Mikä on haihtuminen?

haihtumista Se on prosessi, jossa kemiallinen aine muutetaan nestemäisestä tai kiinteästä tilasta kaasumaiseen tai höyrytilaan. Muita samaa prosessia kuvaavia termejä ovat höyrystyminen, tislaus ja sublimaatio.

Aine voidaan usein erottaa toisesta haihduttamalla ja se voidaan sitten ottaa talteen höyrykondensoimalla.

Aine voidaan haihtua nopeammin joko kuumentamalla sitä höyrynpaineen lisäämiseksi tai poistamalla höyry inertin kaasun tai tyhjiöpumpun avulla..

Lämmitysmenettelyihin kuuluvat veden, elohopean tai arseenitrikloridin haihtuminen näiden aineiden erottamiseksi häiritsevistä elementeistä.

Joskus kemiallisia reaktioita käytetään tuottamaan haihtuvia tuotteita, kuten hiilidioksidin vapautumista karbonaateista, ammoniakkia Kjeldahlin menetelmässä typen ja rikkidioksidin määrittämiseksi teräksen rikkiä määritettäessä..

Haihtumismenetelmille on tyypillistä suuri yksinkertaisuus ja helppokäyttöisyys, paitsi kun tarvitaan korkeita lämpötiloja tai materiaaleja, jotka ovat erittäin kestäviä korroosiolle (Louis Gordon, 2014).

Höyrynpaineen höyrystyminen

Tietäen, että veden kiehumislämpötila on 100 ° C, oletko koskaan miettinyt, miksi sadevesi haihtuu?

Onko se 100 ° C: ssa? Jos näin on, miksi en kuuma? Oletko koskaan miettinyt, mikä antaa tyypillisen alkoholin, etikan, puun tai muovin tuoksun? (Höyrynpaine, S.F.)

Kaikki, joka vastaa tästä, on ominaisuus, joka tunnetaan höyrynpaineena, joka on paine, jonka höyry on tasapainossa saman aineen kiinteän tai nestemäisen faasin kanssa..

Myös aineen osapaine paineessa tai nesteen ilmakehässä (Anne Marie Helmenstine, 2014).

Höyrynpaine on mitta siitä, että materiaali muuttuu kaasumaiseen tai höyrytilaan, eli aineen haihtuvuusmittariin..

Kun höyrynpaine kasvaa, nesteen tai kiinteän aineen haihtumisvoima muuttuu haihtuvammaksi.

Höyrynpaine kasvaa lämpötilan myötä. Nesteen kiehumispisteeksi kutsutaan lämpötilaa, jolla nesteen pinnalla oleva höyrynpaine on yhtä suuri kuin ympäristön aiheuttama paine (Encyclopædia Britannica, 2017).

Höyrynpaine riippuu liuoksessa liuotetusta liuoksesta (se on kolligatiivinen ominaisuus). Liuoksen pinnalla (ilma-kaasun rajapinta) kaikkein pinnalliset molekyylit pyrkivät haihtumaan, vaihtamaan vaiheiden välillä ja muodostamaan höyrynpaineen.

Liukoisen aineen läsnäolo pienentää liuotinmolekyylien määrää rajapinnassa vähentäen höyrynpainetta.

Höyrynpaineen muutos voidaan laskea Raoultin lakilla haihtumattomille liuottimille, jotka ovat:

Kun P1 on höyrynpaine liuoksen lisäämisen jälkeen, x1 on mainitun liuoksen mooliosa ja P ° on puhtaan liuottimen höyrynpaine. Jos meillä on liuoksen ja liuottimen moolifraktioiden summa 1, niin meillä on: 

Kun X2 on liuottimen mooliosuus. Jos kerrotaan yhtälön molemmat puolet P °: lla, se pysyy:

Korvaaminen (1) kohdassa (3) on:

(4)

Tämä on höyrynpaineen vaihtelu liuenneen liuenneen aineen (Jim Clark, 2017).

Gravimetrinen analyysi

Gravimetrinen analyysi on laboratorio-tekniikoiden luokka, jota käytetään aineen massan tai pitoisuuden määrittämiseen mittaamalla massan muutos.

Kemikaalia, jota yritämme kvantifioida, kutsutaan joskus analyytiksi. Voimme käyttää gravimetristä analyysia vastaamaan kysymyksiin, kuten:

• Mikä on analyytin pitoisuus liuoksessa?
• Kuinka puhdas on näyte? Tässä oleva näyte voi olla kiinteä tai liuoksessa.

On olemassa kaksi yleistä gravimetrisen analyysin tyyppiä. Molemmat käsittävät analyytin vaiheen muuttamisen sen erottamiseksi muusta seoksesta, mikä johtaa massan muutokseen.

Yksi näistä menetelmistä on sademäärän gravimetria, mutta se, joka todella kiinnostaa meitä, on haihtumis gravimetria.

Haihtumis gravimetria perustuu näytteen termiseen tai kemialliseen hajottamiseen ja sen massan muutoksen mittaamiseen.

Vaihtoehtoisesti voimme sulkea ja punnita haihtuvaa hajoamistuotetta. Koska haihtuvien lajien vapautuminen on olennainen osa näitä menetelmiä, luokitellaan ne yhdessä gravimetrisiksi haihtumisanalyysimenetelmiksi (Harvey, 2016)..

Gravimetrisen analyysin ongelmat ovat yksinkertaisesti stoikiometriaongelmia muutaman lisävaiheen kanssa.

Tarvittavien stoikiometristen laskelmien suorittamiseksi tarvitsemme tasapainotetun kemiallisen yhtälön kertoimet.

Esimerkiksi jos näyte sisältää epäpuhtauksia bariumklorididihydraatista (BaCl₂● H₂O), epäpuhtauksien määrä voidaan saada kuumentamalla näyte veden haihduttamiseksi.

Alkuperäisen näytteen ja kuumennetun näytteen välinen massaerotus antaa meille grammoina bariumkloridin sisältämän veden määrän.

Yksinkertaisen stökiometrisen laskennan avulla saadaan näytteessä olevien epäpuhtauksien määrä (Khan, 2009).

Fraktioitu tislaus

Fraktioitu tislaus on prosessi, jossa nesteseoksen komponentit erotetaan eri osiin (nimeltään fraktiot) niiden eri kiehumispisteiden mukaan..

Seoksen yhdisteiden haihtuvuuksien erolla on keskeinen rooli niiden erottamisessa.

Fraktioitua tislausta käytetään kemiallisten tuotteiden puhdistamiseen ja myös seosten erottamiseen niiden komponenttien saamiseksi. Sitä käytetään laboratoriotekniikassa ja teollisuudessa, jossa prosessilla on suuri kaupallinen merkitys.

Kiehuvan liuoksen höyryt viedään pitkin korkeaa pylvästä, jota kutsutaan fraktiointikolonniksi.

Pylväs on pakattu muovi- tai lasihelmillä erottamisen parantamiseksi, jolloin saadaan enemmän pinta-alaa kondensoitumiselle ja haihduttamiselle.

Pylvään lämpötila laskee vähitellen sen pituudelta. Komponentit, joiden kiehumispiste on korkeampi, kolonnissa ja palataan liuokseen.

Komponentit, joiden kiehumispisteet ovat alhaisempia (haihtuvampia) kulkevat kolonnin läpi ja kerätään lähelle yläosaa.

Teoreettisesti enemmän helmiä tai levyjä parantaa erottamista, mutta levyjen lisääminen lisää myös tislauksen loppuunsaattamiseen tarvittavaa aikaa ja energiaa (Helmenstine, 2016).

viittaukset

1. Anne Marie Helmenstine. (2014, 16. toukokuuta). Höyrynpaineen määritelmä. Haettu osoitteesta thinkco.com.
2. Encyclopædia Britannica. (2017, 10. helmikuuta). Höyrynpaine. Palautettu britannica.comista.
3. Harvey, D. (2016, 25. maaliskuuta). Haihtuminen Gravimetria. Palautettu kem.libretextsistä.
4. Helmenstine, A. M. (2016, 8. marraskuuta). Fraktioitu tislausmääritys ja esimerkit. Haettu osoitteesta thinkco.com.
5. Jim Clark, I. L. (2017, maaliskuu 3). Raoultin laki. Palautettu dechem.libretexts.
6. Khan, S. (2009, elokuu 27). Johdatus gravimetriseen analyysiin: haihtumis gravimetria. Haettu khanacademysta.
7. Louis Gordon, R. W. (2014). Haettu osoitteesta accessscience.com.
8. Höyrynpaine. (S.F.). Haettu osoitteesta chem.purdue.edu.