Destilační metody

Proč je zakázané kopírování? 💾 Stáhnout materiálVIP členstvíNahlásit chybu

chemie-léčiv

 

Otázka: Destilační metody

Předmět: Chemie léčiv

Přidal(a): Anet D.

 

 

Popis destilace a rektifikace

Destilace

  • Metoda oddělování kapalných látek založená na různé těkavosti složek ve vroucí kapalné směsi
  • Uplatňuje se v chemickém průmyslunapř. při zpracování ropy či v potravinářském průmyslu při výrobě
  • pálenky — destilátů
  • Destilace je čisticí operace, při níž se oddělují dvě nebo více kapalin, které se liší těkavostí
  • Při zahřátí dvousložkové směsi(nástřiku) na teplotu varu přechází do plynné fáze směs bohatší na těkavější složku, kondenzací plynné fáze v tepelném výměníku se získá kapalina (destilát) s větším podílem těkavější složky než v původní kapalné směsi, zbylá kapalná fáze je naopak obohacena o méně těkavou složku a nazývá se destilační zbytek

Dělí se na:

  • Jednoduchá
    • Diferenciální – neustále se mění koncentrace destilátu, destilovaného zbytku a teplota varu
      • Princip průmyslové destilace: těkavější složka se vypaří a následně zkondenzuje ve vodním chladiči, méně těkavá složka zůstává v reaktoru a následně se odpouští spodem nádoby
      • Průběžně se mění složení zbytku
    • Rovnovážná – složení par a kapalného zbytku jsou konstantní
      • Princip: surovina vyhřátá na teplotu vyšší, než je bod varu (nástřik) se v kotli dělí na páry (odchází vrchem přes kondenzátor) a kapalný zbytek (odchází spodem přes chladič), přívod i vývod je průběžný
  • S vodní parou
  • Za sníženého tlaku

 

Rektifikace

  • = mnohonásobná částečná destilace
  • Malý rozdíl v bodech varu jednotlivých složek
  • Rektifikační kolony se zpětným tokem (refluxem)
  • Význam: frakcionace ropy, výroba lihu jako paliva, výroba těžké vody

 

Typy kolon:

  • Výplňová
  • Patrová
  • Rotační

 

 

Teoretické patro kolony

  • = úsek kolony, kde proběhne 1 destilace
  • počet teoretických pater
  • Určení teoretického patra kolony – graficky

 

Destilační diagramy (T-x, x-y), azeotrop

Azeotrop

  • Směs dvou látek, kterou nelze pomocí destilace rozdělit na její jednotlivé složky, protože složení kapaliny a par se rovná
  • Příkladem azeotropu je směs ethanol-voda s 95,57 % ethanolu
  • K rozdělení azeotropní směsi je třeba použít jiné dělicí metody než destilaci

 

Azeotropní směs

  • Způsoby dělení azeotropních směsí:
    • Přidáním třetí složky (benzen, kyselina octová, methanol)
    • Destilace za sníženého tlaku
    • Jiná dělící metoda ( např. ochlazení)
  • Dělení azeotropu – voda + etanol

 

Výpočet koncentrace získané destilací a rektifikací

Destilace – výpočty

  • Výchozí vzorec pro těkavější složku:
    • (y)/(1-y) = α * (x)/(1-x)
  • Výchozí rovnice (1):
    • wB = (Mb/(Ma+Mb))
    • m = n * M
  • Výchozí rovnice (2):
    • mB= mA . (pB / pA) . (MB / MA)
    • Atmosférický tlak = 101325 Pa
  • Příklad:
    • Určete složení destilátu (y), jestliže se destiluje kapalina s obsahem 20 látk.% (20 = 0,2 = x) těkavější složky a relativní těkavost směsi je 2,8 (α).

x = 0,2

α = 2,8

y = ?

    • Výsledek: y = 41,2 %

 

Rektifikace – výpočty

  • Určení teoretického patra kolony – výpočtem
    • Destiluje se směs o složení 50 látk.% a relativní těkavosti 1,2. Kolik teoretických pater musí mít kolona na získání destilátu o složení 90 látk.% těkavější látky?
  • Výchozí vzorec pro těkavější složku:
    • yn / (1 – yn) = αn . x1 / (1 – x1)

 

Destilace s vodní parou, destilace za sníženého tlaku

Destilace s vodní parou

  • Využívá se k destilace tepelně labilních látek s vysokou teplotou varu, nemísitelných s vodou
  • Každá z nemísitelných kapalin přispívá svým parciálním tlakem – bod varu je nižší
  • Destilaci s vodní parou se většinou čistí látky, které jsou ve vodě málo rozpustné a při bodu varu vody mají znatelný tlak nasycených par
  • Při této destilaci se do destilované směsi zavádí vodní pára, vyvíjená v oddělené nádobě

 

Destilace za sníženého tlaku

  • Vhodné pro látky, rozkládající se pod nebo při teplotě varu
  • Zásadně baňky s kulatým dnem a Claisenův nástavec (kapilára zajišťující tlakový spád a ochrana proti utajenému varu)
  • Důležitá je těsnost zábrusů a kontrola vybavení (u poškozeného skla riziko imploze)
  • Užíváme tehdy, chceme-li dělit složky z roztoku, v němž je jedna složka při vyšších teplotách labilní
  • Abychom zabránili rozkladu, musíme při destilaci snížit bod varu roztoku
  • Využití destilace v laboratoři může být rozdílné, někdy se požadovaná látka ze směsi oddestiluje, jindy se oddestiluje např. rozpouštědlo a hlavní produkt zůstane v destilační baňce, nebo se směs destilací dělí podle rozdílných bodů varu složek na jednotlivé čisté podíly (frakce)


Další podobné materiály na webu: