BASIT DAMITMA: SÜREÇ VE ÖRNEKLER - KIMYA - 2025

Basit bir damıtma , sıvı üretilen buhar, bir kondenser doğrudan getirildiği bir işlem olup, bu düşük sıcaklıkta buhar ve yoğunlaştırma.

Bir sıvı içinde bulunan uçucu olmayan bileşenlerden uçucu bir bileşeni ayırmak için kullanılır. Aynı zamanda çok farklı kaynama noktalarına sahip bir çözelti içerisinde bulunan iki sıvının ayrılması için de kullanılır.

Basit bir damıtmanın temel kurulumu. Kaynak: Pixabay

Basit damıtma, bir çözelti içinde bulunan iki uçucu sıvının ayrılması için etkili bir yöntem değildir. Isı sağlayarak sıcaklığı arttığında, moleküllerin kinetik enerjisi de artar, bu da aralarındaki kohezyon kuvvetini aşmalarını sağlar.

Uçucu sıvılar, buhar basınçları, çözeltinin yüzeyine uygulanan harici basınca eşit olduğunda kaynamaya başlar. Her iki sıvı da oluşan buharın bileşimine katkıda bulunur, daha uçucu sıvının varlığı daha fazladır; yani en düşük kaynama noktasına sahip olan.

Bu nedenle, daha uçucu sıvı, oluşan damıtık maddenin çoğunu oluşturur. İşlem, istenen saflığa veya mümkün olan en yüksek konsantrasyona ulaşılana kadar tekrarlanır.

Basit damıtma işlemi

Basit damıtmada, bir çözeltinin sıcaklığı kaynayana kadar arttırılır. O anda sıvıdan gaz haline geçiş gerçekleşir. Çözeltide sürekli bir kabarcıklanma başladığında bu gözlemlenir.

ekipman

Basit damıtma ekipmanı genellikle bir brülör veya bir ısıtma battaniyesinden oluşur (resme bakın); birleşmesine izin vermek için, buzlu cam ağızlı yuvarlak bir ateşe dayanıklı cam şişe; ve oluşan kabarcıkların boyutunu azaltmak için bazı cam boncuklar (bazıları tahta çubuk kullanır).

Cam boncuklar, sıvının yavaşça kaynamasına izin veren ve bir tür dev kabarcıkların oluşmasına neden olan aşırı ısınmayı önleyen kabarcık oluşturan çekirdek görevi görür; damıtma şişesinden bir sıvı kütlesini bile dışarı atabilir.

Şişenin ağzına, buzlu camdan yapılmış, üç ağızlı ateşe dayanıklı bir cam adaptör takılmıştır. Damıtma şişesine bir boyun takılır, yoğunlaştırıcıya ikinci bir boyun takılır ve üçüncü boyun bir lastik tıpa kullanılarak kapatılır.

Resimde, montaj parçası bu adaptörden yoksundur; ve bunun yerine, termometre ve kondansatöre doğrudan bir bağlantı, aynı kauçuk tıpa içinden yerleştirilir.

kondansatör

Kondansatör, adının belirttiği işlevi yerine getirmek için tasarlanmış bir cihazdır: içinden geçen buharı yoğunlaştırmak. Üst ağzı vasıtasıyla adaptöre bağlanır ve alt ağzı vasıtasıyla damıtma ürünlerinin toplandığı bir balona bağlanır.

Görüntü durumunda, damıtılmış hacmi bir kerede ölçmek için dereceli bir silindir (her zaman doğru olmasa da) kullanırlar.

Kondenserin dış ceketi boyunca dolaşan su, alt kısmından içeri girerek üst kısımdan dışarı çıkar. Bu, damıtma şişesinde üretilen buharların yoğunlaşmasına izin verecek kadar yoğunlaştırıcı sıcaklığının yeterince düşük olmasını sağlar.

Damıtma aparatını oluşturan tüm parçalar metal bir desteğe bağlanan klipslerle sabitlenir.

Distilasyon işlemine tabi tutulacak solüsyon hacmi, uygun kapasitede yuvarlak balon jojeye yerleştirilir.

Etkili sızdırmazlık sağlamak için grafit veya gres kullanılarak uygun bağlantılar yapılır ve çözelti ısınmaya başlar. Aynı zamanda, suyun yoğunlaştırıcıdan geçişi başlar.

Isıtma

Damıtma kabı ısıtıldıkça, sıcaklığın sabit kaldığı bir noktaya ulaşılıncaya kadar termometre üzerinde sıcaklık artışı gözlemlenir. Isıtma devam etse bile bu böyle kalır; tüm uçucu sıvı tamamen buharlaşmadıkça.

Bu davranışın açıklaması, buhar basıncının dış basınca (760 mm Hg) eşit olduğu sıvı karışımın en düşük kaynama noktasına sahip bileşenin kaynama noktasına ulaşılmış olmasıdır.

Bu noktada, sıvının moleküller arası kohezyon kuvvetinin sona ermesini içeren sıvı halden gaz haline geçişte tüm ısı enerjisi harcanır. Bu nedenle, ısı temini, sıcaklıkta bir artışa dönüşmez.

Damıtmanın sıvı ürünü, hacimleri damıtma şişesine orijinal olarak yerleştirilen hacme bağlı olacak şekilde uygun şekilde etiketlenmiş şişelerde toplanır.

Örnekler

Su ve alkolün damıtılması

Su solüsyonunda% 50 alkol var. Alkolün kaynama noktasının 78.4 ° C ve suyun kaynama noktasının yaklaşık 100 ° C olduğunu bilerek, basit bir damıtma adımıyla saf alkol elde edilebilir mi? Cevap hayır.

Alkol-su karışımının ısıtılmasıyla başlangıçta en uçucu sıvının kaynama noktasına ulaşılır; bu durumda alkol. Oluşan buhar, daha yüksek alkol oranına sahip olacaktır, ancak aynı zamanda, kaynama noktaları benzer olduğundan, buharda yüksek bir su mevcudiyeti olacaktır.

Damıtma ve yoğunlaştırmadan toplanan sıvının alkol yüzdesi% 50'den fazla olacaktır. Bu sıvı art arda damıtmalara tabi tutulursa, konsantre bir alkol çözeltisi elde edilebilir; ancak saf değil, çünkü buharlar suyu belirli bir bileşime sürüklemeye devam edecek ve azeotrop olarak bilinen şeyi oluşturacak

Şekerlerin fermantasyonunun sıvı ürününün alkol oranı% 10'dur. Bu konsantrasyon, Viski'de olduğu gibi, basit damıtma ile% 50'ye çıkarılabilir.

Sıvı-katı ayrımı

Sudaki bir tuz çözeltisi, uçucu hale gelebilen bir sıvı ve yüksek kaynama noktasına sahip uçucu olmayan bir bileşikten oluşur: tuz.

Çözeltinin damıtılmasıyla yoğuşma sıvısında saf su elde edilebilir. Bu arada damıtma şişesinin dibinde tuzlar çökelecektir.

Alkol ve gliserin

Kaynama noktası 78.4ºC olan etil alkol ile 260ºC kaynama noktası olan gliserin karışımı mevcuttur. Basit damıtmaya tabi tutulduğunda, oluşan buhar% 100'e yakın çok yüksek bir alkol yüzdesine sahip olacaktır.

Bu nedenle, buharınkine benzer bir alkol yüzdesine sahip damıtılmış bir sıvı elde edilecektir. Bunun nedeni, sıvıların kaynama noktalarının çok farklı olmasıdır.

Referanslar

1. Claude Yoder. (2019). Damıtma. Kablolu Kimya. Kurtarıldı: wiredchemist.com
2. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. (2008). Kimya. (8. baskı). CENGAGE Öğrenme.
3. Dragani, Rachelle. (17 Mayıs 2018). Basit Damıtma Karışımlarının Üç Örneği. Sciencing. Kurtarıldı: sciencing.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2 Ocak 2019). Damıtma nedir? Kimya Tanımı. Kurtarıldı: thinkco.com
5. Dr Welder. (Sf). Basit Damıtma. Kurtarıldı: dartmouth.edu
6. Barselona Üniversitesi. (Sf). Damıtma. Ub.edu'dan kurtarıldı