Azeotrop

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Azeotrop dodatni. Izobara i izoterma równowagi fazowej między cieczą i parą

Mieszanina azeotropowa (azeotrop) – ciekła mieszanina (roztwór) dwóch lub więcej związków chemicznych, która jest w równowadze termodynamicznej z parą nasyconą powstającą z tej mieszaniny. Skład pary i cieczy jest taki sam. Gdy mówimy o azeotropie w kontekście wykresu fazowego, parametry takie określamy nazwą punktu azeotropowego.

Chloroform (łac. chloroformium) – organiczny związek chemiczny z grupy halogenoalkanów, chlorowa pochodna metanu. Mieszanina – układ dwóch lub więcej pierwiastków lub związków chemicznych zmieszanych ze sobą w dowolnym stosunku i wykazujących swoje indywidualne właściwości.

Proporcje molowe (stężenie) związków chemicznych obecnych w parze nasyconej, powstającej w trakcie parowania mieszaniny azeotropowej, są takie, jak w samej cieczy. Oznacza to, że po skropleniu pary znad mieszaniny azeotropowej uzyskuje się ciecz o takim samym składzie chemicznym, jak wyjściowa mieszanina, co uniemożliwia jej rozdzielenie przez destylację, a nawet rektyfikację.

Rektyfikacja (destylacja frakcyjna/frakcjonowana/frakcjonująca) – z fizycznego punktu widzenia destylacja kaskadowa (wielopoziomowa), w której każdy stopień procesu jest zasilany produktem (destylatem) poprzedniego; z punktu widzenia inżynierii procesowej rektyfikacja jest procesem jednostkowym, w którym mieszanina ciekła jest rozdzielana na frakcje o różnej (zwykle zbliżonej) lotności.Zeotrop (mieszanina zeotropowa) – taki układ ciecz–para, w którym skład ciekłej mieszaniny (roztworu) dwóch lub więcej związków chemicznych jest zawsze inny niż skład pary nasyconej, powstającej z tej cieczy. Na wykresach fazowych prężność pary–skład (izotermy) i temperatura–skład (izobary), ilustrujących warunki równowagi termodynamicznej, nie występują punkty ekstremalne, charakterystyczne dla azeotropów dodatnich i ujemnych. Jest to konsekwencją występowania niewielkich odchyleń od prawa Raoulta, dotyczącego roztworów doskonałych.

Mieszaniny azeotropowe rozdziela się zazwyczaj przez ekstrakcję, sorpcję lub poprzez dodanie do układu jeszcze jednego związku chemicznego, który tworzy azeotrop z jednym ze składników wcześniejszej mieszaniny i umożliwia dzięki temu wydestylowanie potrzebnego składnika.

Klasycznym przykładem azeotropu jest spirytus rektyfikowany, czyli mieszanina wody z etanolem o stężeniu alkoholu (zależnie od temperatury i ciśnienia) od 95,5% do 97,5%. Aby uzyskać prawie czysty etanol, do azeotropu można dodać benzen i kontynuować rektyfikację. Pozwala to uzyskać roztwór etanolu zawierający około 99,8% alkoholu i niewielkie ilości benzenu. Obecnie, ze względu na toksyczność benzenu, tej metody już się nie stosuje. Zamiast niej stosowana jest destylacja pod ciśnieniem dwóch atmosfer, gdyż pod tym ciśnieniem etanol nie tworzy z wodą azeotropu.

Skraplanie lub kondensacja – zjawisko zmiany stanu skupienia, przejścia substancji z fazy gazowej w fazę ciekłą. Przeciwieństwo parowania.Spirytus rektyfikowany – destylat lub wodny roztwór alkoholu etylowego o zawartości alkoholu (objętościowo) około 96%. Ponieważ alkohol etylowy tworzy z wodą mieszaninę azeotropową, jest to maksymalne stężenie, które można otrzymać przez rektyfikację spirytusu surowego.

Azeotropia[ | edytuj kod]

Azeotrop dodatni aceton–CS2

Azeotropia zachodzi w sytuacji gdy roztwór rzeczywisty wykazuje znaczne odstępstwa od prawa Raoulta.

W takim kontekście można podzielić azeotropię na:

  • dodatnią - następuje duże dodatnie odstępstwo od prawa Raoulta, a całkowita prężność pary nad mieszaniną jest większa od prężności pary czystego, lotniejszego składnika dla danej temperatury. Powstaje azeotrop dodatni.
  • ujemną - następuje duże ujemne odstępstwo od prawa Raoulta, a całkowita prężność pary nad mieszaniną jest mniejsza od prężności pary czystego, mniej lotnego składnika dla danej temperatury. Powstaje azeotrop ujemny.
  • Azeotropia dodatnia jest częstsza od azeotropii ujemnej. Przykładami azeotropii dodatniej są: woda-etanol, benzen-metanol, benzen-etanol, benzen-tetrachlorek węgla, metanol-tetrachlorek węgla. Azeotropami ujemnymi są na przykład: aceton-chloroform, woda-kwas azotowy, woda-chlorowodór.

    Zdzisław Ruziewicz (ur. 13 czerwca 1925 we Lwowie; zm. w 1997 roku) – polski fizykochemik, profesor Politechniki Wrocławskiej.Stężenie (ang. concentration) – miara ilości substancji (pierwiastka, związku chemicznego, jonu bądź innego indywiduum chemicznego) w mieszaninie. Pojęcie to stosowane jest najczęściej w przypadku roztworów. Według definicji Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) terminem tym określa się jedynie cztery sposoby wyrażenia ilości substancji, w których odnosi się ją do objętości mieszaniny (są to stężenia masowe, molowe, objętościowe i liczbowe). W praktyce stosowanych jest jednak wiele innych rodzajów stężeń, włączając w to sposoby pośrednie (np. poprzez odniesienie zawartości substancji do gęstości mieszaniny).




    Podstrony: 1 [2] [3]




    Warto wiedzieć że... beta

    Destylacja z parą wodną – destylacja z użyciem strumienia nasyconej lub przegrzanej pary wodnej, prowadząca do otrzymywania kondensatów dwufazowych (faza wodna i organiczna), odbieranych w temperaturze niższej od temperatury wrzenia najniżej wrzącego składnika mieszaniny (zobacz heteroazeotrop).
    Wykres fazowy (diagram fazowy) – dla różnych faz pozostających w stanie równowagi – zależność składu danej fazy od składu innej fazy; wykres taki zawiera informację na temat obszarów lub punktów współistnienia, w których istnieją jednocześnie różne fazy.
    Heteroazeotrop – trójfazowa mieszanina azeotropowa, czyli taki azeotrop, w którym z parą współistnieją różne niemieszające się roztwory, np. dwie fazy ciekłe (w przypadku układów dwuskładnikowych). Na wykresach fazowych odniesionych do stałego ciśnienia znajduje się odcinek izotermy, którego końce określają zawartości składników w obu współistniejących roztworach (roztwory wzajemnie nasycone). Punkt określający skład pary leży pomiędzy nimi. Skład pary nie zależy od udziałów obu faz ciekłych w układzie – nie ulega zmianom dopóki w układzie znajdują się oba roztwory, co jest konsekwencją reguły faz Gibbsa.
    Sorpcja – pochłanianie jednej substancji (gazów, par cieczy, par substancji stałych i ciał rozpuszczonych w cieczach), zwanej sorbatem, przez inną substancję (ciało porowate), zwaną sorbentem.
    Ciecz – stan skupienia materii – pośredni między ciałem stałym a gazem, w którym ciało fizyczne trudno zmienia objętość, a łatwo zmienia kształt. Wskutek tego ciecz przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje, ale w przeciwieństwie do gazu nie rozszerza się, aby wypełnić je całe. Powierzchnia styku cieczy z gazem lub próżnią nazywa się powierzchnią swobodną cieczy.
    Para cieczy – faza gazowa substancji występująca poniżej jej punktu krytycznego. Para może zostać skroplona poprzez podwyższenie ciśnienia (proces odwrotny nazywamy parowaniem). Gazy powyżej swego punktu krytycznego nie dają się skroplić poprzez zmianę ciśnienia a bez obniżenia temperatury.
    Atmosfera fizyczna (atmosfera normalna, atm) – pozaukładowa jednostka miary ciśnienia, równa ciśnieniu 760 milimetrów słupa rtęci (mmHg) w temperaturze 273,15 K (0 °C), przy normalnym przyspieszeniu ziemskim.

    Reklama