แล้ว.
6. Khan, S. (2009, 27 สิงหาคม) รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการวิเคราะห์ gravimetric: volatization gravimetry สืบค้นจาก khanacademy.
7. Louis Gordon, R. W. (2014) ดึงมาจาก accessscience.com.
8. ความดันไอ ( S.F. ) สืบค้นจาก chem.purdue.edu.