Παραδείγματα Αζεοτρόπων

Ένα δυαδικό μείγμα δύο ή περισσότερων υγρών που βράζει σε σταθερή θερμοκρασία και μια δεδομένη πίεση δείχνει ομοιότητα στη συγκέντρωση και τη σύστασή τους τόσο σε υγρή όσο και σε φάση ατμού:λέγεται ότι είναι ένα μείγμα αζεοτρόπων. Σε τέτοια μείγματα, το ένα συστατικό είναι πιο πτητικό από το άλλο. Η πίεση ονομάζεται αζεοτροπική πίεση. Η θερμοκρασία ονομάζεται αζεοτροπική θερμοκρασία. Η κλασματική απόσταξη ονομάζεται μέθοδος διαχωρισμού που διαχωρίζει τα μείγματα αζεοτρόπων. Ενώσεις όπως το βενζόλιο και το τολουόλιο σχηματίζουν κατάλληλα αζεότροπα όταν αναμιγνύονται με νερό. Και οι δύο ενώσεις λαμβάνονται σε σταθερές συνθέσεις για να σχηματίσουν ένα αζεότροπο.

Αζεοτροπική απόσταξη 

Ακολουθούν ορισμένες βασικές πληροφορίες σχετικά με τη διαδικασία απόσταξης αζεοτρόπων: 

• Η απόσταξη με αζεότροπο είναι η διαδικασία διαχωρισμού δύο διαφορετικών πτητικών μιγμάτων σε ένα βραστό υγρό μείγμα.
• Η αζεοτροπική απόσταξη είναι μια βασική και μοναδική διαδικασία απόσταξης που χρησιμοποιείται συνήθως σε εργαστήρια και βιομηχανίες.
• Ένα μείγμα αζεοτροπικών δεν μπορεί να διαχωριστεί με την κανονική μέθοδο απόσταξης, επομένως ένα επιπλέον τρίτο συστατικό προστίθεται στο μείγμα.
• Το τρίτο πρόσθετο στοιχείο ονομάζεται entrainer.
• Το Entrainer αυξάνει την πτητότητα ενός από τα υγρά, καθιστώντας το πιο σημαντικό από το άλλο, επιτρέποντας τον διαχωρισμό.
• Γενικά, ένας αζεοτροπικός παράγοντας προστίθεται στη χρέωση. Στη συνέχεια, η απόσταξη συνεχίζεται έως ότου αφαιρεθούν όλα τα συστατικά, αφήνοντας μόνο τον αζεοτροπικό παράγοντα και το προϊόν πυθμένα ως το υπόλοιπο συστατικό.

 Ποιοι είναι οι τύποι μειγμάτων αζεοτρόπων;

Χρησιμοποιώντας τους νόμους του Raoult, τα αζεοτροπικά μείγματα χωρίζονται σε τέσσερις τύπους με βάση τη σύνθεσή τους. Είναι όπως αναφέρονται παρακάτω: 

•  Ετερογενές &ομοιογενές αζεότροπο

Τα ετερογενή αζεότροπα δεν είναι πλήρως αναμίξιμα. Για παράδειγμα, ένα υδατικό μίγμα χλωροφορμίου και νερού είναι ένα παράδειγμα ετερογενούς αζεοτρόπου. Από την άλλη πλευρά, τα ομοιογενή συστατικά των αζεοτρόπων είναι εντελώς αναμίξιμα. Επομένως, οποιοδήποτε ποσοστό αιθανόλης μπορεί να προστεθεί στο νερό για να σχηματιστεί ένα ομοιογενές αζεοτροπικό μείγμα.

•  Αζεοτρόπιο ελάχιστου βρασμού

Τα αζεότροπα των οποίων το σημείο βρασμού είναι μικρότερο/χαμηλότερο από το καθαρό συστατικό τους ονομάζονται αζεότροπα ελάχιστου βρασμού. Είναι επίσης γνωστά ως θετικά αζεότροπα καθώς παρουσιάζουν μεγάλες θετικές αποκλίσεις από το νόμο του Raoult σε δεδομένη σύνθεση. Για παράδειγμα, νερό και αιθανόλη. Το νερό βράζει στους 1000 C ενώ η αιθανόλη στους 78,50 C και αυτό το αζεοτροπικό μείγμα βράζει στους 78,20 C.

•  Αζεοτροπικό μέγιστο σημείο βρασμού

Τα αζεότροπα των οποίων το σημείο βρασμού είναι υψηλότερο από το συστατικό τους των καθαρών συστατικών ονομάζονται αζεότροπα μέγιστου βρασμού. Είναι επίσης γνωστά ως αρνητικά αζεότροπα καθώς παρουσιάζουν μεγάλες αρνητικές αποκλίσεις από το νόμο του Raoult σε δεδομένη σύνθεση. Για παράδειγμα, νερό και υδροχλώριο. Το νερό βράζει στους 1000 C ενώ το HCl στους -840 C και αυτό το αζεοτροπικό μείγμα βράζει στους 1100 C.

•  Δυαδικό αζεότροπο

Τα αζεότροπα που έχουν δύο συστατικά είναι γνωστά ως δυαδικά αζεότροπα—για παράδειγμα, ένα μείγμα διαιθυλαιθέρα και αλοθανίου.

Δώστε μερικά παραδείγματα αζεοτρόπου 

Ακολουθούν μερικά παραδείγματα αζεοτρόπων:

• Το μείγμα διαιθυλαιθέρα 33% και αλοθανίου 66% χρησιμοποιείται συνήθως για την παρασκευή αναισθησίας.
• Το μείγμα νερού και υδροχλωρίου. Το νερό βράζει στους 1000 C ενώ το HCl βράζει στους -840 C και αυτό το αζεοτροπικό μείγμα βράζει στους 1100 C.
• Το μείγμα νερού και αιθανόλης. Το νερό βράζει στους 1000 C και η αιθανόλη στους 78,50 C και αυτό το αζεοτροπικό μείγμα βράζει στους 78,20 C.
• Το μείγμα χλωροφορμίου και νερού.
• Το μείγμα αιθυλικής αλκοόλης 96% και νερού 4% βράζει στους 78,10C.
•  Το μείγμα νιτρικού οξέος 68% και νερού 32%  βράζει στους 120,4 °C.
• Το μείγμα υδροφθορικού οξέος 35,6% και νερού 64,4% βράζει στους 111,35°C.
• Το μείγμα υπερχλωρικού οξέος 71,6% και νερού 28,4% βράζει στους 203°C.
• Το μείγμα θειικού οξέος 98,3% και νερού 1,7% βράζει στους 338°C.
• Το μείγμα 1,2% νερού και 98,8% διαιθυλαιθέρα.
• Το μείγμα από 30% ακετόνη, 47% χλωροφόρμιο και 23% μεθανόλη βράζει στους 57,5 ​​°C.
• Το μείγμα νερού 13,5% και τολουολίου 86,5% βράζει στους 84,1°C.
• Το μείγμα νερού 1,3% και διαιθυλαιθέρας 98,7% βράζει στους 34,2°C.
• Το μείγμα νερού 1,4% και πεντανίου 98,6% βράζει στους 34,6°C.
• Το μείγμα μεθανόλης 12,1% και κετόνης 87,9% βράζει στους 55,5°C.
• Το μείγμα μεθανόλης 72,5% και τολουολίου 32,0% βράζει στους 63,5°C.
• Το μείγμα αιθανόλης 68,0% και τολουολίου 32,0% βράζει στους 76,7°C.

Συμπέρασμα

Σε αυτό το θέμα, μάθαμε για τα αζεότροπα. Στη συνέχεια μελετήσαμε λεπτομερώς τα μείγματα αζεοτρόπων. Συζητήσαμε επίσης την απόσταξη αζεοτροπικών. Στη συνέχεια είδαμε τα είδη των αζεοτροπικών μειγμάτων. Επίσης, περιλαμβάνονται διάφορα παραδείγματα αζεοτροπικών για την καλύτερη κατανόηση του θέματος. Είναι ένα πολύ κρίσιμο θέμα για τους φοιτητές της Χημείας. Είναι επίσης χρήσιμο για φοιτητές ή υποψήφιους που εμφανίζονται σε εξετάσεις IIT/JEE/NEET.