View Full Version : Hỏi về nhiệt độ sôi của hỗn hợp
catpro
01-06-2010, 10:00 AM
Các bác có thể cho em biết nhiệt đội sôi của một hổn hợp tính như thế nào không? Hay ta chỉ có thể xác định nó bằng thực nghiệm?
Ví dụ hổn hợp axit axetic - nước trong đó axit chiếm 10% ta có nhiệt độ sôi của axit 118 nước 100 Vậy nhiệt độ sôi của hổn hợp này là bao nhiêu?
minhduy2110
01-06-2010, 10:06 AM
:]] chỉ có 1 số hỗn hợp với tỉ lệ nhất định của các chất thành phần, mới có nhiệt độ sôi chung cho 2 chất. Hỗn hợp đó ngoài Bắc gọi là hỗn hợp đồng sôi, còn trong Nam gọi là hỗn hợp đẳng phí. Hỗn hợp đẳng phí là hỗn hợp dung dịch hai cấu tử sôi ở nhiệt độ xác định. Tại điểm đẳng phí, pha lỏng và pha hơi có cùng một thành phần các cấu tử, do đó nếu đun sôi hỗn hợp đẳng phí thì pha hơi sau khi ngưng tụ sẽ có thành phần giống như pha lỏng ban đầu, có nghĩa là hỗn hợp đẳng phí không thể tách thành các cấu tử riêng biệt bằng phương pháp chưng cất. Ví dụ: dung dịch ancol etylic [//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Ancol_etylic&action=edit&redlink=1] trong nước có thành phần 95,57% khối lượng ancol [//vi.wikipedia.org/wiki/Ancol], sôi ở 78,15oC; dung dịch HCl [//vi.wikipedia.org/wiki/HCl] trong nước có thành phần 20,24% khối lượng HCl [//vi.wikipedia.org/wiki/HCl], sôi ở 106,5oC.y*A=pA*/P=[PA0.xA]/P=[PA0.xA]/[PA0.xA+PB0.[1-xA]]=ap:]xA/[ap:]xA+[1-xA] y*A=ap:]xA/[1+[ap:]-1].xA hay ap:]=[y*.[1-x]]/[x*.[1-y]] với ap:]=PA0/PB0 là độ bay hơi tương đối của A đối với B - Hỗn hợp có sai lệch dương so với định luật Raoult: * Sai lệch dương: hỗn hợp có áp suất tổng lớn hơn áp suất tính theo định luật Raoult: P = pA + pB > pA0.xA + pB0.xB * Đặc điểm: có điểm đẳng phí ứng với nhiệt độ sôi cực tiểu * Hệ điển hình: Hệ ethanol - nước có điểm đẳng phí ở 1 at ứng với 89,4%mol ethanol, sôi ở 78,2 0C - Hỗn hợp có sai lệch âm so với định luật Raoult: * Sai lệch âm: hỗn hợp có áp suất tổng nhỏ hơn áp suất tính theo định luật Raoult: P = pA + pB < pA0.xA + pB0.xB * Đặc điểm: có điểm đẳng phí ứng với nhiệt độ sôi cực đại * Hệ điển hình: Hệ HCl - nước có điểm đẳng phí ở 1 at ứng với 11,% mol HCl, sôi ở 110 0C * Hỗn hợp 2 chất lỏng không tan vào nhau: - Đặc điểm: P = pA + pB = PA0 + PB0 > PA0, PB0
- Nhiệt độ sôi của hỗn hợp thấp hơn nhiệt độ sôi của các cấu tử
Nói chung, thành phần của hơi ở trạng thái cân bằng với chất lỏng hai thành phần thường khác với thành phần của chất lỏng. Dựa trên thực tế này, dung dịch có thể được tách thành các thành phần của nó bằng cách chưng cất. Nói chung, khi một dung dịch được chưng cất, thành phần hơi của nó lệch khỏi thành phần ban đầu và trở nên giàu một thành phần. Do đó, thành phần của dung dịch lệch dần về phía thành phần kia, và nhiệt độ sôi thay đổi liên tục tương ứng. .. Tuy nhiên, trong một số dung dịch có thành phần cụ thể, thành phần của hơi và thành phần của dung dịch giống nhau, và thành phần sôi ở nhiệt độ không đổi [gọi là nhiệt độ đồng sôi] mà không thay đổi thành phần, và hành như thể nó là một chất lỏng tinh khiết. Hiện tượng này được gọi là azeotropy [bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp "không thay đổi điểm sôi"], và một dung dịch có thành phần đó được gọi là azeotrope. Lúc này có hai trường hợp azeotrope xảy ra ở nhiệt độ sôi thấp nhất hoặc nhiệt độ sôi cao nhất của hệ. Hỗn hợp thứ nhất là hỗn hợp azeotrope [điểm sôi] thấp nhất và hỗn hợp thứ hai là hỗn hợp azeotrope [điểm sôi] cao nhất. Được gọi là. Ví dụ, trong hệ nước [điểm sôi 100 ° C] -chloroform [61,2 ° C], thành phần chứa 2,8% trọng lượng của các dạng azeotropes của nước ở 56,1 ° C dưới 1 atm, tương ứng với hệ trước. Trong hệ thống nước hydro clorua [điểm sôi -80 ° C], thành phần chứa 79,778% trọng lượng là các dạng nước ở 108,6 ° C, là một ví dụ về chất sau. Tương tác giữa các phân tử của chất lỏng thành phần rất mạnh và lớn. Nhiệt hỗn hợp Đó là một hiện tượng thường thấy trong hệ thống hiển thị. Đương nhiên, trong một hệ thống có hiện tượng azeotropic, các thành phần không thể được tách ra bằng cách chưng cất thông thường. Đây là lý do tại sao không thể thu được rượu nguyên chất bằng cách chưng cất rượu tạo ra bằng quá trình lên men. Trong một hệ thống như vậy, thành phần thứ ba có thể được thêm vào [ Chưng cất azeotropic ， Chưng cất chiết xuất ], Quá trình thanh lọc được thực hiện bằng cách thay đổi áp suất bên ngoài.
Hiroshi Suga
Page 2
- chất lỏng[Khoa học]
- chất lỏng[Vật lý]
- vật chất vô định hình liên tục có xu hướng chảy và phù hợp với đường viền của vật chứa: chất lỏng hoặc chất khí
- một chất là chất lỏng ở nhiệt độ và áp suất phòng
Trong vật lý, một chất lỏng hoàn hảo là một chất lỏng có thể được đặc trưng hoàn toàn bởi mật độ khối khung còn lại của nó ρ m {\ displaystyle \ rho _ {m}}; và áp suất đẳng hướng p .
Chất lỏng thực sự là "dính" và chứa [và dẫn] nhiệt. Chất lỏng hoàn hảo là mô hình lý tưởng hóa trong đó những khả năng này bị bỏ qua. Cụ thể, chất lỏng hoàn hảo không có ứng suất cắt, độ nhớt hoặc dẫn nhiệt.
Trong ký hiệu tenxơ chữ số dương không gian, tenxơ năng lượng stress của một chất lỏng hoàn hảo có thể được viết dưới dạng
Những ngôn ngữ khác
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây [515.17 KB, 13 trang ]
Bạn đang xem: Hỗn hợp đẳng phí
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHBỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌCSEMINARGVHD:NGUYỄN BẢO VIỆTSVTH:1. BẠCH THỊ KIM.2. PHẠM MINH TRƯỜNG.3. ĐẶNG ĐÌNH SOÁI.4.DƯƠNG THỊ VÂN.5. PHẠM ĐỨC HẬU.6. TRẦN THẾ VINH.MỤC LỤCI]GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CHƯNG CẤTII]TỔNG QUAN VỀ CHƯNG CẤT1] ĐỊNH NGHĨA.2] CÁC PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT.III] CHƯNG CẤT ĐẲNG PHÍ HỆ 3 CẤU TỬ1] ĐỊNH NGHĨA VỀ CHƯNG CẤT ĐẲNG PHÍ HỆ 3 CẤU TỬ.2] PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT ĐẲNG PHÍ HỆ 3 CẤU TỬ3][AZEOTROPIC DISTILLATION].ỨNG DỤNG CỦA CHƯNG CẤT.IV]I] GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CHƯNG CẤTTrong thời kì cổ đại người ta đã biết chưng cất tinh dầu . Vào thờikỳ chuyển tiếp thế kỷ [năm 1000], khi axít sulfuric và axít nitric vàđặc biệt là từ khi rượu [êtanol] được khám phá ra thì chưng cất trởthành một phương pháp hết sức quan trọng. Thêm vào đó, trong thế kỷ17, việc chưng cất lấy nước ngọt từ nước biển và chưng cất nhựađường và hắc ín để trét kín tàu được phát hiện thì phương pháp chưngcất càng đóng vai trò quan trọng hơn nữa.Ngày nay cùng với sự phát triển vượt bậc của nền công nghiệpthế giới và nước nhà, các ngành công nghiệp rất cần nhiều hóa chất cóđộ tinh khiết cao. Chưng cất là một trong những quá trình được ápdụng từ lâu đời và đã được nghiên cứu rất kỹ lưỡng. Nó được áp dụngrất rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm, sinh học và hóa chất để chếbiến rượu, cồn, tinh dầu, dầu thực vật, điều chế oxi, lọc dầu .II] TỔNG QUAN VỀ CHƯNG CẤT1] Định nghĩaChưng cất là quá trình dùng để tách các cấu tử của một hỗn hợplỏng cũng như hỗn hợp khí – lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vàođộ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp [ nghĩa là khi ởcùng một nhiệt độ, áp suất hơi bão hòa của các cấu tử khác nhau].Khi chưng hỗn hợp có bao nhiêu cấu tử ta sẽ được bấy nhiêu sảnphẩm. Đối với trường hợp hai cấu tử ta có: Sản phẩm đỉnh gồm cáccấu tử có độ bay hơi lớn và một phần rất ít cấu tử có độ bay hơi bé cònsản phẩm đáy gồm cấu tử có độ bay hơi bé và một phần rất ít cấu tử cóđộ bay hơi lớn2] Các phương pháp chưng cấta] Chưng cất đơn giảnDùng để tách các hỗn hợp gồm các cấu tử có độ bay hơi rất khácnhau. Phương pháp này thường dùng để tách sơ bộ hoặc làm sạch cáccấu tử khỏi tạp chất.b] Chưng cất bằng hơi nước trực tiếp.Dùng để tách các hỗn hợp gồm các chất khó bay hơi và tạp chấtkhông bay hơi, thường được ứng dụng trong trường hợp chất đượctách không tan vào nướcc] Chưng cất chân khôngChưng cất chân không : dùng trong trường hợp cần hạ thấp nhiệtđộ sôi của cấu tử. Ví dụ như trường hợp các cấu tử trong hỗn hợp dễ bịphân hủy ở nhiệt độ cao hay trường hợp các cấu tử có nhiệt độ sôi quácao.d] Chưng cấtChưng cất là phương pháp phổ biến nhất dùng để tách hoàn toànhỗn hợp các cấu tử dễ bay hơi có tính chất hòa tan một phần hoặc hòatan hoàn toàn vào nhau.Chưng cất ở áp suất thấp dùng cho các hỗn hợp dễ bị phân hủy ởnhiệt độ cao và các hỗn hợp có nhiệt độ sôi quá cao.Chưng cất ở áp suất cao dùng cho các hỗn hợp không hóa lỏng ởáp suất thường.Sản phẩm chung:
Xem thêm: Tìm Hiểu Về Giả Lập Là Gì Và Vì Sao Chúng Hoạt Động Không Ổn Định
• Đỉnh: có độ bay hơi lớn, nhiệt độ sôi thấp.• Đáy: có bộ bay hơi kém, nhiệt độ sôi cao.Hình : Sơ đồ công nghệ chưng cất điển hình3] Các loại tháp chưng cất sử dụng trong công nghiệpTa có thể phân biệt chưng cất ra thành quy trình một lần nhưtrong phòng thí nghiệm để tách một hóa chất tinh khiết ra khỏi mộthỗn hợp, và chưng cất liên tục như trong các tháp chưng cất trongcông nghiệp.a] Tháp mâm xuyên lổ hoặc mâm đĩa lướiƯu điểm: chế tạo đơn giản , vệ sinh dễ dàng , trở lực thấp hơntháp chóp , ít tốn kim loại hơn tháp chópNhược điểm: yêu cầu lắp đặt cao : mâm lắp phải rất phẳng , đốivới những tháp có đường kính quá lớn [>2.4m] ít dùng mâm xuyên lỗvì khi đó chất lỏng phân phối không đều trên mâmHình 1.2 Mâm lổ tháp chưngb] Tháp chópƯu điểm: hiệu suất truyền khối cao , ổn định , ít tiêu hao nănglượng hơn nên có số mâm ít hơn.Nhược điểm: chế tạo phức tạp , trở lực lớnHình: Lắp đặt tháp chưng cất dầu thô của nhà máy lọc dầu Dung Quấtc] Tháp đệm [tháp chưng cất dùng vật chêm ]Ưu điểm:chế tạo đơn giản , trở lực thấpNhược điểm: hiệu suất thấp , kém ổn định do sự phân bố các phatheo tiết diện tháp không đều , sử dụng tháp chêm không cho phép takiểm soát quá trình chưng cất theo không gian tháp trong khi đó ở thápmâm thì quá trình thể hiện qua từng mâm một cách rõ ràng , thápchêm khó chế tạo được kích thước lớn ở qui mô công nghiệpĐối với những hỗn hợp gồm các cấu tử có nhiệt độ sôi giốngnhau hoặc rất gần nhau hay gồm những cấu tử tạo thành dung dịchđẳng phí ta không thể dùng phương pháp chưng luyện thông thườngnhư trên để tách chúng ra dạng nguyên chất được dù cho có dùngnhững tháp vô cùng cao với lượng hồi lưu rất lớn. Để tách các hỗn hợpấy chúng ta phải dùng phương pháp chưng luyện đặc biệt, thôngthường người ta hay dùng phương pháp luyện trích ly và chưng luyệnđẳng phí .III] Giới thiệu sơ lược về chưng cất đẳng phí hệ 3 cấu tử1. Thế nào là hỗn hợp đẳng phí?Hỗn hợp đẳng phí là hỗn hợp dung dịch 2 cấu tử sôi ở nhiệt độxác định.Đặc điểm:Tại điểm đẳng phí pha lỏng và pha hơi có cùng một thành phầncấu tử, do đó nếu đun sôi hỗn hợp đẳng phí thì pha hơi sẽ có thànhphần giống như pha lỏng ban đầu, không thể phân riêng hoàn toàn cáccấu tử này bằng phương pháp chưng cất thông thường.Giảng đồ : Hỗn hợp đẳng phí2. Phương pháp chưng cất đẳng phí [Azeotropic Distillation]Trong hỗn hợp đẳng phí, ta không thể phân riêng hoàn toàn cáccấu tử bằng phương pháp chưng cất thông thường. Do đó người takhắc phục điều đó bằng cách thêm vào hỗn hợp một cấu tử thứ ba.Phương pháp này gọi là phương pháp chưng cất đẳng phí. Vậy phương pháp chưng cất đẳng phí là gì?Đây là phương pháp cho thêm cấu tử thứ ba vào nhằm thay đổiđộ bay hơi tương đối của hai cấu tử trong hệ ban đầu. Có nghĩa làthêm cấu tử thứ ba vào, nó tạo thành với cầu tử bị bay hơi[ hay với cảhai cấu tử] dung dịch đẳng phí có độ bay hơi lớn hơn và sản phẩm đáytháp là cấu tử ở dạng nguyên chất.Ở đáy tháp cấu tử thứ ba thường dùng là Benzen, Cloroform,Toluen…để tạo thành hỗn hợp đẳng phí 3 cấu tử, nhiệt độ sôi của hỗnhợp này thấp hơn nhiệt độ sôi của từng cấu tử riêng biệt.Phương pháp chưng cất dẳng phí được ứng dụng nhiều trongcuộc sống, điển hình là quá trình chưng cất cồn sinh học Etanlol. Sơđồ nguyên lý chưng dẳng phí Etanol:Nguyên tắc:Hỗn hợp Etanol-nước có nhiệt độ sôi gần nhau tạo thành dungdịch đẳng phí ở 78,150C, áp suất 1,013 bar. Với hỗn hợp này khôngthể dùng phương pháp chưng luyện thông thường để tách các phân tửra ở dạng nguyên chất, dù tháp vô cùng cao và lượng hồi lưu là rất lớn.Phương pháp chưng đẳng phí thực hiện đưa thêm cấu tử phân ly có tácdụng phá vỡ hỗn hợp đẳng phí, làm tăng độ bay hơi tương đối của mộtphân tử trong hỗn hợp. Công nghệ thực tế áp dụng ở Brasil, sơ đồ công nghệ như sau:Thực hiện đưa cấu tử phá đẳng phí là Bezen, heptan hoặccyclohexan. Etanol 96% là thể tích được đua vào cột tách nước ở giữatháp. Etanol 99,8% thu được ở đáy tháp, được đưa di làm lạnh và tồnchứa, bảo quản. Hỗn hợp đồng sôi của ba cấu tử thu được ở đỉnh thápđược ngu tự và phân tách trong thùng lắng gạn. lớp trên của thùng lắnggạn là các hợp chất hữu cơ chứa cả cấu tử phá đẳng phí được đưa vềtách Hydrocacbon, tại đó Hydrocacbon phá đẳng phí, Etanol, mộtlượng hơi nước được đưa đi tuần hoàn về thiết bị ngưng tụ rồi đưa vềthùng lắng gạn. Stillage thu được tuần hoàn về tháp chưng cất Etanol.Một số trường hợp khác Stillage được sử dụng trong sản xuất thức ăncho động vật.Lượng hơi nước sử dụn: 1÷1,5 kg/lít Etanol 99,8%IV] Ứng dụng của chưng cất đẳng phíQuá trình chưng cất đóng vai trò quan trọng trong công nghiệphóa học, thực phẩm, sinh học… và trong đời sống.Trong nhiều trường hợp, quá trình chưng cất là đơn giản nhất,kinh tế nhất để tách, làm sạch tinh khiết sản phẩm.Chưng cất đẳng phí được ứng dụng phổ biến trong chưng cất dầumỏ cư công nghệ hóa dầu và trong sản xuất ethanol.a] Trong công nghệ hóa dầuQuá trình chưng cất được ứng dụng để tách, tinh chế các sảnphẩm dầu mỏ.Dầu mỏ [petroleum], dầu thô [crude oil] là hỗn hợp hidro cacbonthiên nhiên rất phức tạp[ từ C đến C]Sản phẩm của quá trình chưng cất và ứng dụng• Khí đốt:c,c• Khí hóa lỏng [LPG]: c, c được hóa lỏng ở áp suất cao• Xăng: dùng làm dung môi, nhiên liệu oto, máy bay• Kerosene[dầu hỏa]• Gas-oil[diesel fuel]• Mazut nhẹ• Dầu nhớt: sản phẩm của quá trình chưng cất chân khôngb] Trong chưng cất etanolEthanol được dùng làm chất phụ gia khi pha vào xăng làm tăngchỉ số octan của xăngDùng làm chất sát trùng, rửa vết thương trong y tế. dùng làmdược phẩm chữa bệnh.Trong tổng hợp hóa học: cồn được xem là là chất trung gian đểxản xuất các chất hóa học khác như: acid axetic, etyl axetat…Ngoài ra người ta có thể dùng chúng làm dung môi hòa tan nhiềuhợp chất hữu cơ và vô cơ khác.TÀI LIỆU THAM KHẢO1. VÕ VĂN BANG – VŨ BÁ MINH: Quá trình và thiết bị trong côngnghệ hóa học – Nhà xuất bản đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh2. //vi.wikipedia.org/wiki/Ch%C6%B0ng_c%E1%BA%A5t3. //www.ebook.edu.vn/4. GS.TS. ĐÀO VĂN LƯỢNG: Nhiệt động hóa học – Nhà xuất bản khoahọc kĩ thuật5. //tailieu.vn/