Криви на дестилация

Разбиране на дестилацията чрез криви на дестилация.

В това видео

ще разгледаме
по-задълбочено дестилацията

и, в частност, ще научим
как да построяваме

и интерпретираме
равновесни криви.

Да кажем, че дестилираме
приблизително 50 милилитра разтвор,

който съдържа 50% метилацетат
и 50% пропилацетат.

Ако не знаеш какво са
метилацетат и пропилацетат,

това не е проблем, а интересното е

разликата в техните точки на кипене.

Точката на кипене на метилацетата
е 56,9 градуса по Целзий,

докато точката на кипене на
пропилацетата е доста по-висока,

101,5 градуса по Целзий.

И можеш да си представиш,

че когато имаме тази инсталация
за фракционална дестилация,

ще можем да ги разделим доста лесно,

поради тези разлики в точките на кипене.

Имаш разтвора

и започваш да го нагряваш.

Ще трябва да го нагрееш

до точката на кипене на сместа,

която ще е някъде между

тези две точки на кипене.

Вероятно ще е около 70
и няколко градуса по Целзий.

След като това започне да кипи

ще започнеш да имаш много повече пари.

Тези пари ще са комбинация

от метилацетат и пропилацетат.

Понеже метилацетатът има

по-ниска точка на кипене

от пропилацетата,

по-голям дял от тези пари

ще са метилацетат.

И после, понеже това е
фракционална дестилация,

сместа от пари ще премине
множество цикли

от кондензация и повторно изпаряване.

И докато стигаме все по-нависоко,

всеки път, когато кондензираш и пак изпариш,

тези преизпарени пари ще имат

дори по-висок дял метилацетат.

И това, което виждаш,

докато постепенно
увеличаваш температурата тук, е,

че ще имаш този пръстен
на кондензация

и можеш да гледаш на това
като граница

между участъците, в които е достатъчно
горещо, за да се образуват достатъчно пари

и къде не е достатъчно горещо,

за да имаме пари,
и те кондензират.

И когато температурата ето тук
е сравнително ниска,
(показва на екрана)

може би точно в началото,

няма да се получава
много дестилат.

Няма да генерираш много дестилат,

докато този дестилационен пръстен
не се приближи

до мястото, където е
този термометър

и тези пари не започнат да навлизат

в кондензационната тръба.

И сигурно се досещаш, че до момента,

в който пръстенът стигне тук горе,
това означава,

че сместа от парите

е преминала през множество цикли
на кондензация и изпарение,

което е равностойно на множество
прости кръгове на дестилация.

До момента, в който
кръгът пари стигне тук

ще имаме предимно пари
на метилацетат.

И температурата тук,

точката на кипене на парите тук,

ще е приблизително точката
на кипене на метилацетата.

Но това е точката,

в която започваш да виждаш
много от тези пари

успяващи да навлязат
в кондензационния пръстен

и да кондензират,

и започваме да произвеждаме
много дестилат.

Точно при около 56,9 градуса по Целзий

започваме да произвеждаме много дестилат.

Можеш да си представиш, че през цялото
време, през което правим това,

трябва бавно да увеличаваш
температурата на сместа.

Защо?

Когато започваме да губим

все повече и повече
пари на метилацетата,

тогава точката на кипене
на разтвора ще се повиши.

Както казахме, оригиналният
разтвор е около 50 милилитра.

След като стигнеш до около 20
и няколко милилитра

дестилиран метилацетат,

няма да можеш да произведеш

много повече дестилат
при тази температура.

Ще трябва да продължиш
да увеличаваш температурата,

докато балончето тук не
стигне до температурата

на точката на кипене
на пропилацетата.

Температурата на балончето
постоянно се увеличава.

Не виждаш много нов дестилат,

може би се образува още малко,

и получаваш все повече
и повече пропилацетат.

Това ще е смес от пари.

Получаваш един вид
последния метилацетат,

но получаваш увеличение
в количеството пропилацетат.

След като е достатъчно горещо,

при точката на кипене на пропилацетата,

около 101 градуса по Целзий,

тогава започваш да произвеждаш
много повече дестилат.

Това са кондензиращи пари

пропилацетат.

И ако искаше да разделиш
тези две вещества,

в първата фаза,

когато видиш това плато
за количеството дестилат,

при което имаш този голям обем

при точката на кипене
на метилацетата,

съдът, в който събираш
дестилата,

може да бъде сменен в тази фаза,

преди да повишиш
температурата твърде много

а после можеш да събереш кондензата

на пропилацетата.

Можеш също да направиш обратното.

Често ще виждаш такава
равновесна крива

и ще трябва да определиш

какви са точките
на кипене на съставките тук.

И ти ще кажеш, че по-ниската
точка на кипене на едното вещество

може да се види тук.
(показва на чертежа)

Получили сме голямо
количество дестилат,

когато това балонче тук е било
при тази температура,

така че това трябва да е точката
на кипене на първото вещество.

И може дори да успееш
да го идентифицираш,

ако знаеш точката на кипене
на различни вещества.

И после ще определиш това плато

като точката на кипене
на вещество номер две.

Може би сега си мислиш,

че това е подходящо
за фракционна дестилация,

но как ще изглежда равновесната
крива на обикновена дестилация?

Помни, при простата дестилация

нямаш множество цикли

на кондензация и повторно изпарение,

което е равностойно на множество цикли

проста дестилация.

Така че когато е достатъчно горещо,
че парите да стигнат тук горе,

това ще е по-малко чист метилацетат,

това ще е комбинация от двете,

пак ще е предимно метилацетат,

но точката на кипене
на комбинацията вещества в сместа

ще е по-висока.

Така че тук

започваш да получаваш
значително количество дестилат

при по-висока температура

и всичко се случва малко по-постепенно,

когато правиш проста дестилация,
за разлика от фракционна.

Вероятно се досещаш, че
ако някой ни даде

крива на проста дестилация,
подобна на тази,

ще е много по-трудно
да отличим точките на кипене

на различните вещества,
понеже във всяка дадена точка

има по-скоро смес от пари,

за разлика от фракционната дестилация.