Wydział Chemiczny

20.04.2012

Inżynieria Chemiczna Laboratorium

Sprawozdanie

Grupa I

Piątek godz. 9.15-12.12.30

Ewa Szymków

Katarzyna Staszewska

Joanna Banach

Aleksandra Ptak

Ćwiczenie nr 8

1. Temat doświadczenia: Destylacja z parą wodną

2. Cel: Zapoznanie się ze sposobem wykonywania destylacji różniczkowej (kotłowej) z parą wodną oraz wyznaczenie stopnia nasycenia pary wodnej substancją destylowaną (toluen) przy różnych prędkościach wypływu pary wodnej z dyszy bełkotki.

3. Wstęp teoretyczny:

1. Informacje ogólne:

Destylacja z użyciem strumienia nasyconej lub przegrzanej pary wodnej, prowadząca do otrzymywania kondensatów dwufazowych (faza wodna i organiczna), odbieranych w temperaturze niższej od temperatury wrzenia najniżej wrzącego składnika mieszaniny.

Strumień pary wodnej jest doprowadzany do destylowanej mieszaniny z zewnątrz lub wytwarzany wewnątrz urządzenia do destylacji, np. przez intensywne ogrzewanie wodnego roztworu rozdzielanej mieszaniny związków chemicznych. Destylację z parą wodną stosuje się do wyodrębniania związków w niewielkim stopniu mieszających się z wodą (hydrofobowych), których destylacja prosta nie jest wskazana, np. ze względu na możliwość termolizy. Metodą destylacji z parą wodną wyodrębnia się m.in. składniki surowców roślinnych, np. leków ziołowych lub olejków eterycznych, stosowanych w aromaterapii, produkcji kosmetyków lub przypraw.

Metoda ta jest również stosowana w preparatyce chemicznej do wyodrębniania produktów łatwo rozkładających się podczas syntezy z roztworów reakcyjnych oraz do rozdzielania składników mieszanin przy założeniu, że co najmniej jeden składnik destyluje z parą wodną.

1. Podstawy fizyko chemiczne:

Zgodnie z prawem Daltona całkowita prężność pary p nad cieczą dwuskładnikową jest sumą cząstkowych prężności par składników:

p = p_A + p_B

które oblicza się na podstawie molowych udziałów (y) obu składników w parze:

p_A = p · y_A

p_B = p · y_B

W przypadku roztworów doskonałych wartości p_A i p_B oblicza się na podstawie prawa Raoulta:

p_A = p_A° · x_A

p_B = p_B° · x_B

1. Przykładowe obliczenia:

2. Dane zmierzone i obliczone:

   1. Zmierzone:

Lp.	VT [cm^3]	VWoda [cm^3]	t [s]	Tpw [K]	Tkotła[K]	U[V]
1.	84	16	700	358	361,5	160
2.	86	14	380	358	363,5	190
3.	85	15	244	358	364	220

1. Obliczone:

Lp.	mT [kg]	mw [kg]	pT [mmHg]	PT [mmHg]	Edośw
1.	0,072744	0,016	357,5168	345,14	1,03586 ≈1
2.	0,074476	0,014	387,3313		1,122244 ≈ 1
3.	0,07361	0,015	372,0025		1,077831 ≈ 1

Lp.	ρpw [kg/m^3]	f [m^2]	A [m^2]	D/h	n	w [m/s^2]	Fr [m/s^2]	$$\frac{A}{\text{nf}}$$	$$\frac{M_{T}P_{T}}{18P_{w}}$$	C	Eobl
1.	0,606686	1,766·10^-6	0,0123	2	5	4,26615	14,84203	1388,889	4,074127	3,277697	1
2.	0,603347					6,914404	38,98796			2,919015	1
3.	0,602519					11,55337	108,8525			2,58064	1

1. Wnioski:

Wartość doświadczalna stopnia nasycenia wyszła większa od 1, zapewne przez błąd w odczycie objętości wody i toluenu w destylacie.