Name: separating liquids by boiling point
Uploaded: 2020-03-26T07:22:28.000Z
Duration: 3 min 13 s
Channel: JoVE

Wenn eine Flüssigkeit erhitzt wird, gewinnt sie Energie, bis die zunehmende Unordnung der Gasphase die intermolekularen Wechselwirkungen in der flüssigen Phase überwiegt. Sobald sich genügend Moleküle in der Gasphase befinden, entweichen sie in Form von Blasen aus der Flüssigkeit. Dieser Effekt, der als Sieden bezeichnet wird, tritt auf, wenn der Gesamtdampfdruck der Substanz dem atmosphärischen Druck entspricht.
Der Dampfdruck ist der Druck des Dampfes im Gleichgewicht mit seiner kondensierten Phase und variiert mit der Temperatur. In einem Gemisch von Flüssigkeiten hat jede Komponente ihren eigenen Dampfdruck, den wir als Partialdruck bezeichnen. Der Gesamtdampfdruck des Gemisches ist gleich der Summe der Partialdrücke. Sind die Flüssigkeiten mischbar, d.h. bilden sie immer eine homogene Lösung, so ist der Partialdruck jeder Komponente der Dampfdruck der reinen Verbindung bei dieser Temperatur multipliziert mit ihrem Molenbruch in der Flüssigkeit.
Die Temperatur, bei der sich die erste Dampfblase in einem flüssigen Gemisch zu bilden beginnt, wird als Blasenpunkt bezeichnet. Bei einer reinen Flüssigkeit sind sowohl der Blasenpunkt als auch die Temperatur, bei der der Dampf zu kondensieren beginnt, oder der Taupunkt, identisch mit dem Siedepunkt. Bei einer Mischung aus zwei mischbaren Flüssigkeiten liegen jedoch sowohl der Blasenpunkt als auch der Taupunkt zwischen den Siedepunkten der Komponenten.
Wenn das Gemisch zum ersten Mal siedet, ist der Dampf reich an der Verbindung mit dem niedrigeren Siedepunkt oder der flüchtigeren Verbindung. Dadurch erhöht sich der Anteil der Verbindung mit dem höheren Siedepunkt bzw. der weniger flüchtigen Verbindung im flüssigen Gemisch.
Die Destillation ist eine Trenntechnik, die sich dieses Phänomen zunutze macht. Bei einer einfachen Destillation wird ein homogenes flüssiges Gemisch aufgekocht. Der aufsteigende Dampf gelangt dann in die innere Kammer eines wassergekühlten Kondensators. Der Dampf kondensiert zu einer Flüssigkeit, dem sogenannten Destillat, das dann in einem separaten Gefäß gesammelt wird.
Im weiteren Verlauf des Siedens ändert sich die Zusammensetzung der Flüssigkeit und des Dampfes, da die flüchtigere Komponente entfernt wird. Wenn wir also das Destillat in kleinen Fraktionen sammeln, werden wir sehen, dass jede Fraktion die Verbindungen in einem anderen molaren Verhältnis enthält.
Mit zunehmendem Anteil der weniger flüchtigen Komponente im Flüssigkeitsgemisch steigt auch der Blasenpunkt und der Taupunkt. Durch die Darstellung der Blasen- und Taupunkte des Gemisches im Vergleich zu den Molenbrüchen der Komponenten entsteht ein Siedepunktdiagramm. Sobald wir dieses Diagramm haben, können wir die Taupunktkurve verwenden, um die Zusammensetzung des Dampfes bei einer bestimmten Temperatur zu bestimmen.
In diesem Labor richten Sie die einfache Destillation eines Gemischs aus Cyclohexan und Toluol ein und führen sie durch und zeichnen die Temperatur des Dampfes während des gesamten Experiments auf. Anschließend verwenden Sie das veröffentlichte Siedepunktdiagramm für Cyclohexan und Toluol, um die Zusammensetzung des Dampfes zu bestimmen, sodass Sie die Zusammensetzung des Flüssigkeitsgemisches während der gesamten Destillation abschätzen können.

einfache destillation

Simple Distillation

<h4>Destillation eines mischbaren Gemisches</h4>
Einige Flüssigkeiten verdampfen mit der Zeit vollständig, wenn sie in einem offenen Behälter bei Raumtemperatur aufbewahrt werden. Dieser Verdampfungsprozess kann jedoch deutlich beschleunigt werden, wenn die Flüssigkeit erhitzt wird. Wenn die Flüssigkeit erhitzt wird, gewinnen die darin enthaltenen Moleküle die Energie, um der flüssigen Phase zu entkommen und in Form von Blasen in die Gasphase überzugehen. Dieses Phänomen wird als Sieden bezeichnet.
<h4>Dampfdruck</h4>
Betrachten Sie einen geschlossenen Behälter mit Flüssigkeit. Anfangs verdampft ein Teil dieser Flüssigkeit, aber nur so lange, bis die Verdampfungsrate der Kondensationsrate entspricht. Nachdem dieser Punkt erreicht ist, gibt es keine weitere Veränderung im System, und die Flüssigkeit und der Dampf befinden sich im Gleichgewicht. Sobald dies festgestellt ist, wird der Druck, den der Dampf über die Flüssigkeit ausübt, als Dampfdruck bezeichnet. Die Tendenz, dass eine Flüssigkeit verdampft, wird als Volatilität bezeichnet. Eine flüchtigere Flüssigkeit hat einen höheren Dampfdruck, während eine weniger flüchtige Flüssigkeit einen niedrigeren Dampfdruck hat.
Wenn ein offener Behälter mit Flüssigkeit erhitzt wird, verdampft mehr von der Flüssigkeit. Wird genügend Hitze zugeführt, bilden sich Dampfblasen in der Flüssigkeit und die Flüssigkeit kocht. Die Temperatur, bei der der Dampfdruck der Flüssigkeit mit dem atmosphärischen Druck übereinstimmt, wird als Siedepunkt bezeichnet.
Bei einer reinen Substanz ist der Dampfdruck einfach zu bestimmen. Wie wäre es mit einer Mischung aus verschiedenen Flüssigkeiten? Wenn reine Flüssigkeiten eine mischbare homogene Lösung bilden, trägt jede einzelne als Partialdrücke zum Gesamtdampfdruck bei. Der Gesamtgasdruck eines Gasgemisches ist gleich der Summe der Einzeldrücke, die jedes Gas isoliert ausüben würde. Diese Regel ist als Dalton's Law bekannt. Um den Gesamtdampfdruck des Gemisches zu bestimmen, müssen Sie daher die Dampfdrücke der Reinsubstanzen und den molaren Beitrag jeder Flüssigkeit zum Gesamtgemisch kennen, ein Wert, der als Molenbruch bezeichnet wird. Diese Beziehung ist als Raoult'sches Gesetz bekannt:
pA = pA* xA
wobei pA der Dampfdruck einer flüssigen Komponente in einem Gemisch ist, pA* der Dampfdruck der reinen Flüssigkeit in isolierter Form ist, auf den aus der Literatur verwiesen werden kann, und xA der Molenbruch der flüssigen Komponente in dem flüssigen Gemisch ist. Molenbrüche werden berechnet, indem die Anzahl der Mole der flüssigen Komponente durch die Gesamtzahl der Mole jeder Komponente in der flüssigen Mischung dividiert wird.
Das Daltonsche Gesetz der Partialdrücke kann angewendet werden, sobald Sie den Dampfdruck jeder einzelnen Komponente kennen.
P = pA + pB
Der Gesamtdruck (P) ist die Summe des Dampfdrucks beider Flüssigkeiten über dem Gemisch, wobei pA und pB die Dampfdrücke der Flüssigkeiten A bzw. B über dem Gemisch sind.
<h4>Siedepunkt</h4>
Die Temperatur, bei der eine reine organische Substanz von der flüssigen in die gasförmige Phase überführt wird, wird als Siedepunkt bezeichnet. In einem Gemisch aus mischbaren Flüssigkeiten siedet die Lösung, wenn der Gesamtdampfdruck der Lösung dem Atmosphärendruck entspricht. Der Siedepunkt eines Gemisches liegt also bei einer Temperatur, die zwischen den Siedepunkten der beiden reinen Flüssigkeiten liegt.
Wenn das Gemisch bis zum Siedepunkt erhitzt wird, entweichen einige der Moleküle aus der flüssigen Phase und gehen in die Gasphase über. Die Temperatur, bei der sich die ersten Blasen in einer mischbaren Lösung, die erhitzt wird, zu bilden beginnen, ist die Blasenpunkttemperatur. Bei einer reinen Flüssigkeit ist der Blasenpunkt gleich dem Siedepunkt.
Die Gasphase ist reich an Molekülen der flüchtigeren Komponente oder der Komponente mit dem höheren Dampfdruck und dem niedrigeren Siedepunkt. Die Anzahl der Moleküle, die verdampfen, nimmt zu, je mehr Hitze zugeführt wird. Somit ist die flüssige Phase reich an Molekülen der weniger flüchtigen Komponente oder der Komponente mit dem niedrigeren Dampfdruck und dem höheren Siedepunkt. Die Temperatur, bei der sich bei der Destillation die ersten Flüssigkeitstropfen zu bilden beginnen, wird als Taupunkttemperatur bezeichnet.
<h4>Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichtsdiagramm</h4>
Ein Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichtsdiagramm ist ein Diagramm der Gleichgewichtstemperatur des Molenbruchs von Komponenten eines binären Gemisches mit einer gezeichneten Kurve für die Flüssigphase und die Dampfphase. Die x-Achse stellt den Molenbruch jeder der beiden Komponenten in der Mischung dar, und die y-Achse stellt die Temperatur dar. Diese Diagramme sind in der Literatur für gängige Gemische verfügbar und können verwendet werden, um die Siedepunkttemperaturen eines Gemisches anhand des Molenbruchs jeder Komponente zu identifizieren. Sie werden auch verwendet, um die Zusammensetzung jeder Phase in einem Destillationsexperiment zu bestimmen.
<h4>Destillation </h4>
Die Destillation ist eine Trenntechnik, die sich die Siedepunktseigenschaften von Gemischen zunutze macht. Zur Durchführung der Destillation wird ein mischbares Gemisch aus zwei Flüssigkeiten mit einem signifikanten Siedepunktunterschied von mindestens 20 °C erhitzt. Wenn sich die Lösung erwärmt und den Blasenpunkt der flüchtigeren Komponente erreicht, gehen einige Moleküle der flüchtigeren Komponente in die Gasphase über und wandern nach oben in den Kondensator. Der Kondensator ist ein Glasrohr mit getrenntem Innen- und Außenteil. Der Dampf gelangt in den inneren Teil des Kondensators, wo er durch das kalte Wasser, das im äußeren Teil des Kondensators fließt, zu Flüssigkeit kondensiert wird. Dieser kondensierte Dampf wird als Destillat bezeichnet und in einem Messzylinder oder Reagenzglas gesammelt.
Mit fortschreitender Destillation steigt die Temperatur, die zum Kochen der Lösung erforderlich ist, da die flüchtigere Komponente früher verdampft. So verändert sich die Zusammensetzung des Destillats im Laufe der Zeit. Zu Beginn der Destillation ist das Destillat reich an der flüchtigeren Komponente; In der Mitte der Destillation enthält das Destillat eine Mischung aus den beiden Komponenten; Und am Ende der Destillation ist das Destillat reich an der weniger flüchtigen Komponente.
Das Dampf-Flüssig-Gleichgewichtsdiagramm zeigt die Veränderung sowohl der Zusammensetzung der Flüssigkeit im Kolben als auch des Destillats im Verlauf der Destillation. Es gibt zwei Kurven auf dem Diagramm; Die untere Kurve beschreibt den Siedepunkt der Flüssigkeit im Kolben in Bezug auf ihre Zusammensetzung, während die obere Kurve die Temperatur des Dampfes in Bezug auf seine Zusammensetzung beschreibt. Im weiteren Sinne beschreibt die obere Kurve die Zusammensetzung des Destillats.
Ein veröffentlichtes Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichtsdiagramm aus der Literatur kann verwendet werden, um die Zusammensetzung von Flüssigkeit und Dampf bei einer bestimmten Temperatur während des Experiments zu identifizieren. Dies kann helfen zu bestimmen, wann die Destillation beendet werden muss, um die beiden Komponenten zu trennen.
<h4>Referenzen</h4>
<ol>
	<li style="font-size:17px">Kotz, J.C., Treichel Jr., P.M., Townsend, J.R. (2012). Chemie und chemische Reaktivität. Belmont, Kalifornien: Brooks/Cole, Cengage Lernen.</li>
	<li style="font-size:17px">Silderberg, M.S. (2009). Chemie: Die molekulare Natur von Materie und Veränderung. Boston, MA: McGraw Hill.</li>
	<li style="font-size:17px">Felder, R.M., Rousseau, R.W. (2000). Elementare Prinzipien chemischer Prozesse. New York, NY: Wiley and Sons, Inc.</li>
</ol>

Einfache Destillation

Destillation eines mischbaren Gemisches
Einige Flüssigkeiten verdampfen mit der Zeit vollständig, wenn sie in einem offenen Behälter bei Raumtemperatur aufbewahrt werden. Dies ist jedoch ...

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Lehre

JoVE Lab Manual

Chemistry

Chemie

separating liquids by boiling point

Separating liquids by boiling point is the goal of distillation. A miscible mixture contains liquids that mix evenly, and it can be heated so that the more volatile liquid evaporates first. Volatility is a liquid’s tendency to vaporize, and boiling begins when bubbles form in the liquid phase.

In a closed container, liquid and vapor can reach equilibrium, which means the rate of vaporization equals the rate of condensation. The pressure from the vapor above the liquid is called vapor pressure. A more volatile liquid has a higher vapor pressure, while a less volatile liquid has a lower vapor pressure. When an open container is heated, the liquid boils at the temperature where its vapor pressure matches atmospheric pressure.

For a mixture of miscible liquids, each component contributes to the total vapor pressure as a partial pressure. Dalton’s law says the total pressure is the sum of the individual pressures, and Raoult’s law links each component’s vapor pressure to its pure vapor pressure and mole fraction. The mole fraction is the number of moles of one liquid divided by the total moles in the mixture. For two liquids, the total vapor pressure is the sum of the partial pressures of both components.

A mixture boils at a temperature between the boiling points of the two pure liquids. The first bubbles that form define the bubble point temperature. In a pure liquid, the bubble point and boiling point are the same. During heating, the vapor becomes richer in the more volatile component, while the liquid left behind becomes richer in the less volatile component. The first drops of liquid that form during distillation occur at the dew point temperature.

Vapor-liquid equilibrium diagrams help track these changes. These plots show temperature against mole fraction for a binary mixture, with one curve for the liquid phase and one for the vapor phase. They are available in the literature for common mixtures and can be used to estimate boiling temperatures and phase composition at a given mole fraction. They also help show how the liquid in the flask and the distillate change during the experiment.

In distillation, a miscible mixture with a significant boiling point difference, usually at least 20 °C, is heated. As the more volatile component reaches its bubble point, vapor rises into a condenser. The condenser has inner and outer sections, and cold water in the outer section cools the vapor back into liquid. This liquid is the distillate, and it is collected in a graduated cylinder or test tube.

Separating Liquids by Boiling Point

lab techniques

Measuring with Accuracy in the Lab

Measuring with accuracy in the lab starts with careful records, the right tools, and correct reading of data. Scientists use lab notebooks to record how an experiment was done. These notes include the amounts of materials used and each step of the procedure. Without that record, an experiment cannot be repeated in the same way. Balances and glassware are used to measure solids and liquids for experiments. The precision of a measurement depends on the equipment used. Digital balances show the...

scientific measurement and lab skills

Graphs, Curve Fit, and Standard Deviation

Two-dimensional graphs help students compare an independent variable with a dependent variable in science data. In a chemistry example, temperature is the independent variable and volume is the dependent variable. After data are collected, the relationship between the two measurements must be quantified so it can be evaluated and compared with other relationships. A graph can also show when no relationship exists between the two variables. To make a two-dimensional graph, each data point needs...

stoichiometry, product yield, and limiting reactants

stoichiometry-product-yield-and-limiting-reactants

Balancing Equations and Reactant Limits

Chemical equations show how reactants change into products during a reaction. Stoichiometry is the study of the relative amounts of reactants and products. It is based on the Law of Conservation of Mass, which says matter is neither created nor destroyed. Because atoms are only rearranged, the number and identity of atoms must match on both sides of a reaction. That is why a chemical equation must be balanced. A balanced equation has the same number of atoms for each element in the reactants...

redox reactions

Oxidation States in Redox Reactions

Oxidation states help identify redox reactions. In a redox reaction, oxidation is the loss of one or more electrons, and reduction is the gain of one or more electrons. These reactions are often tracked by changes in oxidation state, also called oxidation number. Each atom in a molecule has an oxidation state. This number shows how oxidized an atom is compared with its free elemental form. It is written as the charge an atom would have if every bond were purely ionic. In that model, bonding...

ideal gas law

Gas Laws Behind the Ideal Gas Equation

The ideal gas equation brings together the main gas laws used in chemistry. Gases have molecules that are far apart, so their behavior is described with four measurable variables: pressure, volume, number of moles, and temperature. The ideal gas law links these variables with the gas constant, R, which equals 8.314 J·K−1 mol−1. Boyle’s law describes the link between pressure and volume. When temperature and the number of moles stay constant, pressure and volume change in opposite directions.

acid and base concentrations

Acids, Bases, and pH in Titration

Acids, bases, and pH explain how acidic or basic a solution is. An Arrhenius acid releases hydrogen ions when it dissolves in water, while an Arrhenius base releases hydroxide ions. These reactions also create conjugate partners: an acid forms a conjugate base after losing hydrogen, and a base forms a conjugate acid after losing hydroxyl. Every acid has a conjugate base, and every base has a conjugate acid. pH measures the amount of hydrogen ions in a solution. The pH scale runs from 0 to 14...

buffers

Buffer pH and the Common Ion Effect

Buffer solutions help keep pH steady when acids or bases are added. In water, an Arrhenius acid (HA) dissociates into hydrogen ions, H+, and a conjugate base, A-. More hydrogen ions make a solution more acidic and lower its pH. An Arrhenius base (BOH) dissociates into a conjugate acid, B+, and hydroxide ions, OH-. Strong acids and strong bases usually change pH a lot because they react completely in water and raise the amount of H+ or OH-. Buffers reduce those pH changes. A buffer usually...

enthalpy of reaction

Reaction Heat, Hess’s Law, and Calorimetry

Reaction heat is explained through enthalpy, Hess’s law, and calorimetry. These ideas show how heat moves during chemical reactions and how scientists measure it. Thermodynamics is the study of heat energy and other forms of energy, such as work. Its laws are used across science, from biology to physics. The first law says energy is conserved in an isolated system. Energy can change form, such as thermal energy becoming work, but it cannot be created or destroyed. The second law of...

solubility

Solubility in Water and Other Solvents

Solubility describes how much of a solute can dissolve in a specific solvent. It is usually reported as solute mass per solvent volume or as solute mass per solvent mass. For example, sodium chloride has a solubility of 36 g per 100 mL of water at room temperature. If solubility is given by solvent mass, that mass must be converted to volume for later calculations. Temperature changes solubility. Sodium carbonate dissolves at about 7 g per 100 mL of water at 0 °C, 22 g per 100 mL at room...

metal flame emission

Flame Test Metal Color Clues

Flame testing uses a metal sample and a flame to identify a substance by its color. Each element gives off a characteristic light emission in the flame, so the color can help distinguish one element from another. This same idea appears in fireworks, where different metal components create different colors. The color comes from energy absorbed by the metallic component. When a species absorbs energy, that energy can go into translation, vibration, rotation, or electron excitement. Electron...

balmer series

Hydrogen Emission Lines

Hydrogen emission lines show how electrons move between fixed energy levels in the Bohr model. Niels Bohr proposed this model for the hydrogen atom in 1913. In this model, an electron can only occupy certain orbits, and it cannot exist between them. These energy states are labeled with the quantum number n. The ground state is n = 1. Higher values, such as n = 2, 3, 4, and so on, are excited states. An electron changes state only by absorbing or emitting energy equal to the difference between...

beer's law

Absorbance Spectra and Beer-Lambert Analysis

Absorbance spectra and the Beer-Lambert Law show how light can be used to study molecules in solution. When light hits a substance, it may be absorbed, transmitted, or reflected. A substance often interacts with a range of wavelengths, and each wavelength can affect the molecules or atoms in a different way. When a molecule absorbs light, that energy can be used for translation, vibration, rotation, or electron excitement. Electron excitement is especially important in spectroscopy because it...

concentration dependence

Reaction Order and Rate Constants

Chemical kinetics describes the speed of a chemical reaction. The rate depends on the reaction mechanism, the complexity of the reaction, and the number of reactants involved. Reactant concentration also affects how fast a reaction happens. The rate law is the experimental relationship that connects these factors to reaction rate. In the rate law, each reactant contributes through a reaction order. The general form is r = k[A]^m[B]^n for aA + bB + ... → cC. Here, r is the reaction rate, k is...

temperature dependence

Reaction Rate, Arrhenius, and Catalysts

Chemical kinetics explains how fast a reaction happens and why that speed changes. The reaction rate is the speed of a chemical reaction. It is defined as the change in concentration of a reactant or product over time. Reaction speed depends on several factors, including the concentration of the reactants and the temperature of the reaction. Each reactant affects the rate in a specific way. That relationship is described by the rate law. The rate law is an equation that connects the...

galvanic cells

Battery Power from Redox Reactions

Electrochemistry studies how chemical change and electrical energy are linked. In this branch of chemistry, electrons move from one species to another. That movement can either produce current or be driven by an applied current. The main reaction in electrochemistry is the oxidation-reduction, or redox, reaction. A redox reaction has two half-reactions. Oxidation is the loss of electrons, and reduction is the gain of electrons. These changes also shift the oxidation state of each substance. The...

electrolytic cells

Electroplating with Electrolytic Cells

Electrochemistry links electrical energy with chemical change, and electrolytic cells show how electricity can drive a nonspontaneous reaction. In these reactions, electrons move from one species to another. The key chemistry is a redox reaction, or oxidation-reduction reaction, which happens in two half-reactions. Oxidation is the loss of electrons, and reduction is the gain of electrons. The substance that loses electrons is the reducing agent, and the substance that gains electrons is the...

proper lab notebook keeping

Recording a Reproducible Lab Experiment

Accurate lab notebook records are essential in science and organic chemistry labs. Without clear notes, descriptions, quantities, and observations, an experiment cannot be repeated or checked. Good record keeping supports reproducibility, which means other people can follow the same work and get similar results. A laboratory notebook is useful in school labs, research settings, and industry. It can also become a legal record when an idea, process, substance, or technique is patented and...

basic organic chemistry techniques

Organic Lab Glassware and Safe Handling

Organic chemistry labs use specific glassware, careful weighing steps, and controlled heating to keep reactions safe and accurate. Beakers and Erlenmeyer flasks are often used for mixing or holding solvents, but they are not meant for measuring volume unless only an approximate amount is needed. Volumetric glassware is used when a precise volume matters. This group includes graduated cylinders, volumetric pipettes, and volumetric flasks. A graduated cylinder is commonly used in the organic lab...

melting points

How Impurities Change Melting Points

Melting point helps identify an organic compound by showing the temperature where a solid turns into a liquid at 1 atmosphere of pressure. It is a physical property, like solubility, density, color, and electronegativity. Because the exact start of melting is hard to measure, the result is reported as a range. The lower end is when the first drops of liquid appear. The upper end is when the last solid has melted. Scientists compare this range with literature values to help identify a compound. <br...

boiling points

Boiling Point and Vapor Pressure

Boiling point and vapor pressure are key physical properties of a liquid. For a pure compound, the boiling point can help identify the substance. In experiments, the boiling point is usually recorded as a range because exact values are hard to measure and may differ by a few degrees from the literature value. Vapor pressure explains why a liquid boils. In a sealed container, some molecules at the liquid surface gain enough energy to escape into the gas phase. At the same time, some gas...

recrystallization

Purifying Crystals by Solubility

Purifying crystals by solubility is a key organic chemistry technique. Recrystallization uses differences in solubility to separate a desired solid product from starting materials, solvent, and impurities. It is one of the three standard purification methods, along with distillation and extraction. Solubility is the maximum amount of a substance that can dissolve in a fixed volume of solvent at a given temperature. Different solutes dissolve in different solvents, and their behavior can vary...

extraction

Separating Mixtures with Solvent Extraction

Solvent extraction is a common way to separate and isolate a target compound in organic chemistry. In this process, a solute moves from one phase to another so it can be separated from unreacted starting materials or impurities. Extraction is also useful when a product is dissolved in a reaction solvent that is hard to remove by evaporation, such as a solvent with a high boiling point. There are three main types of extraction. In solid-liquid extraction, the solute moves from a solid phase...

simple distillation

Separating liquids by boiling point is the goal of distillation. A miscible mixture contains liquids that mix evenly, and it can be heated so that the more volatile liquid evaporates first. Volatility is a liquid’s tendency to vaporize, and boiling begins when bubbles form in the liquid phase. In a closed container, liquid and vapor can reach equilibrium, which means the rate of vaporization equals the rate of condensation. The pressure from the vapor above the liquid is called vapor pressure.

steam distillation

Steam Distillation and Low-Boiling Separation

Steam distillation is a separation method for temperature-sensitive organic compounds. It works best when the organic compound is immiscible in water, meaning the two liquids do not mix. The method helps remove the organic molecule from a non-volatile contaminant without using the higher temperatures needed for many other separations. In steam distillation, the immiscible mixture is heated until both water and the volatile organic compound distill together. The vapor rises to a condenser,...

thin-layer chromatography

TLC Separation by Polarity

Thin-layer chromatography (TLC) separates compounds in a mixture by polarity. It uses the same basic parts as other chromatography methods: a stationary phase, a mobile phase, and the solute. In TLC, the stationary phase is a thin coating on a plate instead of material packed into a column. The stationary phase in most TLC systems is polar silica gel, a form of silicon dioxide. Its surface has OH groups that can form hydrogen bonds. The sample is first spotted on a pencil start line with a...

column chromatography

Separating Mixtures by Polarity

Column chromatography separates compounds in an organic chemistry lab by using differences in physical properties. It is especially useful for microscale separations when less than 10 grams of material is available for analysis. The method can separate a mixture based on solubility, polarity, hydrophobicity, size, and charge. Any chromatography system has three main parts: the stationary phase, the mobile phase, and the sample mixture. In column chromatography, the stationary phase is usually...

hydrolysis of an ester

Soap Formation from Triglycerides

Triglycerides are lipids made of a glycerol backbone linked to three fatty acids. They are common in vegetable oils and animal fats. Plant lipids are the basis of vegetable oils, while animal lipids are used as lard or general sources of fats. A fatty acid has a long carbon chain, usually between 12 and 20 carbons, with a weak organic acid at one end. Some fatty acids contain double bonds. These are unsaturated fats. The double bond usually gives the chain a bent, cis shape. As a result,...

synthesis of luminol

Luminol Chemiluminescence in Forensics

Luminol chemiluminescence shows how a chemical reaction can produce light and help with blood detection. Chemical reactions may be endothermic or exothermic, depending on whether they absorb or release heat as reactants become products. The enthalpy of a reaction is the energy difference between reactants and products, or ΔH. A positive ΔH means the reaction is endothermic. A negative ΔH means it is exothermic. Many reactions do not happen in a single step. They can pass through intermediates...

esterification

Ester Formation and Everyday Fragrances

Esters are organic compounds with a carbonyl group attached to an oxygen that connects to another alkyl or aryl group. Their general formula is RCOOR'. They are often made by reacting a carboxylic acid with an alcohol in an esterification reaction. In this process, the hydroxyl group of the acid is replaced by an alkyl or aryl group. Many simple esters have familiar fruit and flower smells because their structures are small and less complex. Formic acid and methanol can combine to form methyl...

identification of unknown aldehydes and ketones

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Carbonyl Tests for Aldehydes and Ketones

Aldehydes and ketones are carbonyl compounds, which means they contain a C=O functional group. A ketone has two alkyl or aryl groups attached to the carbonyl carbon. Acetone is the simplest ketone, with two methyl groups. An aldehyde is similar, but it has at least one hydrogen attached to the carbonyl carbon. Formaldehyde is the simplest aldehyde, and acetaldehyde has one hydrogen and one methyl group. The carbonyl carbon in both aldehydes and ketones is electrophilic because the oxygen atom...

uv-vis spectroscopy of dyes

How Dyes Absorb Visible Light

Dyes absorb visible light because their molecular structure lets them interact with specific wavelengths. When light hits a substance, some light is absorbed and the rest is reflected or transmitted. The color we see depends on the wavelength that is reflected. A blue substance reflects blue light, around 430 to 480 nm, and absorbs the complementary orange region, around 590 to 630 nm. Compounds that do not absorb in the visible range appear colorless to the human eye. Light also has energy and...

identifying alcohols

Alcohol Tests for Primary, Secondary, and Tertiary

Alcohol tests can help sort alcohols by structure and reactivity. Alcohols are organic molecules with a hydroxyl group attached to an alkyl or aryl group, written as ROH. If the carbon with the hydroxyl group has one R group, the alcohol is primary. If it has two R groups, it is secondary. If it has three R groups, it is tertiary. Alcohols can also be aromatic when they contain a benzene ring. Phenol is the simplest aromatic alcohol. To identify an alcohol, chemists can use its chemical...

chemistry

Umfassende, auf den Lehrplan abgestimmte Videos zu einführenden Chemie-Laborkursen - für Lehrende und Studierende.

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Learn how distillation separates miscible liquids using vapor pressure, Raoult’s law, and condensation in a condenser as boiling point changes over time.

Separating Liquids by Boiling Point | JoVE K12

Bereiten Sie den Unterricht zu Einfache Destillation mit diesem 3-minütigen Leitfaden für Lehrkräfte vor. Behandelt die wichtigsten Vorbereitungsschritte für das Chemistry-Labor auf JoVE Lab Manual.

Einfache Destillation Lehrervorbereitung in Chemistry - 8.7K+ Aufrufe | JoVE Lab Manual

Folgen Sie den Schritt-für-Schritt-Verfahren von Einfache Destillation in diesem 7-minütigen Studentenprotokoll-Video. Teil der Chemistry-Sammlung auf JoVE Lab Manual.

Einfache Destillation Studentenprotokoll in Chemistry - 57K+ Aufrufe | JoVE Lab Manual

Separating Liquids by Boiling Point

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