عندما يتم تسخين خليط مثالي من سائلين قابلين للامتزاج حتى الغليان ، يغلي المحلول عند درجة حرارة بين نقاط الغليان لكل مكون. إذا كانت هذه السوائل لها نقاط غليان مختلفة جدا ، فعندما يبدأ الخليط في الغليان ، يكون البخار غنيا بجزيئات المكون الأكثر تقلابا. غالبا ما تستخدم هذه الظاهرة لفصل الخلائط باستخدام التقطير البسيط ، حيث يتم تسخين خليط من سائلين قابلين للامتزاج ثم يتم تكثيف البخار مرة أخرى إلى سائل وجمعه.
عندما يتم جمع البخار الغني بالمكون الأكثر تقلبا على شكل نواتج التقطير ، تصبح المرحلة السائلة غنية بجزيئات المكون الأقل تقلابا. ومع ذلك ، تتطلب هذه التقنية تسخين المحلول على الأقل إلى درجة غليان المركب الأكثر تقلبا وغالبا ما يكون أبعد من ذلك.
في حالة المركبات العضوية الحساسة لدرجة الحرارة ، يمكن أن تؤدي درجة الحرارة المرتفعة هذه إلى تحلل الجزيئات العضوية إلى شيء آخر. إذن، كيف يمكننا فصل هذه الأنواع من المركبات؟ أولا ، دعنا نعود خطوة إلى الوراء.
تذكر أن ضغط البخار في حالة توازن مع مرحلته المكثفة يسمى ضغط البخار. لكل من مكونات خليط السوائل ضغط بخار خاص بها ، والذي نسميه ضغطها الجزئي. نحن نعلم أن المحلول يغلي عندما يكون ضغط بخار المحلول الكلي مساويا للضغط الجوي. ضغط البخار الكلي يساوي مجموع الضغوط الجزئية للمكونات.
بالنسبة لخليط من السوائل القابلة للامتزاج ، مما يعني أن أي مزيج من السوائل يشكل محلولا متجانسا ، يتم حساب الضغوط الجزئية من ضغوط بخار المركبات النقية مضروبة في كسور الخلد في المحلول. ومع ذلك ، بالنسبة لمزيج غير متجانس من السوائل غير القابلة للامتزاج ، مما يعني أن السوائل غير قابلة للذوبان في بعضها البعض ، فإن الضغوط الجزئية هي ببساطة ضغوط بخار المركبات النقية.
نظرا لأن كل مكون من مكونات الخليط غير المتجانس يساهم في ضغط البخار الكلي بشكل مستقل عن المكونات الأخرى ، فإن الخليط يغلي عندما يكون ضغط البخار الكلي ، وهو مجموع الضغوط الجزئية ، مساويا للضغط الجوي. يحدث هذا عند درجة حرارة أقل من نقاط الغليان الفردية لكل مكون لأن ضغط البخار الكلي يزداد مع درجة الحرارة بشكل أسرع بكثير مما تتوقعه حتى بالنسبة للمكون الأكثر تقلبا.
يمكننا تسخير هذه الظاهرة لإجراء التقطير بالبخار ، والذي يستخدم لعزل مركب عضوي حساس لدرجة الحرارة يتحلل تحت حرارة عالية وغير قابل للذوبان في الماء من المواد غير المتطايرة. يشبه إعداد التقطير بالبخار إعداد التقطير البسيط مع إضافة خزان مياه لتجديد المياه طوال العملية.
عندما يغلي الخليط ، يتبخر كل من الماء والمركب العضوي المهم. تنتقل أبخرة الماء والمركبات العضوية إلى المكثف ، ويتم تكثيفها إلى سائل ، ويتم جمعها. يتم فصل السوائل غير القابلة للامتزاج بعد ذلك. يتم ترك الماء والمواد غير المتطايرة فقط في الخليط في القارورة.
في هذا المختبر ، ستقوم بإعداد وإجراء تجربة تقطير بالبخار لاستخراج الزيت العطري من المكونات غير المتطايرة لقشر البرتقال. ستستخدم بعد ذلك الاستخراج السائل السائل لاستخراج الزيت العطري من الماء إلى مذيب عضوي.
المصدر: لارا الحريري وأحمد باسابرين من جامعة ماساتشوستس أمهيرست ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية
في هذه التجربة ، ستقوم بإجراء تقطير بالبخار لاستخراج زيت عطري من قشر البرتقال.
| درجة حرارة التقطير بالبخار (°C) | |
| كتلة قشور البرتقال (ز) | |
| كتلة القارورة الفارغة (ز) | |
| كتلة القارورة + الزيوت الأساسية (ز) | |
| كتلة الزيوت العطرية (ز) | |
| النسبة المئوية لكتلة الزيت العطري المستردة |
يتم إجراء استخراج السائل السائل في قمع منفصل ويستخدم لنقل المذاب إلى سائل آخر يكون فيه أكثر قابلية للذوبان. يجب أن يكون السائلان غير قابلين للامتزاج وعادة ما يكونان محلولا مائيا وسائلا عضويا غير قابل للذوبان في الماء. عند الخلط ، يتم استخراج المذاب في المرحلة الأخرى. بمجرد أن تستقر السوائل في طبقات ، يمكن تصريفها من القمع واحدة تلو الأخرى.
في الجزء التالي من التجربة ، سيتم استخدام الاستخراج السائل السائل لاستخراج الزيت العطري من الماء إلى مذيب عضوي. ستقوم بعد ذلك بتبخير المذيب العضوي لاستعادة الزيت العطري.
قمت بتقطير الزيت العطري في هذا المختبر عند درجة حرارة قريبة من 100 درجة مئوية. يتكون زيت البرتقال بشكل أساسي من (+) ليمونين ، الذي تبلغ درجة غليانه 176 درجة مئوية. وبالتالي ، تتيح لنا تقنية التقطير بالبخار استخراجه من قشر البرتقال عند درجة حرارة لا تضر بهيكله.
Videos from this collection:
Now Playing
Chemistry
0 Views
Chemistry
0 Views
Chemistry
0 Views
Chemistry
0 Views
Chemistry
0 Views
Chemistry
0 Views
Chemistry
0 Views
Chemistry
0 Views
Chemistry
0 Views
Chemistry
0 Views
Chemistry
0 Views
Chemistry
0 Views
Chemistry
0 Views
Chemistry
0 Views
Chemistry
0 Views
See More