Sąvoka apibrėžime ABC

Candela Rocío Barbisan | Balandžio mėn. 2022
Chemijos inzinierius

Mišinį galima duoti iš dviejų ar daugiau komponentų ir jo kompozicija jis yra vienodas tiek skystoje, tiek dujinėje fazėje, todėl susidaro panašumų su grynomis medžiagomis. Iš to galima nesunkiai nuspręsti, kad šio mišinio negalima atskirti į jo komponentus tokiais procesais kaip frakcinis distiliavimas, nes, kaip minėta pirmiau, jis išlaikys savo proporcijas ir elgsis taip, lyg būtų vienas komponentas.

Kita ypatybė yra ta, kad šio mišinio virimo temperatūra gali būti aukštesnė, žemesnė ar net lygi vieno iš jo komponentų virimo temperatūrai. Azeotropui užvirus a temperatūros Maksimalaus virimo, jis žinomas kaip didžiausias azeotropas, o kai tai daro esant žemiausioje įmanomoje temperatūroje, jis vadinamas minimaliu azeotropu. Tai reiškia, kad minimalus azeotropas turi žemesnę virimo temperatūrą nei jo gryni komponentai ir atvirkščiai, esant didžiausiam azeotropui. Pavyzdžiui, metanolio-benzeno mišinyje azeotropas yra minimalus (0,61 benzeno - 0,39 metanolio frakcijomis molinis), kurio virimo temperatūra yra 58 °C, bake, kuriame benzeno virimo temperatūra yra 80 °C, o metanolio 65°C

Minimalūs ir didžiausi azeotropai

Dabar… iš kur atsiranda azeotropas? Kai yra nukrypimas nuo Teisė Raoult, tai yra, azeotropinio mišinio garų slėgis nėra tiesiogiai susijęs su jo moline frakcija, būtent tada atsiranda azeotropinio mišinio sąvoka. Šie nukrypimai atsiranda, kai komponentai vienas kitą labai traukia arba atstumia, tai yra, skirtinguose junginiuose tarpmolekulinės jėgos labai skiriasi.

Kai nuokrypis yra teigiamas, turime mažiausią azeotropą, o jei nuokrypis yra neigiamas, turime didžiausią azeotropą. Norėdami geriau suprasti šią koncepciją, pažvelkime į keletą grafikų:

Čia pastebime, kad jei mišinys būtų idealus, pagal Raoult dėsnį grynų komponentų garų slėgiai turėtų būti sujungti tiesia linija, nes na, yra nukrypimas nuo šio dėsnio, dėl kurio susidaro minimalūs ir didžiausi azeotropai, priklausomai nuo to, ar yra didesnis ar mažesnis giminingumas tarp komponentai. Kai nuokrypis nuo Raoult dėsnio yra neigiamas, kaip parodyta paveikslėlyje kairėje, jis yra minimalus diagrama slėgis, bet maksimalus temperatūros diagramoje (taigi, maksimumo azeotropas). Kita vertus, jei nuokrypis yra teigiamas pagal Raoult dėsnį, jis bus maksimalus slėgio lygyje. sudėtis, bet minimumas diagramoje temperatūra vs. sudėtis (čia turime minimalų azeotropą). Nepainiokite diagramų slėgio ir slėgio. sudėtis ir temperatūra vs. kompozicija.

Etanolio ir vandens mišinio atveju yra minimalus azeotropas, kurio sudėtis yra 95,6 % etanolio ir 4,4 % vandens. Azeotropinio mišinio virimo temperatūra yra 78,2 °C žemesnė nei grynų komponentų. Taigi tarkime, kad distiliuojate vandens ir etanolio mišinį, kuriame yra daug vandens (beveik 100%). Neįmanoma gauti gryno alkoholio, nes kiekvienoje distiliavimo stadijoje bus gaunamos didesnės frakcijos. etanolio, bet niekada nepasiekdamas 100 %, jis palaipsniui priartės prie azeotropinio mišinio sudėties (žemiausias taškas pagal). Štai kodėl, kaip ir vanduo, jis turi tendenciją sudaryti minimalius azeotropus organiniai junginiai (atsižvelgiant į sąveikaujančių tarpmolekulinių jėgų tipą), norint gauti gryną junginį, iš mišinio reikia iš anksto pašalinti vandenį. Arba, gavus azeotropą, metodai gavyba papildomo vandens.

Remiantis tuo, kas išdėstyta aukščiau, neatsitiktinai rasti alkoholio (prekybos centre ir vaistinė) 95 % yra pigiausias produktas, kurį galima įsigyti. Norint gauti gryną alkoholį, reikia „sulaužyti“ azeotropą technika papildomos, pvz., džiovinimo agentų arba azeotropinės distiliacijos naudojimas. Azeotropinis distiliavimas susideda iš papildomo komponento pridėjimo į mišinį, kuris veikia pernešant ir sąveika su bet kuriuo iš mišinio komponentų (didesnis afinitetas) gali būti pašalintas iš mišinio.