• Apakah penyulingan?
• Undang-undang Raoult
• Jenis penyulingan
• Contoh penyulingan

Kami menerangkan apa itu penyulingan, contoh kaedah pengasingan ini dan jenis penyulingan yang boleh digunakan.

Penyulingan menggunakan pengewapan dan pemeluwapan untuk memisahkan campuran.

Apakah penyulingan?

Penyulingan dipanggil kaedah pemisahan fasa, iaitu antara kaedah pengasingan campuran. Penyulingan terdiri daripada penggunaan berturut-turut dan terkawal dua proses fizikal: yang pengewapan dan juga pemeluwapan, menggunakannya secara terpilih untuk memisahkan komponen a campuran biasanya jenis homogen, iaitu, di mana komponennya tidak dapat dibezakan dengan mata kasar.

Campuran yang boleh diasingkan ke dalam komponen masing-masing menggunakan penyulingan boleh mengandungi dua cecair, a padu dalam cecair atau pun gas smoothies. Kaedah pengasingan ini adalah berdasarkan perbezaan takat didih (sifat yang wujud bagi perkara, apakah itu suhu kepada yang Tekanan wap cecair sama dengan tekanan yang mengelilingi cecair) bahan yang berbeza. Bahan yang paling rendah Takat didih mempunyai, maka bahan ini akan terpeluwap dalam bekas lain, dan ia akan menjadi agak tulen.

Dengan cara ini, untuk penyulingan dijalankan dengan betul, kita mesti mendidih campuran sehingga ia mencapai takat didih salah satu bahan-bahan komponen, yang kemudiannya akan menjadi wap dan boleh dibawa ke bekas yang disejukkan, di mana ia terpeluwap dan menjadi cecair semula.

Bahan juzuk lain, sebaliknya, akan kekal di dalam bekas tanpa perubahan; tetapi dalam kedua-dua kes kita akan mempunyai bahan tulen, bebas daripada campuran awal.

Undang-undang Raoult

Apabila kita mempunyai campuran cecair yang ideal (campuran di mana interaksi antara zarah berbeza dianggap sama dengan interaksi antara zarah yang sama) Hukum Raoult dipenuhi.

Undang-undang ini menyatakan bahawa tekanan wap separa setiap komponen dalam campuran gas adalah sama dengan tekanan wap komponen tulen yang didarab dengan pecahan molnya dalam campuran cecair.

Jumlah tekanan wap ialah jumlah tekanan separa komponen campuran dalam fasa gas. Sebaliknya, pecahan mol komponen dalam campuran ialah ukuran tanpa dimensi kepekatannya. Magnitud yang dinyatakan di atas boleh dikira menggunakan persamaan berikut:

di mana:

•   px Y py ialah tekanan separa komponen x dan Y masing-masing dalam campuran wap yang mengelilingi campuran cecair.
• px * dan py * ialah tekanan wap komponen x dan Y.
• xx Y xy ialah pecahan mol komponen x dan Y dalam campuran cecair.
• nx Y ny ialah jumlah bahan komponen x dan Y dalam campuran cecair.

Undang-undang Raoult yang dibangkitkan di atas adalah sah untuk campuran ideal (yang merupakan model yang ditubuhkan oleh manusia untuk memudahkan kajian), tetapi pada hakikatnya undang-undang ini mengalami penyelewengan apabila campuran itu nyata.

Oleh itu, jika zarah yang berbeza dalam campuran mempunyai daya antara molekul yang lebih kuat daripada zarah dalam cecair tulen, maka tekanan wap campuran adalah kurang daripada tekanan wap cecair tulen, yang menghasilkan sisihan negatif daripada Hukum oleh Raoult.

Jika, sebaliknya, daya antara molekul antara zarah dalam cecair tulen adalah lebih besar daripada zarah dalam campuran, zarah dalam campuran akan dapat melarikan diri ke fasa wap dengan lebih mudah, supaya tekanan wap daripada campuran akan menjadi lebih besar, menghasilkan sisihan positif daripada hukum Raoult

Apabila anda ingin menyuling campuran azeotropik (contohnya, etanol dan air), adalah perlu untuk menambah beberapa komponen (benzena, dalam kes ini) supaya azeotrop diubah suai dan dengan cara ini dapat memisahkan komponen campuran. Azeotrop ialah campuran cecair dengan komposisi tertakrif yang apabila ia mendidih, wap yang dihasilkan mempunyai komposisi campuran yang sama (jadi komponen campuran azeotropik tidak boleh dipisahkan dengan penyulingan mudah atau pecahan).

Azeotrop mempunyai suhu didih yang ditentukan, contohnya, pada tekanan 1 atm, etanol mendidih pada 78.37 ° C dan air mendidih pada 100 ° C, manakala azeotrop air etanol mendidih pada 78.2 ° C. Campuran azeotropik mempunyai sisihan negatif atau positif daripada Hukum Raoult mengikut mana-mana yang berkenaan.

Jenis penyulingan

Penyulingan boleh berlaku dengan cara yang berbeza:

• Penyulingan mudah. Yang paling asas terdiri daripada mendidih campuran sehingga komponen yang berbeza dipisahkan. Ia adalah kaedah pengasingan yang berkesan apabila takat didih komponen campuran berbeza jauh, (sebaik-baiknya mereka harus mempunyai perbezaan sekurang-kurangnya 25 ° C, jika tidak, ia tidak menjamin jumlah ketulenan bahan suling).
  

  

• Penyulingan berperingkat. Ia dijalankan dengan menggunakan lajur pecahan, yang terdiri daripada plat berbeza di mana pengewapan dan pemeluwapan berlaku berturut-turut, menjamin ketulenan yang lebih besar dalam komponen yang diasingkan.
  

  

• Penyulingan vakum. Dengan mengurangkan tekanan sehingga vakum terhasil, proses ini dimangkinkan untuk mengurangkan takat didih komponen, kerana sesetengahnya mempunyai takat didih yang sangat tinggi yang boleh dikurangkan apabila tekanan dikurangkan dengan banyak dan dengan itu mempercepatkan proses penyulingan.
• Penyulingan azeotropik. Ia adalah penyulingan yang diperlukan untuk memecahkan azeotrop, iaitu, campuran yang bahannya bertindak sebagai satu, malah berkongsi takat didih, jadi ia tidak boleh dipisahkan dengan penyulingan mudah atau pecahan. Untuk mengasingkan campuran azeotropik adalah perlu untuk mengubah suai keadaan campuran, contohnya dengan menambah beberapa komponen pengasing.
• Penyulingan wap. Komponen meruap dan tidak meruap bagi campuran dipisahkan dengan suntikan terus wap air.
• Penyulingan kering. Ia terdiri daripada pemanasan bahan pepejal tanpa kehadiran pelarut cecair, dapatkan gas dan kemudian pekatkannya dalam bekas lain.
• Penyulingan yang lebih baik. Juga dipanggil penyulingan ganti atau reaktif, ia disesuaikan dengan kes khusus campuran yang sukar dipisahkan atau yang mempunyai takat didih yang sama.

Contoh penyulingan

Arang batu menggunakan penyulingan kering untuk mendapatkan bahan api organik cecair.

• Penapisan minyak. Pemisahan pelbagai hidrokarbon hadir dalam Petroleum Ia dijalankan dengan penyulingan pecahan, menyimpan dalam lapisan yang berbeza atau petak berasingan lajur penyulingan setiap sebatian yang diperoleh daripada memasak minyak mentah. Gas-gas ini naik dan terpeluwap di lapisan atas lajur, manakala bahan yang lebih tumpat seperti asfalt dan parafin kekal di lapisan bawah.
• Keretakan katalitik. Ini adalah nama yang diberikan kepada penyulingan vakum biasa tertentu dalam pemprosesan minyak, menggunakan menara vakum untuk memisahkan gas daripada masakan mentah. Oleh itu pendidihan hidrokarbon dipercepatkan dan proses. Keretakan ialah sejenis penyulingan yang merosakkan, di mana hidrokarbon yang lebih besar dipecahkan (pada suhu tinggi dan menggunakan mangkin) kepada hidrokarbon yang lebih kecil, yang mempunyai takat didih yang lebih rendah.
• Pembersihan etanol. Untuk memisahkan alkohol Seperti etanol daripada air semasa pengeluarannya di makmal, penyulingan azeotropik digunakan, menambah kepada campuran benzena atau komponen lain yang menggalakkan atau mempercepatkan pengasingan, dan kemudiannya boleh dikeluarkan dengan mudah tanpa mengubah komposisi kimia produk.
• Pemprosesan arang batu. Untuk mendapatkan bahan api organik cecair, arang batu atau kayu digunakan melalui prosedur penyulingan kering, dengan itu gas yang dikeluarkan dalam pembakaran.
• Termolisis garam mineral. Dengan cara penyulingan kering, pelbagai bahan mineral yang mempunyai kegunaan industri yang tinggi diperolehi, daripada pancaran dan pemeluwapan gas yang diperoleh dengan membakar garam mineral.
• Yang alembic. Ini adalah nama yang diberikan kepada peranti yang dicipta pada zaman kuno Arab, yang tujuannya adalah untuk menghasilkan minyak wangi, ubat-ubatan dan alkohol daripada buah-buahan yang ditapai. Dalam operasinya, prinsip penyulingan digunakan: bahan dipanaskan dalam dandang kecil dan gas yang dihasilkan disejukkan dalam gegelung yang menuju ke bekas lain di mana cecair yang dihasilkan oleh pemeluwapan gas tersebut dikumpulkan.
• Pengeluaran minyak wangi. Penyulingan wap digunakan untuk mendapatkan minyak wangi, air mendidih bersama bunga yang diawet, untuk menghasilkan gas dengan bau yang diingini dan yang, apabila dipeluwap, kemudiannya boleh digunakan sebagai cecair asas dalam minyak wangi.