Какво е изпаряване?



на изветряване Това е процес на превръщане на химично вещество от течно или твърдо състояние в газообразно или парно състояние. Други термини, използвани за описване на един и същ процес, са изпаряване, дестилация и сублимация.

Веществото често може да бъде отделено от друго чрез изпаряване и след това може да бъде възстановено чрез кондензация на пара.

Веществото може да се изпари по-бързо или чрез нагряване, за да се повиши налягането на парите, или чрез отстраняване на парата с помощта на поток от инертен газ или вакуумна помпа..

Процедурите за отопление включват изпаряване на вода, живак или арсенов трихлорид за отделяне на тези вещества от смущаващите елементи.

Понякога се използват химични реакции за получаване на летливи продукти, като освобождаване на въглероден диоксид от карбонати, амоняк в метода на Келдал за определяне на азот и серен диоксид при определяне на сяра в стомана..

Методите за изпаряване обикновено се характеризират с голяма простота и лекота на работа, освен когато са необходими високи температури или материали, които са силно устойчиви на корозия (Louis Gordon, 2014).

Изпаряване на парното налягане

Знаейки, че температурата на кипене на водата е 100 ° C, някога сте се чудили защо дъждовната вода се изпарява?

На 100 ° C ли е? Ако е така, защо не се нагорещявам? Чудили ли сте се някога какво придава характерния аромат на алкохол, оцет, дърво или пластмаса? (Налягане на парите, S.F.)

Единственият отговорен за това е свойство, известно като парно налягане, което е налягането, упражнявано от парата в равновесие с твърдата или течната фаза на същото вещество.

Също така, парциалното налягане на веществото в атмосферата върху твърдото вещество или течността (Anne Marie Helmenstine, 2014).

Налягането на парите е мярка за тенденцията на материала да се променя в газообразно или парно състояние, т.е. мярка за летливостта на веществата.

С увеличаване на налягането на парите капацитетът на изпаряването на течността или твърдото вещество става по-летлив.

Налягането на парите ще нараства с температурата. Температурата, при която налягането на парите на повърхността на течността е равно на налягането, оказвано от околната среда, се нарича точка на кипене на течността (Encyclopædia Britannica, 2017).

Налягането на парите ще зависи от разтвореното вещество в разтвора (това е колигиращо свойство). На повърхността на разтвора (въздушно-газово интерфейс) най-повърхностните молекули са склонни да се изпаряват, като обменят между фазите и генерират налягане на парите.

Наличието на разтворимо вещество намалява броя на молекулите на разтворителя в интерфейса, намалявайки налягането на парите.

Промяната в налягането на парите може да се изчисли със Закона на Раул за нелетливите разтвори, който се дава чрез:

Където P1 е налягането на парите след добавяне на разтвореното вещество, х1 е моларната част на споменатото разтворено вещество и P ° е налягането на парите на чистия разтворител. Ако имаме сумата на моларните части на разтвореното вещество и разтворителят е равна на 1, тогава имаме: 

Където Х2 е молната част на разтворителя. Ако умножим двете страни на уравнението с P °, то остава:

Заместването на (1) в (3) е:

(4)

Това е изменението на налягането на парите при разтваряне на разтвореното вещество (Jim Clark, 2017).

Гравиметричен анализ

Гравиметричният анализ е клас лабораторни техники, използвани за определяне на масата или концентрацията на веществото чрез измерване на промяна в масата.

Химикалът, който се опитваме да определим количествено, понякога се нарича аналит. Можем да използваме гравиметричен анализ, за ​​да отговорим на въпроси като:

  • Каква е концентрацията на аналита в разтвор?
  • Колко чиста е нашата проба? Пробата тук може да бъде твърда или в разтвор.

Има два често срещани вида гравиметричен анализ. И двете включват промяна на фазата на аналита, за да се отдели от останалата част от сместа, което води до промяна в масата.

Един от тези методи е гравиметрията на валежите, но тази, която наистина ни интересува, е гравиметрията на изпарението.

Гравиметрията на изпаряване се основава на термично или химично разлагане на пробата и измерване на получената промяна в неговата маса.

Алтернативно, можем да улавяме и претегляме летливият продукт на разлагане. Тъй като освобождаването на летливи видове е съществена част от тези методи, ние ги класифицираме колективно като гравиметрични методи за анализ на изпарението (Harvey, 2016).

Проблемите на гравиметричния анализ са просто проблеми със стехиометрията с няколко допълнителни стъпки.

За да се направи каквото и да е стехиометрично изчисление, се нуждаем от коефициентите на балансираното химическо уравнение.

Например, ако проба съдържа примеси на бариев хлорид дихидрат (BaCl2● H2О), количеството примеси може да се получи чрез нагряване на пробата за изпаряване на водата.

Разликата в масата между първоначалната проба и нагрятата проба ще ни даде в грамове количеството вода, съдържаща се в бариевия хлорид.

С простото стехиометрично изчисление ще се получи количеството примеси в пробата (Khan, 2009).

Фракционна дестилация

Фракционната дестилация е процес, чрез който компонентите на течната смес се разделят на различни части (наречени фракции) според различните им точки на кипене..

Разликата в летливостта на съединенията от сместа играе основна роля при тяхното разделяне.

Фракционната дестилация се използва за пречистване на химическите продукти и за разделяне на смесите, за да се получат техните компоненти. Използва се като лабораторна техника и в промишлеността, където процесът има голямо търговско значение.

Парите на кипящ разтвор се пропускат по високата колона, наречена колона за фракциониране.

Колоната е напълнена с пластмасови или стъклени перли, за да се подобри разделянето, осигурявайки по-голяма площ за кондензация и изпаряване.

Температурата на колоната постепенно намалява по дължината му. Компонентите с по-висока точка на кипене кондензират в колоната и се връщат към разтвора.

Компонентите с по-ниски (по-летливи) точки на кипене преминават през колоната и се събират близо до върха.

Теоретично, наличието на повече перли или плочи подобрява отделянето, но добавянето на плочи също увеличава времето и енергията, необходима за завършване на дестилацията (Helmenstine, 2016).

препратки

  1. Anne Marie Helmenstine. (2014, 16 май). Определение за парно налягане. Взето от thoughtco.com.
  2. Енциклопедия Британика. (2017, 10 февруари). Налягане на парите. Възстановен от britannica.com.
  3. Harvey, D. (2016, 25 март). Гравиметрия на изпаряване. Възстановен от химически раздели.
  4. Helmenstine, A. М. (2016, 8 ноември). Определяне на фракционна дестилация и примери. Взето от thoughtco.com.
  5. Джим Кларк, И. Л. (2017, 3 март). Законът на Раул. Възстановени dechem.libretexts.
  6. Хан, С. (2009, 27 август). Въведение в гравиметричния анализ: гравиметрия на изпаряване. Възстановен от ханакадемия.
  7. Louis Gordon, R. W. (2014). Възстановен от accessscience.com.
  8. Налягане на парите. (S.F.). Изтеглено от chem.purdue.edu.