La distillation est un procédé qui sépare un composé à partir d'un mélange de liquides sur la base des différences entre les points d'ébullition. Elle trouve une grande variété d'applications dans les laboratoires de chimie et aussi dans l'industrie, en particulier dans la pétrochimie et dans la production de boissons alcoolisées comme les alcools forts et les spiritueux. Vous pouvez utiliser la loi de Raoult et de la loi de Dalton pour estimer le rapport de chaque composé dans la vapeur à partir d'un mélange - et donc le succès de la distillation sera. Il est important de se rappeler, cependant, que cela ne sera une estimation, puisque la loi de Raoult est seulement une approximation des solutions non idéales.
Instructions
1 Comparer la pression de vapeur et la chaleur de vaporisation pour chacun des deux composés dans le mélange. pressions de vapeur à des températures déterminées pour de nombreux composés communs peuvent facilement être trouvés en ligne, ainsi que l'enthalpie de vaporisation.
2 Déterminez à quelle température vous prévoyez de chauffer le mélange pendant la distillation et d'identifier ce composé que vous voulez purifier. Par exemple, si vous avez essayé de distiller un mélange d'alcool et d'eau pour obtenir 95 pour cent d'alcool, vous essayez de séparer l'alcool de l'eau. Dans cet exemple, nous ferons référence au composé que vous voulez isoler en tant que composé A, et l'autre composé comme composé B.
3 Trouver la pression de vapeur à la température de distillation, pour les deux composés en utilisant l'équation de Clausius-Clayperon. L'équation de CC convertit de la pression de vapeur à une température à la pression de vapeur à un autre, en supposant que la chaleur de vaporisation ne change pas beaucoup sur la plage de température en question (qui est habituellement une hypothèse assez raisonnable). L'équation est la suivante: logarithme naturel de (P2 / P1) = ((Hvap) / R) * ((1 / T1) - (1 / T2)), où P1 est la pression de vapeur vous leva les yeux, T1 est le température spécifiée dans le tableau où vous avez regardé la pression de vapeur, Hvap est la chaleur de vaporisation, R est la constante des gaz parfaits et T2 est la température de distillation. Puisque vous savez toutes ces valeurs, vous pouvez trouver P2, la pression de vapeur pour ce composé à la température de distillation, en utilisant l'arithmétique simple.
4 Trouver le rapport molaire du composé A au composé B dans la vapeur en utilisant la loi de Raoult et de la loi de Dalton. En combinant la loi de Raoult, la définition de la pression partielle et la loi de Dalton, on obtient la formule suivante (dérivation non représenté ici): Xa gaz = (Xa) (Pa pure) / ((Xa) (Pa pure) + (Xb) ( Pb pur)), où le gaz Xa est la fraction de la vapeur constituée du composé A, Xa représente la fraction du liquide constitué du composé A, Xb est la fraction du liquide constitué du composé B, PA pur est la pression de vapeur A aurait si elle était seule et Pb pur est la pression de vapeur B aurait si elle était seule à cette température.
5 Comparez la fraction du composé A dans le gaz à la fraction du composé A dans le liquide pour voir combien vous avez enrichi votre mélange par distillation.
Conseils et avertissements
- Notez que cette procédure ne fonctionnera pas pour azéotropes. Un azéotrope est un mélange dont le point d'ébullition est supérieur ou inférieur au point de l'un des deux composés d'ébullition. Les composés dans un azéotrope ne peuvent pas être séparés par simple distillation. Azéotropes sont un exemple d'un écart significatif par la loi de Raoult.