Τα αζεότροπα μέγιστου βρασμού ή τα θετικά αζεότροπα

Ένα αζεότροπο θεωρείται ένα μείγμα υγρών έτσι ώστε η αναλογία αυτών να μην μεταβάλλεται. Μπορεί κανείς να πει ότι ο όρος «αζεότροπο» αναφέρεται στη διαδικασία του σταθερού σημείου βρασμού. Εμφανίζεται λόγω του σχηματισμού ατμού με τη διαδικασία βρασμού και οι αναλογίες των παρόντων συστατικών παραμένουν οι ίδιες. Το αζεότροπο ταξινομείται σε δύο μέρη, δηλαδή, αζεότροπα ελάχιστου βρασμού και αζεότροπα μέγιστου βρασμού.

Τι σημαίνει η λέξη "Μέγιστος βρασμός αζεότροπων";

Τα αζεότροπα μέγιστου βρασμού βράζουν σε μεγαλύτερη θερμοκρασία από το σημείο βρασμού κάθε συστατικού σε καθαρή μορφή, π.χ. 68 τοις εκατό νιτρικό οξύ και 32 τοις εκατό νερό κατά μάζα.

Εφαρμογές Αζεοτροπών

Εδώ είναι μερικές από τις εφαρμογές των αζεοτρόπων:

• Τα αζεότροπα βοηθούν στον διαχωρισμό του αζεοτροπικού μείγματος.
• Τα αζεότροπα μπορούν να μετρήσουν τα πρότυπα σε ανιχνευτές, στήλες και χρωματογράφους.
• Για παράδειγμα, το αζεότροπο διαχωρίζεται σε νερό και διάλυμα οξέος.

Διαχωρισμός Αζεοτρόπων

• Η πίεση αλλάζει τη σύνθεση στο μείγμα που εμπλουτίζει το απόσταγμα με το απαιτούμενο συστατικό.
• Μια άλλη τεχνική είναι η πρόσθετη εμπλοκή του τροφοδότη κατά την οποία η ουσία μεταβάλλει την πτητότητα των συστατικών.
• Η εξάτμιση περιλαμβάνει τον διαχωρισμό των συστατικών με τη βοήθεια μιας μεμβράνης.

Ποιες είναι οι Κατηγορίες των Αζεοτροπών;

Υπάρχουν πολλοί τύποι αζεοτρόπων, όπως θετικά, αρνητικά, ετερογενή. Ας συζητήσουμε λεπτομερώς όλα τα διαφορετικά είδη αζεοτρόπων.

1. Θετικά αζεότροπα:

• Θετικά αζεότροπα είναι τα μείγματα αζεοτρόπων που παρουσιάζουν μεγάλες θετικές αποκλίσεις.
• Τα σημεία βρασμού για τέτοια αζεότροπα είναι μικρότερα από τα σημεία βρασμού που αποτελούν.
• Οι τύποι μειγμάτων είναι τα μείγματα που εκβάλλουν τη μεγαλύτερη πίεση ατμών με το χαμηλότερο σημείο βρασμού.
• Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι το αζεοτροπικό μείγμα είναι 96% και περιέχει 4% νερό, τότε είναι θετικό αζεότροπο. Δείχνει τη σημαντική θετική απόκλιση σύμφωνα με το νόμο του Raoult.

2. Ομογενή αζεότροπα:

• Τα ομοιογενή αζεότροπα περιέχουν το μείγμα σε όλες τις συγκεκριμένες αναλογίες με άλλα.
• Για παράδειγμα, οποιαδήποτε αιθανόλη μπορεί να αναμειχθεί με την ποσότητα νερού για να γίνει μια μορφή ομοιογενούς μείγματος.

3. Αρνητικά αζεότροπα:

• Τα αρνητικά αζεότροπα δείχνουν τη σημαντική απόκλιση των αρνητικών φορτίων με το νόμο του Raoult.
• Τα σημεία βρασμού για τέτοια αζεότροπα είναι πολύ υψηλότερα από τα σημεία βρασμού των συστατικών.
• Τα αζεότροπα διαχέουν τη χαμηλή τάση ατμών με τα πιο υψηλά σημεία βρασμού.
• Για παράδειγμα, το μείγμα υδροχλωρίου και νερού θεωρείται αρνητικό αζεότροπο. Αυτό το μείγμα δείχνει την αρνητική απόκλιση σύμφωνα με το νόμο Raoult.

4. Τριμερή αζεότροπα:

• Τα συστατικά των τριμερών αζεοτροπών δεν είναι πλήρως αναμίξιμα.
• Τέτοιοι τύποι αζεότροπων θεωρούνται ετεροαζεότροπα.
• Για παράδειγμα, ας πάρουμε την περίπτωση του αζεοτροπικού μίγματος χλωροφορμίου και νερού. Όταν κάποιος το κουνήσει και το αφήσει ως δύο ξεχωριστές στρώσεις, το σημείο βρασμού του μείγματος είναι στους 53,30 C. Το σημείο νερού είναι 1000 C και το χλωροφόρμιο είναι 61,20 C.

5. Ετερογενή αζεότροπα:

• Το αζεοτροπικό μείγμα δεν είναι πλήρως αναμίξιμο, έτσι ώστε τα αζεότροπα να μπορούν να βρεθούν στο κενό αναμίξεως.
• Σύμφωνα με το νόμο του Raoult, η διάσπαση φάσης μπορεί να συμβεί για μια μικρή ποσότητα αζεοτροπών που βράζουν με σημαντική ποσότητα αζεοτροπών.
• Για παράδειγμα, το μείγμα ενός αζεοτρόπου είναι χλωροφόρμιο και νερό. Έτσι, όταν κάποιος το ανακινεί και το αφήνει ως δύο ξεχωριστές στρώσεις, το σημείο βρασμού του μείγματος είναι στους 53,30 C. Το σημείο νερού είναι 1000 C και το χλωροφόρμιο είναι 61,20 C.

Τα κύρια χαρακτηριστικά των μέγιστων σημείων βρασμού

1. Σημεία βρασμού:

Τα αζεότροπα βρασμού είναι υψηλότερα από τα σημεία βρασμού των συστατικών.

2. Αλληλεπίδραση:

Υπάρχει εξαιρετική αλληλεπίδραση μεταξύ των διαλυμένων ουσιών και των διαλυτών-διαλυτών. Τέτοια μόρια είναι πιο ανθεκτικά σε σύγκριση με τον διαλύτη της διαλυμένης ουσίας. Και αυτό, ως αποτέλεσμα, συμβαίνει στο χαμηλό σημείο βρασμού.

3. Τόμος:

Ο όγκος του διαλύματος είναι πολύ μεγαλύτερος από τον όγκο των μεμονωμένων αθροισμάτων. Αυτό οφείλεται στην αυξημένη αλληλεπίδραση του μορίου του διαλύτη και της διαλυμένης ουσίας.

4. Αζεότροπα μέγιστου βρασμού:

Τα αζεότροπα με τον υψηλότερο βρασμό είναι το 68% του νιτρικού οξέος.

5. Συστατικά:

Η ενθαλπία μείγματος του κύριου συστατικού είναι θετική.

Συμπέρασμα

Υπάρχει μεγάλη διαφορά μεταξύ των αζεότροπων μέγιστου βρασμού και των αζεότροπων ελάχιστου βρασμού. Τα θετικά αζεότροπα είναι υψηλότερα από τα σημεία βρασμού των συστατικών. Αυτά τα αζεότροπα δείχνουν σημαντική απόκλιση των θετικών φορτίων με το νόμο του Raoult. Ο τύπος του μείγματος έχει τη μεγαλύτερη πίεση ατμών με το χαμηλότερο σημείο βρασμού.