단순 증류 액으로부터 생성 된 증기가 응축기로 바로 이동되는 과정 인 저온 증기 및 응축된다.
액체에 존재하는 비 휘발성 성분과 휘발성 성분을 분리하는 데 사용됩니다. 또한 끓는점이 매우 다른 용액에 존재하는 두 액체를 분리하는데도 사용됩니다.
단순 증류의 기본 설정. 출처 : Pixabay
간단한 증류는 용액에 존재하는 두 휘발성 액체를 분리하는 효율적인 방법이 아닙니다. 열을 공급하여 온도가 상승하면 분자의 운동 에너지도 증가하여 분자 간의 응집력을 극복 할 수 있습니다.
휘발성 액체는 증기압이 용액 표면에 가해지는 외부 압력과 같을 때 끓기 시작합니다. 두 액체 모두 형성된 증기의 조성에 기여하며, 더 휘발성 액체의 존재는 더 큽니다. 즉, 끓는점이 가장 낮은 것입니다.
따라서 더 휘발성 액체가 형성되는 대부분의 증류 액을 구성합니다. 이 과정은 원하는 순도 또는 가능한 최고 농도에 도달 할 때까지 반복됩니다.
간단한 증류 과정
단순 증류에서는 용액의 온도가 끓을 때까지 상승합니다. 그 순간 액체 상태에서 기체 상태로의 전환이 발생합니다. 이것은 용액에서 일정한 버블 링이 시작될 때 관찰됩니다.
장비
단순 증류 장비는 일반적으로 버너 또는 가열 블랭킷으로 구성됩니다 (이미지 참조). 결합을 가능하게하는 분쇄 유리 입이있는 둥근 내화 유리 플라스크; 일부 유리 구슬 (일부는 나무 막대를 사용)을 사용하여 형성된 거품의 크기를 줄입니다.
유리 구슬은 기포 형성 핵 역할을하여 액체가 천천히 끓을 수있게하여 일종의 거대한 기포를 형성하는 과열을 방지합니다. 증류 플라스크에서 대량의 액체를 배출 할 수도 있습니다.
플라스크의 입구에는 분쇄 유리로 만들어진 3 개의 입구가있는 내화 유리 어댑터가 부착되어 있습니다. 한 넥은 증류 플라스크에, 두 번째 넥은 콘덴서에, 세 번째 넥은 고무 마개를 사용하여 닫습니다.
그림에서 마운트에는이 어댑터가 없습니다. 대신 온도계와 응축기에 직접 연결되는 커넥터는 동일한 고무 마개를 통해 배치됩니다.
콘덴서
응축기는 그 이름이 나타내는 기능을 수행하도록 설계된 장치입니다. 즉, 통과하는 증기를 응축합니다. 위쪽 입을 통해 어댑터에 연결되고 아래쪽 입을 통해 증류 제품이 수집되는 풍선에 연결됩니다.
이미지의 경우 (항상 정확하지는 않지만) 눈금 실린더를 사용하여 증류 된 부피를 한 번에 측정합니다.
응축기의 외부 재킷을 통해 순환하는 물은 하부를 통해 들어가 상부를 통해 배출됩니다. 이렇게하면 응축기 온도가 증류 플라스크에서 생성 된 증기가 응축 될 수있을만큼 충분히 낮아집니다.
증류 장치를 구성하는 모든 부품은 금속 지지대에 연결된 클립으로 고정됩니다.
증류 할 용액의 부피를 적절한 용량으로 둥근 플라스크에 넣습니다.
효율적인 밀봉을 보장하기 위해 흑연 또는 그리스를 사용하여 적절한 연결이 이루어지고 용액의 가열이 시작됩니다. 동시에 응축기를 통한 물의 통과가 시작됩니다.
난방
증류 플라스크가 가열되면 온도계에서 온도가 일정하게 유지되는 지점에 도달 할 때까지 온도가 증가합니다. 이것은 가열이 계속 되더라도 그대로 유지됩니다. 모든 휘발성 액체가 완전히 증발하지 않는 한.
이 동작에 대한 설명은 액체 혼합물의 끓는점이 가장 낮은 구성 요소의 끓는점에 도달했으며 증기압은 외부 압력 (760mm Hg)과 같습니다.
이 시점에서 모든 열 에너지는 액체 상태에서 액체의 분자간 응집력이 만료되는 기체 상태로의 변화에 소모됩니다. 따라서 열 공급은 온도 상승으로 해석되지 않습니다.
증류 액의 액체 생성물은 적절하게 라벨이 붙은 플라스크에 수집되며, 그 부피는 증류 플라스크에 원래 있던 부피에 따라 달라집니다.
예
물과 알코올의 증류
수용액에 50 % 알코올이 있습니다. 알코올의 끓는점이 78.4 ° C이고 물의 끓는점이 약 100 ° C라는 것을 알고 있다면 간단한 증류 단계로 순수한 알코올을 얻을 수 있습니까? 내 대답은 아니오 야.
알코올-물 혼합물을 가열함으로써 가장 휘발성이 높은 액체의 끓는점에 처음에 도달합니다. 이 경우 알코올입니다. 형성된 증기는 알코올의 비율이 더 높지만 끓는점이 비슷하기 때문에 증기에 물이 많이 존재합니다.
증류 및 응축에서 수집 된 액체는 알코올 비율이 50 %를 초과합니다. 이 액체를 연속적으로 증류하면 농축 알코올 용액을 얻을 수 있습니다. 그러나 순수하지는 않습니다. 증기는 계속해서 물을 특정 구성으로 끌어 당겨 공비라고 알려진 것을 형성합니다.
설탕 발효의 액체 생성물은 알코올 비율이 10 %입니다. 이 농도는 위스키의 경우와 같이 간단한 증류로 50 %까지 올릴 수 있습니다.
액체-고체 분리
물 속의 소금 용액은 휘발 할 수있는 액체와 비등점이 높은 비 휘발성 화합물 인 소금으로 구성됩니다.
용액을 증류함으로써 응축액에서 순수한 물을 얻을 수 있습니다. 한편, 증류 플라스크의 바닥에 소금이 가라 앉습니다.
알코올과 글리세린
끓는점이 78.4ºC 인 에틸 알코올과 끓는점이 260ºC 인 글리세린이 혼합되어 있습니다. 단순 증류를하면 형성된 증기는 100 %에 가까운 매우 높은 알코올 비율을 갖게됩니다.
따라서 증기와 비슷한 비율의 알코올을 함유 한 증류 액을 얻을 수 있습니다. 이것은 액체의 끓는점이 매우 다르기 때문에 발생합니다.
참고 문헌
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