ماء و كحول لها خصائص مماثلة لأن ماء تحتوي الجزيئات على مجموعات هيدروكسيل يمكنها تكوين روابط هيدروجينية مع أخرى ماء مع جزيئات كحول الجزيئات, وبالمثل كحول يمكن أن تشكل الجزيئات روابط هيدروجينية مع أخرى كحول وكذلك مع جزيئات ماء.

فصل الكحول عن الماء

لفصل خليط من الكحول (الإيثانول) و الماء, يمكنك استخدام عملية تعرف باسم التقطير التجزيئي. تعتمد هذه التقنية على حقيقة أن المركبات الموجودة في الخليط لها نقاط غليان مختلفة. منذ يغلي الإيثانول عند درجة حرارة منخفضة (78.5 درجة مئوية, أو 173.3 درجة فهرنهايت) من الماء, يتبخر الكحول بينما يبقى معظم الماء سائلاً. سينتج عمود التقطير الجيد خليطًا من 95 نسبة الكحول و 5 المياه في المئة. تمثل هذه النسبة أكثر أشكال الإيثانول نقاءً مع التقطير وهي مقبولة على نطاق واسع كمعيار صناعي.

• ضع موقد بنسن أسفل القارورة المستديرة وقم بتسخين الخليط فوق درجة غليان الإيثانول (حول 80 درجة مئوية).

• يحفظ الخليط في درجة حرارة ثابتة حتى يتوقف الغليان. عند هذه النقطة, لقد أكملت التقطير.

ما هو التقطير التجزيئي

التقطير التجزيئي هو عملية فصل مادة إلى أجزائها (أو كسور), الاستفادة من خصائص ضغط البخار المختلفة لتلك المواد. غالبًا ما يستخدم التقطير التجزيئي كمرادف لكلمة "التقطير" لأن التقطير دائمًا يستفيد من الاختلاف في نقاط غليان المواد المكونة للفصل.

التقطير التجزيئي للكحول والماء

الخطوات الأساسية للتقطير هي:

1. أضف الحرارة إلى خليط سائل مع مادتين رئيسيتين أو أكثر; فمثلا, خليط الماء والإيثانول.
2. كما يسخن السائل, ستبدأ المكونات ذات نقاط الغليان المنخفضة في التبخر وترتفع من خلال العمود. في مثال الماء / الإيثانول, سوف يغلي الإيثانول أولاً (BP 78 درجة مئوية, مقارنة بالماء (BP 100 درجة مئوية). ومع ذلك, سيظل البخار المتصاعد يحتوي على بعض جزيئات المواد الأخرى. يصبح البخار أنقى كلما ارتفع في العمود, حيث أن الجزيئات الأثقل "تسقط" وتعود إلى السائل.
3. كما يرتفع البخار في عمود التقطير, سوف تتكثف الجزيئات الأثقل مرة أخرى في سائل وتتراجع "المطر" مرة أخرى. في أي نقطة في عمود تجزئة, سوف يتصاعد البخار, سوف يتساقط السائل, وسوف تختلط الجزيئات. تحتوي الأعمدة بشكل طبيعي على "مراحل" معينة; المرحلة هي منطقة في العمود تحتوي على كمية مماثلة من الجزيئات لكل نوع من المواد (أي. نسبة عامة معينة من الماء والإيثانول). تم تصميم الأعمدة لتكون طويلة بما يكفي لتحقيق نسبة فصل معينة, من خلال إيجاد الحد الأدنى لعدد المراحل المطلوبة.
4. وصول البخار إلى أعلى العمود (نواتج التقطير) يتم جمعها في مكثف صناعي (مبرد كبير), الذي يبرد البخار ويتحول إلى سائل, وتوصيله بالأنابيب إلى الخزان أو التخزين.
5. المواد المتبقية في العمود تستمر في عملية التقطير, حتى الوصول إلى النقاء المطلوب. بعض الأعمدة هي عملية مستمرة (الاكثر انتشارا), حيث يتم إضافة حل أساسي جديد باستمرار. البعض الآخر أنظمة دفعات, حيث تتم إزالة القاعدة عند تحقيق الفصل المطلوب. في العديد من الأنظمة, يتم إعادة تدوير المحلول عدة مرات للتأكد من فصل المواد بشكل صحيح.

ما تم وصفه أعلاه هو العملية الأساسية للتقطير. يشار إلى عمود التقطير أحيانًا باسم عمود التقطير الجزئي في الصناعة. يمكن تسمية الأعمدة التي تفصل بين مادتين فقط باسم أعمدة التجزئة. عادة ما يحقق نظام التقطير التجزيئي العديد من المنتجات المختلفة في نقاط متعددة داخل العمود. مع ارتفاع المواد, يمكن سحب المخاليط في مراحل مختلفة, ومكثف.

ائتمان:

HTTPS://www.epicmodularprocess.com/blog/fractional-distillation