תוֹכֶן
כשאתה מתסס פירות לייצור אלכוהול, אתה יכול לזקק את התערובת הנוזלית כדי לבודד חלקים מהם. שיטת זיקוק זו מנצלת את התרכובות השונות המרכיבות את הנוזל בתהליך כמו תסיסה. כימאים עושים שימוש רב בתהליכים אלה לטיהור ממסים ומוצרים אחרים של תגובות נוזליות, כולל הפרדת רכיבי נפט גולמי.
מכשירי זיקוק
גרשי זיקוק מראים לכם את הכמויות שנמדדו באמצעות ניסויי זיקוק המפרידים בין מרכיבי נוזלים. ניסויים אלה משתמשים עמודות זיקוק שברירי המורכב מעמודה המאפשרת לנוזל לטפטף בבקבוק תחתון עגול עם מדחום בראש העמוד כדי לקבוע את טמפרטורת האדים.
תא נוזל אלכסוני מתחבר לנקודה לאורך העמוד השבר בסמוך לקודקוד המשתרע מהתא. זה יוצר שטח פנים שעליו האדי יכול להתעבה ולאסוף בבקבוק חיצוני.
באמצעות מערך הזיקוק מתרשים זיקוק פשוט נוזל רותח לגז, מתעבה בחזרה לנוזל וממשיך בתהליך זה עד שהנוזל שאתה רוצה לזקק בבקבוק החיצוני. המנגנון פועל על ידי חימום הנוזל האוסף בבקבוק כך שהעמודה השברלית מגלה לכם את לחץ האדים של צורת הגז של תערובת הנוזל.
המדחום בחלקו העליון צריך לקרוא את נקודת הרתיחה של הנוזל. הבקבוק החיצוני מאפשר לנוזל לאסוף אותו אתה רוצה לזקק ומשמש גם לפרוק כך שהמכשיר לא ישבר על ידי התחממות יתר.
שלוט על הטמפרטורה בזהירות רבה על ידי מקסום המגע בין הנוזל שטפטף בחזרה אל הבקבוקית התחתונה העגולה והאדים העולים דרך העמוד השברירי. לפעמים בעמוד השבר יש חרוזי זכוכית או רמות הבולטות מהצדדים הפנימיים כדי למקסם את שטח הפנים של המגע. עקוב אחר הטמפרטורה באמצעות מדחום כדי להבין את הטמפרטורה בה זה קורה. אתה אמור להסתיים בלחצי האדים של הנוזלים בתערובת.
הגדרת המנגנון מבטיחה כי לחץ האדים של התרכובת עם נקודת רתיחה נמוכה יותר בתערובת גדול יותר מלחץ האדים של זה עם נקודת רתיחה גבוהה יותר. זה גם מאפשר לך להגדיר נקודת רתיחה כטמפרטורה בה לחץ האדים שווה ללחץ האטמוספרי עבור נוזל במכל פתוח. זוהי הטמפרטורה הנמוכה ביותר שבה צורת הנוזל של התערובת או התרכובת מתבגרת לגז. שיטות אלה של זיקוק שבריריות הופכות אותם לשימושיים במסגרות תעשייתיות לייצור תרכובות כימיות.
תרשים זיקוק פשוט
אתה יכול גם להשתמש בשבריר הגז המזוקק כשבריר שומה כדי לשרטט גרף של טמפרטורת הנוזל, תערובת אדי הנוזל והאדי עצמו כדי לקבוע את נקודת הרתיחה של שני המרכיבים או יותר של התרכובת . התקנות רבות של מכשירי זיקוק ימדדו אוטומטית את הטמפרטורה לאורך כל חימום הניסוי. זה יכול לתת לך קבוצה רציפה של נקודות נתונים לאורך זמן שניתן בקלות לתרשים באמצעות Excel או תוכנה אחרת.
העקומה מספרת לך את זה מכיוון שככל שהאדים מתחממים ועוברים דרך העמוד השבר, הוא צריך להיפרד לשתי תערובות נוזלים וגזים נפרדים. על ידי רישום הטמפרטורה לאורך כל תהליך הזיקוק, תוכלו להבין מה התרכובות מבוססות למעשה על נקודת הרתיחה.
לחלופין, תוכלו להשתמש באותו תהליך לקביעת נקודת הרתיחה של תרכובת ידועה. התהליך מוגבל, אם כי, על ידי הטמפרטורות שתוכלו להשיג באמצעות מקור החום המשפיע על הבקבוק התחתון העגול.
נפח לעומת טמפרטורה
גרף הזיקוק הפשוט אמור להראות לכם גרף זיקוק של נפח לעומת טמפרטורה של התערובת עם הנקודות בהן הטמפרטורה של שניהם או כל הגזים מצטלבים, מאתרים את נקודת הרתיחה של כל מרכיב בגז. עקומת קומפוזיציה זו מאפשרת לך להבין את הגדרת המנגנון והטמפרטורה המתאימים להפרדת תערובת הגז או הנוזל. אתה יכול להתנסות בסוגים שונים של עמודות שברים כדי להבין איזה מהם נותן לך את הרעיון הברור ביותר של נקודת רתיחה עבור המרכיבים.
גרף הזיקוק הפשוט עוקב אחר תיאוריית הזיקוק הפשוטה. זיקוק פשוט פירושו שהגז מתעבה לנוזל פעם אחת, אז עליכם לבצע אותו על נוזלים או גזים שיש להם נקודות רתיחה מספיק רחוקים זה מזה כדי להבחין בהם.
שימוש במספר שלבים של עיבוי נקרא זיקוק שברירי, ובמקרה זה, השתמשו בתרשים זיקוק שברירי של נפח לעומת טמפרטורה. אתה יכול להחיש את הממצאים כדי להבין את הגדרות תיאורטיות לנוזלים ותערובות אחרות מכיוון שיש יותר חרוזים או צלחות בהתקנה אמור לשפר באופן תיאורטי את שיטת ההפרדה תוך הגדלת הזמן שלוקח להפרדת התערובת.
תורת זיקוק פשוטה
תערובות המזקקות באמצעות ניסויים אינן מייצרות דגימות טהורות, אך גורמות לזיהום בתערובות השונות שאתה מודד. משמעות הדבר היא שאתה יכול להשתמש במשוואות כדי להסביר תוצאות ניסוי מהזקקה כמו גם מתחזיות מבוססות על נתונים שנקבעו בעבר על הרכב הגזים והנוזלים. חוק ראולץ וחוק דלתון נותנים לך דרכים למדוד את הפרופורציות הללו של תורת הזיקוק הפשוטה.
להלן ההרכב המדויק של האדי ההוא המעביר בין רתיחה לעיבוי חוק ראולץ, הקובע כי לחץ האדים של תרכובת יורד כאשר הוא נמצא בתמיסה ויכול להיות קשור להרכב הטוחני. המשוואה עא= Poא איקס χא אומר לך שהלחץ החלקי של רכיב מסוים A עא מיוצר עבור אחוז הרכיב עoא ושבריר השומה של "צ'י" χא.
הלחץ החלקי הוא הלחץ שהיה לגז המרכיב של תערובת אם היה נפח התערובת כולה באותה טמפרטורה. זה מאפשר לך לקבוע כמה מהגז צריך להיות קיים אם אתה יודע את שבר השומה לפני היד.
לאחר מכן תוכל להשתמש חוק דלתון הקובע כי הלחץ הכולל של תערובת גז שווה לסכום הלחצים החלקיים המרכיבים אותו. התיאוריה כיצד חלקיקי הגז נעים ומתקשרים זה עם זה מסבירה זאת.
אתה יכול לתאר את לחץ האדים של תרכובת באמצעות טמפרטורת הפיתרון ונקודת הרתיחה של התרכובת מכיוון שכאשר הטמפרטורה תעלה, למולקולות הגז תהיה מספיק אנרגיה קינטית כדי להכות זו את זו בכיוון מתאים כדי לאפשר לתגובה מתרחש. הם זקוקים לכך כדי להתגבר על כוחות בין-מולקולריים שיחזיקו את החלקיקים יחד בשלב הנוזל.
זיקוק בתעשייה
בנוסף למחקר על נקודת הרתיחה ותכונות הגזים של תרכובות, זיקוק מוצא את עצמו מועיל ביישומים רבים ברחבי התעשייה. זה משמש ללימוד ויצירת תגובות בין שמן, מים ורכיבים אחרים כמו מתאן המשמשים בדלק. מדעני מזון ויצרנים יכולים להשתמש בו להכנת משקאות חריפים, בירה וסוגי יין שונים. טכניקות זיקוק מצאו שימוש מעשי בתעשיות קוסמטיקה, תרופות תרופות ושיטות ייצור כימיות אחרות.
הטכניקה אף משמשת בנורות תאורה למניעת פגיעה של נימת הטונגסטן ומספקת זוהר בנורות האור. הם עושים זאת על ידי הפרדת האוויר לייצור הגזים הנחוצים לייצור נורות. שיטות זיקוק אלה עוקבות אחר תיאוריה ושיטות ניסוי להפרדה.