13003

AZEROTROPY

AZEROTROP - ciekła mieszanina wykazująca azeotropię destylująca bez zmiany składu, co ozn. że nie można uzyskać rozdzielenia jej na składniki czyste

•    mogą tworzyć się z 2, 3 lub większej liczby składników

•    charakteryzują się tym, że w maksimum lub minimum temperatury wrzenia skład cieczy i skład pary

są jednakowe (zależność prężności pary od składu cieczy i od składu pary wykazuje ekstremum:

minimum lub maksimum)

-    w punkcie ekstremalnym skład cieczy jest taki sam jak skład pary nad tą cieczą, a temp. wrzenia takiego roztworu wykazuje minimum (dla maksimum prężności pary) lub maksimum (dla minimum prężności pary)

azeotropy dodatnie - temperatura WTzenia układu jest niższa od temperatury WTzenia poszczególnych składników mieszaniny (są to układy o niekorzystnych wiązaniach między cząsteczkowych skutkujących zwiększaniem lotności roztwnru; przykłady: etanol-woda, metanol-aceton, chloroform etanol)

azeotropy ujemne temperatura WTzenia układu jest wyższa od temperatury WTzenia czystych składników' mieszaniny (są to układy, w^r których oddziaływania międzycząsteczkowe obniżają ciśnienie pary nad roztworem poniżej wartości odpowiadającej roztworom idealnym, powodując stabilizację cieczy; przykłady: aceton -chloroform, kwas siarkowy-woda, roztwory wodne fluorowcowodorów (HC1, HBr))

•    sposoby rozdziału azcotropów:

-    ekstrakcja, sorpcja

-    poprzez dodanie do układu jeszcze jednego związku chemicznego, który tworzy azeotrop z jednym ze składników w^rcześnicjszcj mieszaniny i umożliwia dzięki temu wydestylowanic potrzebnego składnika

•    zastosowanie:

-    destylacja azco tropowa, gdzie czynnik rozdzielający tworzy z jednym ze składników' surowca azeotrop, drugi składnik odbierany jest jako czysta substancja

-    otrzymywanie 100% etanolu z mieszaniny azeotropowej etanol - woda (uzyskuje się to stosując substancje wiążące wodę - wapno palone lub dodając do układu trzeci składnik, np. benzen. Ten składnik tworzy z pozostałymi azeotrop trójskładnikowy, który oddestylowuje jako pierwszy (w¹ temperaturze 64,9°C) i tym samym wiąże wodę z układu. Pozostały roztwór etanolu z benzenem tworzy azeotrop dwuskładnikowy, który z kolei rozdziela się na czysty etanol i azeotrop ctanol-benzen. Ten ponownie miesza się z azeotropem etanol-woda w celu utworzenia azeotropu trójskładnikowego i proces powtarza się otrzymując kolejne porcje czystego etanolu) - etanol ten nie nadaje się do celów spożywczych ze względu na możliwość obecności w nim śladowych ilości toksycznego benzenu

WRZENIE I KRZEPNIECIE ROZTWORÓW

•    roztwory substancji mają inne temp. wrzenia i krzepnięcia niż czyste rozpuszczalniki

-    substancje mało lotne (ciecze o wysokich temp. wrzenia lub ciała stałe) podwyższają temp. wrzenia i obniżają temp. krzepnięcia roztworu w stosunku do czystego rozpuszczalnika substancje łatwo lotne (ciecze o niskich temp. wrzenia) obniżają temp. wrzenia roztworu w stosunku do czystego rozpuszczalnika

-    wielkość obniżema/podwyższenia temperatury W'rzcnia czy krzepnięcia roztw^roru w^r stosunku do czystego rozpuszczalnika zależy od stężenia roztworu

PRAWO RAOULTA

•    prężność pary (ciśnienie jakie w danej temperaturze wciera para nasycona) danego składnika ciekłej mieszaniny nad roztworem jest proporcjonalna do ułamka molowego tego składnika w' roztworze - przy czym p,° jest prężnością pary nad czystym składnikiem i

Pi ■ pi° Xi

•    wrzenie cieczy zależy' od ciśnienia pary nasyconej nad roztworem stąd można wnioskować, że ciśnienie pary nasyconej nad roztworem zależy od stężenia molowego

-    prawo Raoulta dla roztworów substancji nielotnych względne obniżenie ciśnienia pary nasyconej rozpuszczalnika nad roztwnrem jest wprost proporcjonalne do ułamka molowego substancji rozpuszczonej w roztworze