Den flyktiggjøring er prosessen med å omdanne et kjemisk en væske eller et fast stoff til en gassform eller dampform. Andre betegnelser som brukes for å beskrive den samme prosessen er fordampning, destillasjon og sublimering.
Det ene stoffet kan ofte skilles fra et annet ved flyktiggjøring og kan deretter gjenvinnes ved dampkondensering.
Stoffet kan hurtigere forflyktiges ved enten å varme det opp for å øke damptrykket eller ved å fjerne dampen ved å bruke en inert gasstrøm eller en vakuumpumpe.
Oppvarmingsprosedyrer inkluderer flyktiggjøring av vann, kvikksølv eller arsenisk triklorid for å skille disse stoffene fra forstyrrende elementer.
Kjemiske reaksjoner brukes noen ganger for å produsere flyktige produkter som ved frigjøring av karbondioksid fra karbonater, ammoniakk i Kjeldahl-metoden for bestemmelse av nitrogen og svoveldioksid ved bestemmelse av svovel i stål.
Flyktningsmetodene er generelt preget av stor enkelhet og brukervennlighet, bortsett fra når høye temperaturer eller svært korrosjonsbestandige materialer er nødvendig (Louis Gordon, 2014).
Fordamping av damptrykk
Når du vet at koketemperaturen på vannet er 100 ° C, har du noen gang lurt på hvorfor regnvannet fordamper?
Er det 100 ° C? I så fall, hvorfor blir jeg ikke varm Har du noen gang lurt på hva som gir den karakteristiske aromaen til alkohol, eddik, tre eller plast? (Damp Pressure, SF)
Ansvarlig for alt dette er en egenskap kjent som damptrykk, som er trykket som utøves av en damp i likevekt med den faste eller flytende fase av samme stoff.
Også stoffets delvise trykk i atmosfæren på det faste eller flytende (Anne Marie Helmenstine, 2014).
Damptrykk er et mål på tendensen til et materiale til å skifte til gass- eller damptilstand, det vil si et mål på stoffers flyktighet.
Når damptrykket øker, desto større er væskens eller det faste stoffets evne til å fordampe, og blir dermed mer flyktig.
Damptrykk vil øke med temperaturen. Temperaturen som damptrykket på overflaten av en væske tilsvarer trykket som utøves av omgivelsene, kalles væskens kokepunkt (Encyclopædia Britannica, 2017).
Damptrykket vil avhenge av det løste oppløsningen i oppløsningen (det er en kolligativ egenskap). På overflaten av løsningen (luft-gass-grensesnitt) har de mest overfladiske molekylene en tendens til å fordampe, utveksle mellom faser og generere et damptrykk.
Tilstedeværelsen av oppløst stoff reduserer antall løsningsmiddelmolekyler ved grensesnittet, og reduserer damptrykket.
Figur 1: reduksjon i damptrykk når du har et oppløst løst stoff.
Endringen i damptrykk kan beregnes med Raoults lov for ikke-flyktige løsemidler som er gitt av:
Hvor X2 er molfraksjonen av løsningsmidlet. Hvis vi multipliserer begge sider av ligningen med P °, gjenstår det:
Å erstatte (1) i (3) er:
(4)
Dette er variasjonen i damptrykk når et oppløst stoff oppløses (Jim Clark, 2017).
Gravimetrisk analyse
Gravimetrisk analyse er en klasse laboratorieteknikker som brukes til å bestemme massen eller konsentrasjonen til et stoff ved å måle en endring i masse.
Kjemikaliet vi prøver å kvantifisere kalles noen ganger analytten. Vi kan bruke gravimetrisk analyse for å svare på spørsmål som:
- Hva er konsentrasjonen av analytten i en løsning?
- Hvor ren er prøven vår? Prøven her kan være en solid eller i løsning.
Det er to vanlige typer gravimetrisk analyse. Begge involverer å endre fasen til analytten for å skille den fra resten av en blanding, noe som resulterer i en masseendring.
En av disse metodene er nedbørsgravmetri, men den som virkelig interesserer oss er forflytningsgravimetri.
Flyktighetsgravimetri er basert på termisk eller kjemisk nedbrytning av prøven og måling av den resulterende endringen i dens masse.
Alternativt kan vi fange og veie et flyktig nedbrytningsprodukt. Fordi frigjøring av en flyktig art er en essensiell del av disse metodene, klassifiserer vi dem samlet som gravimetriske analysemetoder for flyktiggjøring (Harvey, 2016).
Gravimetriske analyseproblemer er ganske enkelt støkiometriproblemer med noen få ekstra trinn.
For å utføre enhver støkiometrisk beregning, trenger vi koeffisientene til den balanserte kjemiske ligningen.
For eksempel, hvis en prøve som inneholder bariumklorid-dihydrat (bacl 2 H 2 O) urenheter, kan mengden av urenheter kan oppnås ved oppvarming av prøven til å fordampe vannet.
Forskjellen i masse mellom den opprinnelige prøven og den oppvarmede prøven vil gi oss, i gram, mengden vann som er inneholdt i bariumkloridet.
Med en enkel støkiometrisk beregning vil mengden urenheter i prøven oppnås (Khan, 2009).
Fraksjonert destillasjon
Fraksjonsdestillasjon er en prosess der komponentene i en flytende blanding blir separert i forskjellige deler (kalt fraksjoner) i henhold til deres forskjellige kokepunkter.
Forskjellen i flyktigheter av forbindelsene i blandingen spiller en grunnleggende rolle i deres separasjon.
Fraksjonsdestillasjon brukes til å rense kjemikalier og også for å skille blandinger for å oppnå deres komponenter. Den brukes som laboratorieteknikk og i industrien, der prosessen er av stor kommersiell betydning.
Damp fra en kokende løsning føres gjennom en høy kolonne, kalt en fraksjoneringskolonne.
Søylen er pakket med plast- eller glassperler for å forbedre separasjonen ved å gi mer overflate for kondens og fordamping.
Figur 2: oppsett for brøkdestillasjon i laboratoriet.
Kolonnens temperatur synker gradvis langs lengden. Komponenter med et høyere kokepunkt kondenserer på kolonnen og går tilbake til løsning.
Komponenter med lavere kokepunkt (mer flyktige) passerer gjennom kolonnen og samles i nærheten av toppen.
Teoretisk sett har det å ha flere perler eller plater forbedret separasjonen, men å legge til plater øker også tiden og energien som kreves for å fullføre en destillasjon (Helmenstine, 2016).
referanser
- Anne Marie Helmenstine. (2014, 16. mai). Vapor Pressure Definition. Gjenopprettet fra thoughtco.com.
- Encyclopædia Britannica. (2017, 10. februar). Damptrykk. Gjenopprettet fra britannica.com.
- Harvey, D. (2016, 25. mars). Volatilisering Gravimetri. Gjenopprettet fra chem.libretexts.
- Helmenstine, AM (2016, 8. november). Brøkdestillasjon Definisjon og eksempler. Gjenopprettet fra thoughtco.com.
- Jim Clark, IL (2017, 3. mars). Raoults lov. Gjenopprettet fra chem.libretexts.
- Khan, S. (2009, 27. august). Introduksjon til gravimetrisk analyse: Flyktighetsgravimetri. Gjenopprettet fra khanacademy.
- Louis Gordon, RW (2014). Gjenopprettet fra accessscience.com.
- Damptrykk. (SF). Gjenopprettet fra chem.purdue.edu.