Kas ir gaistīšana?

The gaistošs Tas ir process, kurā ķīmiskā viela tiek pārveidota no šķidra vai cieta stāvokļa uz gāzveida vai tvaika stāvokli. Citi termini, ko izmanto, lai aprakstītu to pašu procesu, ir iztvaikošana, destilācija un sublimācija.

Vielu bieži var atdalīt no otras, iztvaicējot, un pēc tam to var atgūt ar tvaika kondensāciju.

Vielu var ātri iztvaicēt, karsējot, lai palielinātu tvaika spiedienu, vai iztvaicējot tvaiku, izmantojot inertas gāzes vai vakuuma sūkni.

Apkures procedūras ietver ūdens, dzīvsudraba vai arsēna trihlorīda iztvaikošanu, lai atdalītu šīs vielas no traucējošiem elementiem..

Dažreiz ķīmiskās reakcijas tiek izmantotas, lai ražotu gaistošus produktus, piemēram, oglekļa dioksīda izdalīšanos no karbonātiem, amonjaku Kjeldāla metodē slāpekļa un sēra dioksīda noteikšanai sēra noteikšanā tēraudā..

Gaistīšanas metodes parasti raksturo ļoti vienkārša un viegli lietojama, izņemot gadījumus, kad ir nepieciešamas augstas temperatūras vai materiāli, kas ir ļoti izturīgi pret koroziju (Louis Gordon, 2014).

Tvaika spiediena iztvaikošana

Zinot, ka ūdens viršanas temperatūra ir 100 ° C, vai esat kādreiz domājuši, kāpēc ūdens iztvaiko?

Vai tas ir 100 ° C temperatūrā? Ja tā, tad kāpēc ne karstu? Vai esat kādreiz domājuši, kas dod raksturīgo spirta, etiķa, koka vai plastmasas aromātu? (Tvaika spiediens, S.F.)

Tas, kas ir atbildīgs par visu šo, ir īpašums, kas pazīstams kā tvaika spiediens, kas ir spiediens, ko rada tvaika līdzsvars ar tās pašas vielas cieto vai šķidro fāzi..

Arī vielas daļējais spiediens atmosfērā uz cietas vielas vai šķidruma (Anne Marie Helmenstine, 2014).

Tvaika spiediens ir materiāla tendences maiņa uz gāzveida vai tvaika stāvokli, tas ir, vielu svārstīguma rādītājs..

Palielinoties tvaika spiedienam, šķidruma vai cietās vielas iztvaikošanas spēja kļūst nepastāvīgāka.

Tvaika spiediens palielināsies temperatūrai. Šķidruma viršanas punktu sauc par temperatūru, kādā tvaika spiediens uz šķidruma virsmas ir vienāds ar vides spiedienu (Encyclopædia Britannica, 2017).

Tvaika spiediens būs atkarīgs no šķīdumā izšķīdinātās vielas (tā ir koligatīva īpašība). Šķīduma virsmā (gaisa un gāzes saskarne) visvairāk virspusējas molekulas mēdz iztvaikot, apmainoties starp fāzēm un radot tvaika spiedienu.

Šķīdinātāju klātbūtne samazina šķīdinātāju molekulu skaitu saskarnē, samazinot tvaika spiedienu.

Tvaika spiediena izmaiņas var aprēķināt, izmantojot Raoult likumu attiecībā uz nepastāvīgiem šķīdinātājiem, ko nosaka:

Ja P1 ir tvaika spiediens pēc šķīdinātāja pievienošanas, x1 ir minētā šķīdinātāja molārā daļa un P ° ir tīra šķīdinātāja tvaika spiediens. Ja mums ir šķīdinātāja un šķīdinātāja molārās frakcijas summa, tad mums ir: 

Kur X2 ir šķīdinātāja mola. Ja vienādojuma abas puses reizina ar P °, tad tas paliek:

Aizstāšana (1) (3) ir:

(4)

Tas ir tvaika spiediena izmaiņas, izšķīdinot šķīdinātāju (Jim Clark, 2017).

Gravimetriskā analīze

Gravimetriskā analīze ir laboratoriju metožu klase, ko izmanto, lai noteiktu vielas masu vai koncentrāciju, mērot masas izmaiņas.

Ķīmisko vielu, kuru mēs cenšamies noteikt, sauc par analītu. Mēs varētu izmantot gravimetrisko analīzi, lai atbildētu uz šādiem jautājumiem:

• Kāda ir analīta koncentrācija šķīdumā?
• Cik tīrs ir mūsu paraugs? Šeit paraugs var būt ciets vai šķīdums.

Pastāv divi vispārēji gravimetriskās analīzes veidi. Abi ietver analizējamā fāzes maiņu, lai to atdalītu no pārējā maisījuma, kā rezultātā mainās masa.

Viena no šīm metodēm ir nokrišņu gravimetrija, bet tā, kas mūs interesē, ir gaistošas ​​gravimetrija.

Gaistīšanas gravimetrija balstās uz parauga termisko vai ķīmisko sadalīšanu un iegūto masas izmaiņu mērīšanu.

Alternatīvi, mēs varam notvert un nosvērt gaistošo sadalīšanās produktu. Tā kā gaistošo sugu izdalīšanās ir būtiska šo metožu sastāvdaļa, mēs tos kolektīvi klasificējam kā gravimetriskās gaistīšanas analīzes metodes (Harvey, 2016)..

Gravimetriskās analīzes problēmas ir tikai stehiometrijas problēmas ar dažiem papildu soļiem.

Lai veiktu jebkādus stehiometriskos aprēķinus, ir nepieciešami līdzsvarotā ķīmiskā vienādojuma koeficienti.

Piemēram, ja paraugā ir piemaisījumi no bārija hlorīda dihidrāta (BaCl₂● H₂O), piemaisījumu daudzumu var iegūt, sildot paraugu, lai iztvaicētu ūdeni.

Masas atšķirība starp sākotnējo paraugu un apsildāmo paraugu dos gramos ūdens bārija hlorīdā.

Ar vienkāršu stehiometrisko aprēķinu tiks iegūts piemaisījumu daudzums paraugā (Khan, 2009).

Frakcionēta destilācija

Frakcionālā destilācija ir process, kurā šķidruma maisījuma sastāvdaļas tiek sadalītas dažādās daļās (ko sauc par frakcijām) atbilstoši to dažādajiem viršanas punktiem..

Maisījumam piemītošo savienojumu svārstību atšķirība būtiski ietekmē to atdalīšanu.

Frakcionālo destilāciju izmanto ķīmisko produktu attīrīšanai un arī maisījumu atdalīšanai, lai iegūtu to sastāvdaļas. To izmanto kā laboratorijas tehniku ​​un rūpniecībā, kur procesam ir liela komerciāla nozīme.

Viršanas šķīduma tvaiki tiek novadīti pa augstu kolonnu, ko sauc par frakcionēšanas kolonnu.

Kolonna ir pildīta ar plastmasas vai stikla lodītēm, lai uzlabotu atdalīšanu, nodrošinot lielāku virsmas laukumu kondensācijai un iztvaikošanai.

Kolonnas temperatūra pakāpeniski samazinās garumā. Sastāvdaļas ar augstāku viršanas temperatūru kolonnā un atgriežas šķīdumā.

Sastāvdaļas ar zemākiem (gaistošākiem) viršanas punktiem šķērso kolonnu un tiek savāktas augšpusē.

Teorētiski, vairāk pērlēm vai plāksnēm uzlabojas atdalīšana, bet plātņu pievienošana palielina laiku un enerģiju, kas nepieciešama destilācijas pabeigšanai (Helmenstine, 2016).

Atsauces

1. Anne Marie Helmenstine. (2014. gada 16. maijs). Tvaika spiediena definīcija. Izgūti no.
2. Encyclopædia Britannica. (2017. gada 10. februāris). Tvaika spiediens. Atgūts no britannica.com.
3. Harvey, D. (2016, 25. marts). Gaistošs gravimetrija. Atgūstas no chem.libretexts.
4. Helmenstine, A. M. (2016. gada 8. novembris). Frakcionālā destilācijas definīcija un piemēri. Izgūti no.
5. Jim Clark, I. L. (2017. gada 3. marts). Raoult likums. Atgūti dechem.libretexts.
6. Khan, S. (2009, 27. augusts). Ievads gravimetriskajā analīzē: svārstību gravimetrija. Izgūti no khanacademy.
7. Louis Gordon, R. W. (2014). Izgūti no accessscience.com.
8. Tvaika spiediens. (S.F.). Izgūti no chem.purdue.edu.