זיקוק פשוט

כאשר נוזל מחומם, הוא צובר אנרגיה עד שאי הסדר המוגבר של שלב הגז עולה על האינטראקציות הבין-מולקולריות בפאזה הנוזלית. ברגע שמספיק מולקולות נמצאות בשלב הגז, הן בורחות מהנוזל בצורה של בועות. השפעה זו, הנקראת רתיחה, מתרחשת כאשר לחץ האדים הכולל של החומר שווה ללחץ האטמוספרי.

לחץ אדים הוא לחץ האדים בשיווי משקל עם הפאזה המעובה שלו, והוא משתנה עם הטמפרטורה. בתערובת של נוזלים, לכל רכיב יש לחץ אדים משלו, שאנו מכנים לחץ חלקי שלו. לחץ האדים הכולל של התערובת שווה לסכום הלחצים החלקיים. אם הנוזלים ניתנים לערבוב, כלומר הם תמיד יוצרים תמיסה הומוגנית, הלחץ החלקי של כל רכיב הוא לחץ האדים של התרכובת הטהורה באותה טמפרטורה כפול חלק השומה שלה בנוזל.

הטמפרטורה שבה מתחילה להיווצר בועת האדים הראשונה בתערובת נוזלית נקראת נקודת הבועה. עבור נוזל טהור, הן נקודת הבועה והן הטמפרטורה שבה אדים מתחילים להתעבות, או נקודת הטל, זהים לנקודת הרתיחה. עם זאת, עבור תערובת של שני נוזלים הניתנים לערבוב, הן נקודת הבועה והן נקודת הטל יהיו בין נקודות הרתיחה של הרכיבים.

כאשר התערובת רותחת לראשונה, האדים עשירים בתרכובת עם נקודת הרתיחה התחתונה, או התרכובת הנפיצה יותר. זה מגדיל את החלק היחסי של התרכובת עם נקודת הרתיחה הגבוהה יותר, או התרכובת פחות נדיפה, בתערובת הנוזלית.

זיקוק היא טכניקת הפרדה המנצלת תופעה זו. בזיקוק פשוט, תערובת נוזלית הומוגנית מבושלת. האדים העולים נכנסים לחדר הפנימי של מעבה מקורר מים. האדים מתעבים לנוזל, הנקרא התזקיק, אשר נאסף לאחר מכן בכלי נפרד.

ככל שהרתיחה נמשכת, הרכבי הנוזל והאדים משתנים ככל שהרכיב הנדיף יותר מוסר. לכן, אם נאסוף את התזקיק בשברים קטנים, נראה שכל שבר מכיל את התרכובות ביחס מולארי שונה.

ככל שחלקו של המרכיב הפחות נדיף בתערובת הנוזלית גדל, כך גם נקודת הבועה ונקודת הטל. שרטוט נקודות הבועה והטל של התערובת לעומת שברי השומה של המרכיבים יוצר דיאגרמת נקודת רתיחה. ברגע שיש לנו תרשים זה, אנו יכולים להשתמש בעקומת נקודת הטל כדי לקבוע את הרכב האדים בטמפרטורה נתונה.

במעבדה זו תגדירו ותבצעו את הזיקוק הפשוט של תערובת של ציקלוהקסאן וטולואן ותרשמו את טמפרטורת האדים לאורך כל הניסוי. לאחר מכן תשתמש בדיאגרמת נקודת הרתיחה שפורסמה עבור ציקלוהקסאן וטולואן כדי לקבוע את הרכב האדים, מה שיאפשר לך להעריך את הרכב התערובת הנוזלית לאורך הזיקוק.