Isi
- Peralatan distilasi
- Grafik Distilasi Sederhana
- Volume vs Suhu
- Teori Distilasi Sederhana
- Distilasi dalam Industri
Saat Anda memfermentasi buah menjadi alkohol, Anda dapat menyaring campuran cairan untuk mengisolasi bagian-bagiannya. Metode distilasi ini mengambil keuntungan dari komposisi berbeda yang membentuk cairan dalam proses seperti fermentasi. Ahli kimia memanfaatkan proses ini untuk memurnikan pelarut dan produk lain dari reaksi cair, termasuk memisahkan komponen minyak mentah.
Peralatan distilasi
Grafik distilasi menunjukkan kepada Anda jumlah yang diukur melalui eksperimen distilasi yang memisahkan unsur-unsur cairan. Eksperimen ini digunakan kolom distilasi fraksional terdiri dari kolom yang memungkinkan cairan menetes ke dalam labu bulat-bawah dengan termometer di bagian atas kolom untuk menentukan suhu uap.
Ruang cairan diagonal terhubung ke titik sepanjang kolom fraksional di dekat bagian atas yang memanjang dari ruang. Ini menciptakan area permukaan tempat uap bisa mengembun dan terkumpul dalam labu eksternal.
Melalui pengaturan distilasi dari diagram distilasi sederhana, cairan mendidih menjadi gas, mengembun kembali menjadi cairan dan melanjutkan proses ini sampai cairan yang ingin Anda saring terkumpul dalam labu eksternal. Peralatan bekerja dengan memanaskan cairan yang terkumpul dalam labu sehingga kolom fraksional memberi tahu Anda tekanan uap dari bentuk gas dari campuran cair.
Termometer di bagian atas harus membaca titik didih cairan. Labu eksternal memungkinkan cairan mengumpulkan yang ingin Anda suling dan juga berfungsi sebagai ventilasi sehingga peralatan tidak pecah karena kepanasan.
Kontrol suhu dengan sangat hati-hati dengan memaksimalkan kontak antara cairan yang menetes kembali ke dalam labu bulat-bawah dan uap yang naik melalui kolom fraksional. Kadang-kadang kolom fraksional memiliki manik-manik kaca atau tingkat yang menonjol dari sisi internal untuk memaksimalkan area permukaan kontak. Pantau suhu menggunakan termometer untuk mengetahui suhu di mana hal ini terjadi. Anda harus berakhir dengan tekanan uap cairan dalam campuran.
Penyiapan peralatan menjamin bahwa tekanan uap dari senyawa dengan titik didih yang lebih rendah dalam campuran lebih besar daripada tekanan uap dari senyawa dengan titik didih yang lebih tinggi. Ini juga memungkinkan Anda menentukan titik didih sebagai suhu di mana tekanan uap sama dengan tekanan atmosfer untuk cairan dalam wadah terbuka. Ini adalah suhu terendah di mana cairan berbentuk campuran atau senyawa mendidih menjadi gas. Metode distilasi fraksional ini membuatnya berguna dalam pengaturan industri untuk pembuatan senyawa kimia.
Grafik Distilasi Sederhana
Anda juga dapat menggunakan fraksi gas yang didistilasi sebagai fraksi mol untuk merencanakan grafik suhu cairan, campuran uap-cair dan uap itu sendiri untuk menentukan titik didih dari dua atau lebih komponen senyawa. . Banyak pengaturan peralatan distilasi akan secara otomatis mengukur suhu selama pemanasan percobaan. Ini dapat memberi Anda satu set titik data terus menerus dari waktu ke waktu yang dapat dengan mudah digambarkan menggunakan Excel atau beberapa perangkat lunak lain.
Kurva memberi tahu Anda hal ini karena, ketika uap memanas dan melewati kolom fraksional, ia harus berpisah menjadi dua campuran cairan dan gas yang terpisah. Dengan mencatat suhu selama proses penyulingan, Anda dapat mengetahui senyawa apa yang sebenarnya didasarkan pada titik didih.
Atau Anda dapat menggunakan proses yang sama untuk menentukan titik didih senyawa yang dikenal. Namun, proses ini dibatasi oleh suhu yang dapat Anda capai dengan sumber panas yang mempengaruhi labu alas bulat.
Volume vs Suhu
Grafik distilasi sederhana harus menunjukkan grafik distilasi volume versus suhu campuran dengan titik-titik di mana suhu kedua atau semua gas berpotongan menemukan titik didih dari setiap komponen gas. Kurva komposisi ini memungkinkan Anda mengetahui pengaturan peralatan dan suhu yang tepat untuk memisahkan campuran gas atau cairan. Anda dapat bereksperimen dengan berbagai jenis kolom fraksional untuk mencari tahu mana yang memberi Anda ide paling jelas tentang titik didih untuk konstituen.
Grafik distilasi sederhana mengikuti teori distilasi sederhana. Distilasi sederhana berarti gas mengembun menjadi cairan sekali sehingga Anda perlu melakukannya pada cairan atau gas yang memiliki titik didih cukup jauh dari satu sama lain untuk membedakannya.
Menggunakan beberapa langkah kondensasi disebut distilasi fraksional, dan, dalam hal ini, Anda akan menggunakan grafik distilasi fraksional volume vs suhu. Anda dapat memperkirakan untuk mengetahui pengaturan teoritis untuk cairan dan campuran lain karena memiliki lebih banyak manik-manik atau piring dalam pengaturan secara teoritis akan meningkatkan metode pemisahan sambil meningkatkan waktu yang dibutuhkan untuk memisahkan campuran.
Teori Distilasi Sederhana
Campuran yang disaring melalui eksperimen tidak menghasilkan sampel murni, tetapi menghasilkan kotoran dalam campuran berbeda yang Anda ukur. Ini berarti Anda dapat menggunakan persamaan untuk menjelaskan hasil eksperimen dari penyulingan serta dari prediksi berdasarkan data yang telah ditetapkan sebelumnya tentang komposisi gas dan cairan. Hukum Raoults dan hukum Daltons memberi Anda cara untuk mengukur proporsi teori distilasi sederhana ini.
Komposisi yang tepat dari uap yang beralih antara mendidih dan mengembun mengikuti Hukum kasar, yang menyatakan bahwa tekanan uap suatu senyawa berkurang ketika dalam larutan dan dapat dihubungkan dengan komposisi molar. Persamaannya PSEBUAH= PHaiSEBUAH x χSEBUAH memberitahu Anda bahwa tekanan parsial komponen A tertentu PSEBUAH diproduksi untuk persen komponen PHaiSEBUAH dan fraksi mol A "chi" χSEBUAH.
Tekanan parsial adalah tekanan yang dimiliki oleh gas penyusun campuran jika memiliki seluruh volume campuran itu pada suhu yang sama. Ini memungkinkan Anda menentukan berapa banyak gas yang harus ada jika Anda mengetahui fraksi mol sebelumnya.
Anda kemudian bisa, gunakan Hukum Dalton yang menyatakan bahwa tekanan total campuran gas sama dengan jumlah tekanan parsial yang membuatnya. Teori tentang bagaimana partikel-partikel gas bergerak dan berinteraksi satu sama lain menjelaskan hal ini.
Anda dapat menggambarkan tekanan uap suatu senyawa menggunakan suhu larutan dan titik didih senyawa karena, ketika suhu meningkat, lebih banyak molekul gas akan memiliki energi kinetik yang cukup untuk saling menyerang dalam orientasi yang sesuai untuk membiarkan reaksi terjadi. Mereka membutuhkan ini untuk mengatasi gaya antarmolekul yang akan menyatukan partikel dalam fase cair.
Distilasi dalam Industri
Selain penelitian tentang titik didih dan sifat gas dari senyawa, distilasi berguna dalam banyak aplikasi di industri. Ini digunakan dalam mempelajari dan membentuk reaksi antara minyak, air dan komponen lain seperti metana yang digunakan dalam bahan bakar. Ilmuwan dan produsen makanan dapat menggunakannya untuk membuat minuman keras, bir, dan berbagai jenis anggur. Teknik penyulingan telah menemukan penggunaan praktis dalam industri kosmetik, obat-obatan farmasi dan metode pembuatan bahan kimia lainnya.
Teknik ini bahkan digunakan dalam bola lampu untuk mencegah filamen tungsten rusak dan memberikan cahaya pada bola lampu. Mereka melakukan ini dengan memisahkan udara untuk menghasilkan gas yang diperlukan untuk memproduksi bola lampu. Metode distilasi ini mengikuti teori dan metode eksperimental untuk pemisahan.