Chưng cất phân đoạn pdf

• Tách một hỗn hợp chất lỏng với các thành phần có điểm sôi khác nhau hoặc một trong các thành phần không chưng cất được.. Chưng cất đơn giản• Tách các hỗn hợp gồm các cấu tử có nhiệt sô

06/08/2012 1

1 Chưng cất

a) Khái niệm

• Quá trình bốc hơi của 1 chất lỏng, ngưng

tụ hơi nước và thu nhận chất ngưng tụ vào bình chứa khác

• Tách một hỗn hợp chất lỏng với các thành phần có điểm sôi khác nhau hoặc một trong các thành phần không chưng cất được.

• Đây là một trong những phương pháp chủ yếu của tinh chế một chất lỏng.

b) Phân loại

2 Chưng cất đơn giản

• Tách các hỗn hợp gồm các cấu tử có nhiệt sôi khác

nhau.

• Tách sơ bộ và làm sạch cấu tử khỏi tạp chất

• Hơi được lấy ra ngay và cho ngưng tụ

• Ưu điểm: Đơn giản, không tốn kém, không tốn thời

gian.

• Khuyết điểm: Sản phẩm có độ tinh khiết thấp

3 Chưng cất phân đoạn

 Chưng cất phân đoạn hiệu quả hơn

chưng cất đơn giản khi thực hiện tách hỗn hợp chất lỏng có sự chênh lệch nhiệt độ sôi nhỏ.

a) So sánh giữa chưng cất đơn giản và

chưng cất phân đoạn

a) So sánh giữa chưng cất đơn giản

và chưng cất phân đoạn

06/08/2012 8

b) Biểu đồ thành phần hơi – chất lỏng

06/08/2012 10

c) Định luật Raoult

• Hai chất lỏng (A và B) có thể trộn lẫn và không tương

tác tạo thành một dung dịch lý tưởng và tuân theo định luật Raoult

• Nội dung định luật:

Áp suất hơi của A trong dung dịch = P A = (P o

A ) (N A ) (1)

Áp suất hơi của B trong dung dịch = P A = (P o

B ) (N B ) (2)

06/08/2012 12

d) Năng suất cột

• Thông thường năng suất của cột được đo bằng số đĩa lý

thuyết

• Số đĩa lý thuyết có liên quan tới số chu kỳ bay hơi –

ngưng tụ khi hỗn hợp chất lỏng di chuyển qua cột Một đĩa lý thuyết tương ứng với một chưng cất đơn giản hoặc một chu kỳ bay hơi – ngưng tụ

• Nhiệt độ chênh lệch giữa hai chất lỏng càng nhỏ thì số

đĩa lý thuyết càng lớn

e) Các loại cột và chất nhồi

 Cột Vigreux (Hình 6.A):

o Có các khía răng cưa nghiêng xuống ở

góc 45° và xếp thành từng cặp đối diện

trong cột Cột Vigreux được dùng phổ

biến trong các trường hợp chỉ có một số

nhỏ của các đĩa lý thuyết sử dụng

o Nhược điểm: không mấy hiệu quả (một

cột 20 cm có thể chỉ có 2,5 đĩa lý thuyết).

o Ưu điểm: cho phép chưng cất nhanh

chóng và ít bị tắc nghẽn.

 Cột được nhồi chất làm ngưng tụ (Hình

6.B):

o Hiệu quả hơn cột Vigreux

o Là cột rỗng, được nhồi các vật liệu ngưng

tụ

o Các vật liệu nhồi gồm có hạt thủy tinh hình

trụ, bi thủy tinh, thủy tinh xoắn Cuối cột có thêm một lượng nhỏ vật liệu xốp bằng thép không gỉ.

 Cột xoắn tầng:

oLà loại cột hiệu được xem là hiệu quả nhất

oHình thức nhỏ gọn của thiết bị này có thể kể đến như dạng

phiến xoắn bạch kim hoặc thanh Teflon xoắn ốc quanh một trục bên trong lòng cột

 Hiệu quả của một cột do chiều dài của nó quy

định, các cột dài hơn có số đĩa lý thuyết nhiều hơn

so với cột ngắn hơn Hiệu quả của một cột được

biểu diễn bằng một đơn vị gọi là HETP, Chiều cao của một cột tương đương với một đĩa lý thuyết

HETP có đơn vị là cm/đĩa.

 Cột chưng cất phân đoạn phải được cách nhiệt để cân bằng nhiệt độ được ổn định trong suốt qua

trình chưng cất Nhiệt độ bên ngoài thay đổi sẽ tác động đến quá trình chưng cất

4.Hỗn hợp đẳng phí (Hỗn hợp cộng vị)

 Là hỗn hợp của hai hay ba cấu tử sôi ở nhiệt

độ xác định Tại điểm đẳng phí, pha lỏng và pha hơi có cùng một thành phần cấu tử, do

đó nếu đun sôi hỗn hợp đẳng phí thì pha hơi sau khi ngưng tụ sẽ có thành phần cấu tử

giống như pha lỏng ban đầu

Vì vậy hỗn hợp đẳng phí không thể tách các thành phần cấu tử bằng phương pháp chưng cất đơn giản.

a) Hỗn hợp đẳng phí ở nhiệt độ sôi nhỏ nhất

Nhiệt độ sôi của hỗn hợp đẳng phí thấp hơn so với nhiệt

độ sôi của bất kỳ thành phần nào của nó do sự không

tương thích yếu (lực đẩy) giữa các thành phần trong hỗn hợp làm cho áp lực hơi tăng lên dẫn đến nhiệt độ sôi của hỗn hợp thấp hơn nhiệt độ sôi của một chất tinh khiết.

b) Hỗn hợp đẳng phí ở nhiệt độ sôi tối đa

• Nhiệt độ sôi của một hỗn hợp đẳng phí cao hơn so với

nhiệt độ sôi của bất kỳ thành phần nào của nó do lực hút nhẹ giữa các phân tử làm cho áp suất hơi trong

dung dịch giảm dẫn đến nhiệt độ sôi của hỗn hợp cao hơn các thành phần đặc trưng của nó.

c) Ứng dụng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Donald L Pavia (2011), A small-scale approach to

Organic Laboratory Techniques, Brooks/Cole -

Cengage Learning, pp 719 – 748.

2. www.scribd.com/doc/67061178/tổng-hợp-hữu-cơ

3. www.slideshare.net/ThanhnhanPhan/chung-ct

06/08/2012 24