تقطير بسيط

عندما يتم تسخين السائل ، فإنه يكتسب الطاقة حتى يفوق الاضطراب المتزايد في طور الغاز التفاعلات بين الجزيئات في الطور السائل. بمجرد أن تكون الجزيئات الكافية في الطور الغازي ، فإنها تهرب من السائل على شكل فقاعات. يحدث هذا التأثير ، المسمى الغليان ، عندما يكون ضغط البخار الكلي للمادة مساويا للضغط الجوي.

ضغط البخار هو ضغط البخار في حالة توازن مع مرحلته المكثفة ، ويختلف باختلاف درجة الحرارة. في خليط من السوائل، يكون لكل مكون ضغط بخار خاص به، والذي نسميه ضغطه الجزئي. ضغط البخار الكلي للخليط يساوي مجموع الضغوط الجزئية. إذا كانت السوائل قابلة للامتزاج ، مما يعني أنها تشكل دائما محلولا متجانسا ، فإن الضغط الجزئي لكل مكون هو ضغط بخار المركب النقي عند درجة الحرارة هذه مضروبا في جزء الخلد في السائل.

تسمى درجة الحرارة التي تبدأ عندها الفقاعة الأولى من البخار في التكون في خليط سائل بنقطة الفقاعة. بالنسبة للسائل النقي ، فإن كل من نقطة الفقاعة ودرجة الحرارة التي يبدأ عندها البخار في التكثيف ، أو نقطة الندى ، هي نفسها نقطة الغليان. ومع ذلك ، بالنسبة لمزيج من سائلين قابلين للامتزاج ، ستكون كل من نقطة الفقاعة ونقطة الندى بين نقاط غليان المكونات.

عندما يغلي الخليط لأول مرة ، يكون البخار غنيا بالمركب ذو نقطة الغليان السفلية ، أو المركب الأكثر تقلابا. هذا يزيد من نسبة المركب مع نقطة الغليان الأعلى ، أو المركب الأقل تقلبا ، في الخليط السائل.

التقطير هو تقنية فصل تستفيد من هذه الظاهرة. في تقطير بسيط ، يتم غلي خليط سائل متجانس. ثم يدخل البخار المتصاعد إلى الغرفة الداخلية للمكثف المبرد بالماء. يتكثف البخار في سائل يسمى نواتج التقطير ، والذي يتم جمعه بعد ذلك في وعاء منفصل.

مع استمرار الغليان ، تتغير تركيبات السائل والبخار مع إزالة المكون الأكثر تقلبا. إذن، إذا جمعنا نواتج التقطير في أجزاء صغيرة، فسنلاحظ أن كل جزء يحتوي على المركبات بنسبة مولارية مختلفة.

مع زيادة نسبة المكون الأقل تقلبا في الخليط السائل ، تزداد أيضا نقطة الفقاعة ونقطة الندى. يؤدي رسم فقاعة الخليط ونقاط الندى مقابل كسور الخلد للمكونات إلى عمل مخطط لدرجة الغليان. بمجرد الحصول على هذا الشكل ، يمكننا استخدام منحنى نقطة الندى لتحديد تركيب البخار عند درجة حرارة معينة.

في هذا المختبر ، ستقوم بإعداد وإجراء التقطير البسيط لمزيج من الهكسان الحلقي والتولوين وتسجيل درجة حرارة البخار طوال التجربة. ستستخدم بعد ذلك مخطط نقطة الغليان المنشور للهكسان الحلقي والتولوين لتحديد تكوين البخار ، مما يسمح لك بتقدير تكوين الخليط السائل طوال فترة التقطير.