frakciona destilacija
Submitted by hemija5 on Wed, 09/09/2015 - 11:54
Forums:
Postovani, da li mi mozete objasniti ovaj pojam i postupak uopsteno a potom primer sa acetonom, metanolom i etanolom i H2O. Molim Vas, sad sam prvi razred gimnazije i pokusajte da mi na tom nivou i objasnite posto u udzbeniku nisam naisla na to a u osnovnoj smo samo destilaciju uopsteno spominjali. Takodje smo sad i vakuum spominjali da snizi temperatutu supstance? to mi nije poznato iz osnovne. Molim Vas da mi sto pre razjasnite ovo. Veliko hvala, unapred?
Frakciona destilacija je
Frakciona destilacija je zagrevanje tečnosti(ili smeše tečnosti) dok ona ne ispari, onda se izvrši kondenzacija te pare i opet se zagreje dok ne ispari pa kondenzuje.
Ovako izgleda destilacija
Samo što se u frakcionoj destilaciji zagreva tečnost u levku(8) nakon što para kondenzuje i onda se sve to ponavlja. Ovo je efikasno za razdvajanje sastojaka u nekoj smeši; destilovana voda je čista H2O(bez minerala, mogućih patogena i sl.), destilovani etanol se koristi u pravljenju alkoholnih pića itd.
Jel ti traže negde u zbirci frakcionu destilaciju metanola, etanola, vode i slično? I jel su dali rešenja?
Što se tiče vakuuma, on ne smanjuje temperaturu supstance, on snižava njenu temperaturu(tačku) ključanja/topljenja.
Hvala puno samo ako mozete
Hvala puno samo ako mozete malo detaljnije o vakuumu kako i zasto on to uspeva? Zasto bas vakuum ? I kako uopste moze da se koristi prazan prostor, u sta se stavlja? I ako mozete samo malo detaljnije taj postupak gde se vrsi zagrevanje, kondezacija....u kojim delovima i sl. Ne ne traze mi nego smo mi imali na casu taj primer pa ako mozete da mi malo pojasnite. I jos smo zaboravili nesto o temperaturama kljucanja koje moraju imati supstance. Slicne ili???
Hvala Vam puno jos jednom samo mi treba da razjasnim jos ove nejasnoce.
Vezano za vakuum, imaš primer
Vezano za vakuum, imaš primer suda s metanolom(tečnim naravno) i staviš preko njega teglu tako da nema vazduha unutra. Fazon je u tome što molekuli su stalno u pokretu, čak i u tečnostima; oni sa površine tečnosti stalno prelaze u paru i kad neka količina tečnosti pređe u paru, onda spoljni pritisak zabrani da se to još dešava, te ostane nešto u obliku tečnosti, nešto u obliku pare(ako tečnost isparava onda ima neki miris(osim vode koliko znam xd)). Ako propustiš malo od te tečnosti/pare da izađe iz vakuuma, neće da se vrati ništa od pare u tečnost i posustaje pritisak koji će da održava tu ravnotežu u količini i doći će do ključanja. Ovo važi dok se supstanca zagreva, naravno.
Vakuum možeš da napraviš čašom uz otvor tegle (npr) i vakuum nastaje unutar tegle. xd
Što se tiče destilacije, gledaj sliku i čitaj uporedo: dole levo (br 1) zagreva se tečnost, u 3. prelazi u paru, broj 4 je termometar i kroz hladilo(6) prelazi para i kondenzuje se u tečnost.
"I jos smo zaboravili nesto o temperaturama kljucanja koje moraju imati supstance. Slicne ili???"
Ne razumem pitanje. xd
prepravka: Vakuum praviš
prepravka: Vakuum praviš ŠAKOM na otvor tegle, ne čašom.xd Dajem najjedostavniji primer da bi otprilike skapirala šta je vakuum.
Hvala, a kakve su ovo
Hvala, a kakve su ovo supljine pod 5 i 7? I mozete li mi objasniti kako se zovu delovi destilacije?
I kako moze da se zagreva tecnost u levku?
Sta se desava kada se kondezuje para, ide u levak i sta onda?
Mislila sam na temperature kljucnja supstanci koje se nalaze u sudu, koja ce pra ici i sl. da li je i to povezano?
Mislim da se pod 5 i 7
Mislim da se pod 5 i 7 oslobađa toplota i time se kondenzuje para.
Delovi destilacije? Mislim da misliš na postupak: Zagreješ-ključa-ispari-kondenzuje
Kada se kondenzuje, dobijaš prečišćeno(destilovano) jedinjenje(naravno, ako destiluješ etanol, dobiješ destilovani etanol).
Pa ako imaš npr. smešu vode i metanola, proključaš smešu na 65oC i ispariće metanol. Tako ćeš da odvojiš vodu i metanol, jer će pre metanol da ispari nego voda. I ima veze ako hoćeš da pročistiš neku tečnu smešu. Kao što rekoh, destilacijom se pročišćava tečnost do osnovnih komponenti; destilovanu vodu ima da čine molekuli H2O i ništa drugo, destilovani etanol čine molekuli C2H5OH itd.
@Acetofenon: Izvini, ali
@Acetofenon: Izvini, ali postupak frakcione destilacije koji si opisao je potpuno netačan. :)
Prvo, naučnici uopšte ne bi uvodili "komplikovane termine" kad bi mogli da objasne pojave drugačije. Okamova oštrica nam nalaže da sve objašnjavamo na najjednostavniji mogući način. Ipak, pokušaću da ti slikovito objasnim na čemu se zasnivaju postupci koji te interesuju.
Frakciona destilacija se koristi za razdvajanje tečnosti različitih tački (temperaturi) ključanja. Zamislimo idealnu smešu tečnosti A (niže tačke ključanja) i tečnosti B (više tačke ključanja). Idealna smeša je smeša u kojoj se tečnost A ponaša kao da nije pomešana sa tečnošću B i obrnuto. Nema međusobnih interakcija između molekula obe tečnosti.
Ovakva smeša imaće tačku ključanja između tačke ključanja A i B. Prilikom zagrevanja ovakve smeše, isparavaju i A i B, ali se u gasovitoj fazi nalazi više A nego B (jer A ima nižu tačku ključanja). Kada bi klasičnom destilacijom destilovali ovakvu smešu, u destilatu (tečnost koja se sakuplja u drugom sudu) bi bilo više tečnosti A nego B (isti sastav kao gasovita faza koja je isparavala iz prve tečnosti). Ponovnom destilacijom nove tečne smeše, koja sada ključa na nižoj temperaturi (ima više A nego B, u odn. na početnu smešu!), opet bi u novonastalom destilatu bilo još više A nego B, u odn. na prethodne dve smeše. Teorijski, dovoljnim ponavljanjem ovog postupka bi se kvantitativno (dovoljno, da za praktične svrhe možemo da kažemo u celosti) razdvojile tečnosti A i B. Ovo je opisao @Acetofenon. Međutim, ovo je nepraktično, sklono greškama, traje dugo, šansa za gubitke je veća, mogućnost zaprljanja je veća itd. Umesto toga, takve tečnosti se razdvajaju frakcionom destilacijom.
Za razliku od klasične destilacije, frakciona destilacija ima jedan deo aparature više, koji se naziva kolona za frakcionu destilaciju. Najbolje je da se pozovemo na sliku @Acetofenon-a.
Kolona za frakcionu destilaciju obeležena je brojem 3. Čemu ona zapravo služi?
Pomoću sredstva za grejanje (1) smeša tečnosti A i B se zagreva (sud 2). Ona isparava, takoda isparava više A nego B (kao u prethodnom slučaju). Međutim, pošto B teže isparava (viša tačka ključanja), ono se lakše kondenzuje. Kroz kolonu za frakcionu destilaciju (sud 3) stvara se temperaturni gradijent (na dnu je najviša temperatura, na vrhu najniža, a kroz dužinu odozdo nagore ravnomerno opada). Kako gas prolazi kroz sud 3, hladi se i na staklenim iglicima sa zida suda, tečnosti se kondenzuju, ali mnogo više B nego A. Kada gas stigne do vrha kolone, on sadrži samo pare tečnosti A. Termometrom se beleži tačka ključanja A (ako se slaže sa tabličnim podacima, znači da frakciona destilacija radi). Sud 6 je kondenzator. Na otvore 5 i 7 se vezuju creva za vodu. U otvor 7 ulazi voda, a na otvor 5 izlazi voda. Voda hladi unutrašnju cev kondenzatora, kroz koju prolazi gas A. Na tom putu, on se hladi i kondenzuje, tako da na kraju kondenzatora kaplje tečnost A, koja se skuplja u sudu 7.
Kada su tečnosti visokih tački ključanja, tako da se ne mogu razdvojiti klasičnom frakcionom destilacijom, koristi se frakciona destilacija pod sniženim pritiskom, odn. "vakuum destilacija". Tada sistem mora biti potpuno zatvoren, tj. vazduh ni na koji način ne sme ulaziti u sistem. To se ostvaruje pomoću posebnih nastavaka kojima se povezuju delovi aparature. Klasična aparatura za ovakvu destilaciju izgleda ovako:
Na sud sa početnom smešom povezana je kolona za frakcionu destilaciju. Zanemari staklenu kapilaru koja je ubačena u balon, ona služi da se ne bi stvorilo nekontrolisano ključanje. Iznad prihvatnog suda za destilat (žuta tečnost) postoji mali otvor na koji se vezuje crevo pomoću kog se snižava pritisak u sistemu (ne pravi se vakuum, već se samo dosta snižava pritisak) uz pomoć vakuum pumpe. Vakuum pumpa ima sud iz kog izvlači vazduh i pravi "vakuum", koji je povezan sa aparaturom, i u celoj aparaturi snižava pritisak. Snižavanjem pritiska sa 760 mmHg (atmosferski pritisak) na 25 mmHg, temperatura ključanja supstanci se smanjuje odprilike za 100-125 oC. Ostatak postupka je isti.
Međutim, postoji puno smeša koje se ne ponašaju idealno. Usled interakcija među tečnostima A i B, dolazi do nastanka azeotropnih smeša. To su smeše čije pare imaju isti sastav kao i tečna smeša. One ključaju ili na višoj temperaturi od obe tečnosti A i B (ako su interakcije između A i B privlačne) ili na nižoj temperaturi (interakcije su negativne). Tako se te smeše mogu destilovati samo dok ne nastane azeotropna smeša. Kada nastane azeotropna smeša, pošto njene pare imaju isti sastav kao i tečnost, onda nastali destilat ima isti sastav kao tečnost koja se destiluje, te destilacija više nema smisla. Ima mnogo poznatih azeotropnih smeša, npr. etanol i voda grade azeotropnu smešu kada je udeo etanola 95,6%. Smeša etanola i vode se može destilovati dok se ne dobije takva smeša, i tu se zaustavlja destilacija. Zbog toga je "čist etanol" u komercijalnoj prodaji u stvari ≈96%, a ne 100%.