Hva er fordampning?



den fordampning Det er prosessen med å konvertere et kjemisk stoff fra en flytende eller fast tilstand til en gassformig eller damptilstand. Andre vilkår som brukes til å beskrive den samme prosessen er fordampning, destillasjon og sublimering.

Et stoff kan ofte skilles fra et annet ved fordamning og kan deretter gjenvinnes ved dampkondensasjon.

Stoffet kan fordampes raskere enten ved oppvarming for å øke damptrykket eller ved å fjerne dampen ved hjelp av en strøm av inert gass eller en vakuumpumpe.

Oppvarmingsprosedyrer inkluderer fordampning av vann, kvikksølv eller arsenittriklorid for å skille disse stoffene fra de forstyrrende elementene.

Noen ganger brukes kjemiske reaksjoner for å produsere flyktige produkter som utslipp av karbondioksid fra karbonater, ammoniakk i Kjeldahl-metoden for bestemmelse av nitrogen og svoveldioksid ved bestemmelse av svovel i stål..

Volatiliseringsmetodene kjennetegnes generelt av stor enkelhet og enkel betjening, unntatt når høye temperaturer eller materialer er svært korrosjonsbestandige (Louis Gordon, 2014).

Damptrykksfordampning

Å vite at vannkokingstemperaturen er 100 ° C, har du noen gang lurt på hvorfor regnvannet fordampes?

Er det ved 100 ° C? Hvis ja, hvorfor blir jeg ikke varm? Har du noen gang lurt på hva som gir den karakteristiske aromaen av alkohol, eddik, tre eller plast? (Damptrykk, S.F.)

Den som er ansvarlig for alt dette, er en egenskap som kalles damptrykk, hvilket er trykket som utøves av en damp i likevekt med den faste eller flytende fase av samme substans.

Også det partielle trykket av stoffet i atmosfæren på det faste stoffet eller væsken (Anne Marie Helmenstine, 2014).

Damptrykk er et mål for tendensen til et materiale å bytte til gassformig eller damptilstand, det vil si et mål på stoffets volatilitet.

Når damptrykket øker, blir væskens eller faststoffets evne til å fordampe mer volatilt.

Damptrykket vil øke med temperatur. Temperaturen der damptrykk på overflaten av en væske er lik trykket som utøves av miljøet kalles væskens kokepunkt (Encyclopædia Britannica, 2017).

Damptrykket vil avhenge av oppløsningen oppløst i løsningen (det er en kolligativ egenskap). På overflaten av løsningen (luftgassgrensesnittet) har de mest overfladiske molekylene en tendens til å fordampe, bytte mellom faser og generere et damptrykk.

Tilstedeværelsen av løsemiddel reduserer antall løsningsmiddelmolekyler i grensesnittet, reduserer damptrykket.

Forandringen i damptrykk kan beregnes med Raoults lov for ikke-flyktige oppløsninger, som er gitt av:

Hvor P1 er damptrykket etter tilsetning av løsemiddelet, er x1 den molære fraksjon av det nevnte oppløsningsmidlet og P ° er damptrykket av det rene løsningsmiddel. Hvis vi har summen av molarfraksjonene av løsningsmidlet og løsningsmidlet er lik 1, har vi: 

Hvor X2 er molfraksjonen av løsningsmidlet. Hvis vi multipliserer begge sider av ligningen med P °, så forblir det:

Ved å erstatte (1) i (3) er:

(4)

Dette er variasjonen av damptrykk når det løses opp et løsemiddel (Jim Clark, 2017).

Gravimetrisk analyse

Gravimetrisk analyse er en klasse av laboratorieteknikker som brukes til å bestemme masse eller konsentrasjon av et stoff ved å måle en endring i masse.

Kjemikalien vi prøver å kvantifisere, kalles noen ganger analytikeren. Vi kunne bruke gravimetrisk analyse for å svare på spørsmål som:

  • Hva er konsentrasjonen av analytten i en løsning?
  • Hvor rent er vår prøve? Prøven her kan være solid eller i løsning.

Det er to vanlige typer gravimetrisk analyse. Begge innebærer endring av analytens fase for å skille den fra resten av en blanding, noe som resulterer i en endring i massen.

En av disse metodene er nedbør gravimetri, men den som virkelig interesserer oss er volatilisering gravimetri.

Volatiliseringsgravimetrien er basert på termisk eller kjemisk nedbrytning av prøven og måling av den resulterende forandringen i massen.

Alternativt kan vi fange og veie et flyktig nedbrytningsprodukt. Fordi utslipp av en flyktig art er en viktig del av disse metodene, klassifiserer vi dem samlet som gravimetriske fordampningsanalysemetoder (Harvey, 2016).

Problemene med gravimetrisk analyse er bare støkiometriproblemer med noen få ekstra trinn.

For å utføre støkiometrisk beregning trenger vi koeffisientene til den balansert kjemiske ligningen.

For eksempel, hvis en prøve inneholder urenheter av bariumkloriddihydrat (BaCl2● H2O), kan mengden av urenheter oppnås ved oppvarming av prøven for å fordampe vannet.

Forskjellen i masse mellom den opprinnelige prøven og den oppvarmede prøven vil gi oss, i gram, mengden vann inneholdt i bariumklorid.

Med en enkel støkiometrisk beregning, vil mengden av urenheter i prøven bli oppnådd (Khan, 2009).

Fraksjonell destillasjon

Fraksjonell destillasjon er en prosess hvor komponentene i en flytende blanding separeres i forskjellige deler (kalt fraksjoner) i henhold til deres forskjellige kokepunkter..

Forskjellen av volatiliteter av forbindelsene i blandingen spiller en grunnleggende rolle i deres separasjon.

Fraksjonell destillasjon brukes til å rense kjemiske produkter og også å skille blandingene for å oppnå komponentene. Det brukes som laboratorieteknikk og i industrien, hvor prosessen har stor kommersiell betydning.

Dampene i en kokende oppløsning føres langs en høy kolonne, kalt fraksjonskolonnen.

Kolonnen er pakket med plast eller glassperler for å forbedre separasjonen som gir mer overflateareal for kondens og fordampning.

Temperaturen på kolonnen minker gradvis langs lengden. Komponenter med høyere kokepunkt kondenserer i kolonnen og går tilbake til løsningen.

Komponenter med lavere (mer flyktige) kokepunkter passerer gjennom kolonnen og samles i nærheten av toppen.

Teoretisk sett har flere perler eller plater separasjon, men tillegg av plater øker også tid og energi som kreves for å fullføre en destillasjon (Helmenstine, 2016).

referanser

  1. Anne Marie Helmenstine. (2014, 16. mai). Damptrykk Definisjon. Hentet fra thoughtco.com.
  2. Encyclopædia Britannica. (2017, 10. februar). Damptrykk. Gjenopprettet fra britannica.com.
  3. Harvey, D. (2016, 25. mars). Fordampning Gravimetri. Gjenopprettet fra kjem.libretexts.
  4. Helmenstine, A. M. (2016, 8. november). Fraksjonell destillasjonsdefinisjon og eksempler. Hentet fra thoughtco.com.
  5. Jim Clark, I. L. (2017, 3. mars). Raoults lov. Gjenopprettet dechem.libretexts.
  6. Khan, S. (2009, 27. august). Introduksjon til gravimetrisk analyse: Fordampning gravimetri. Hentet fra khanacademy.
  7. Louis Gordon, R. W. (2014). Hentet fra accessscience.com.
  8. Damptrykk. (S.F.). Hentet fra chem.purdue.edu.