Destilační metody | Biologie-chemie.cz

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

Rektifikace

Typy kolon:

Teoretické patro kolony

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)

Destilace – výpočty

Výchozí rovnice (2):
- m_B= m_A . (p_B / p_A) . (M_B/ M_A)
- 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 = ?

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:
- y_n/ (1 – y_n) = αⁿ. x₁ / (1 – x₁)

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)