Cho em hỏi về hóa hữu cơ 11 với ạ ?
Vòng benzen có nhóm etyl và NO2 thì đọc cái nào trước ạ?
Chưng cất phân đoạn và chưng cất thường khác nhau thế nào ạ ?
Em xin cảm ơn!
Chưng cất phân đoạn
Chưng cất phân đoạn được dùng để có được một độ tinh khiết cao của phần cất hay để chưng cất nhiều chất khác nhau từ một hỗn hợp. Nếu nhiệt độ sôi gần nhau có thể chưng cất dưới áp suất thấp hơn để cải thiện bước tách vì như thế nhiệt độ sôi sẽ nằm xa nhau hơn.
Chưng cất thường
Chưng cất thật ra chỉ cần thiết khi các chất lỏng cần phải tách hòa tan với nhau thí dụ như dung dịch cồn và nước. Nếu hỗn hợp là của những chất không hòa tan vào nhau, thí dụ như nước và dầu thì lệ thường là có thể tách các chất lỏng bằng cách lắng và gạn đi.
Khi khai thác tinh dầu chỉ có trong cây cỏ ở nồng độ thấp như cây oải hương (Lavandula angustifolia) hay cây cúc Đức (Matricaria recutita) người ta cho thêm một ít nước vào cây cỏ đã được cắt nhỏ và đun nóng (chưng cách thủy). Nhờ có một phần nước nên nhiệt độ được giữ cố định ở nhiệt độ sôi một thời gian, cũng có thể dùng áp suất cao để nâng nhiệt độ lên quá 100°C. Hơi dầu đi cùng với hơi nước vào bộ ngưng tụ và ngưng tụ lại. Hỗn hợp dầu-nước sau đó có thể tách bằng cách lắng gạn đi. Hơi nước cuốn theo một thành phần khác thật ra là không tan đi theo. Nếu không có nước thì nhiệt độ sẽ tăng cao đến mức dầu có thể bị phân hủy.
Một cách khác là có thể đun nước trong một lò nấu riêng và cho hơi nước đi qua cây tinh dầu được cắt nhỏ để lôi cuốn tinh dầu đi theo hơi nước.
Ngoài ra bạn tham khảo
Chưng cất là một phương pháp tách các hợp chất dựa trên sự khác nhau về tính chất bay hơi trong một dung dịch sôi. Đây là một tiến trình phân tách vật lí, không phải là một phản ứng hóa học.
2. Bình thủy tinh
3. Cột ngưng tụ-bay hơi
4. Nhiệt kế
5. Sinh hàn
6. Nước làm lạnh đầu vào
7. Nước làm lạnh đầu ra
8. Bình chứa sản phẩm chưng cất
9. Cổng hút chân không
10. Adapter (thiết bị kết nối)
11. Điều chỉnh nhiệt độ
12. Điều chỉnh tốc độ khuấy
13. Thiết bị khấy và gia nhiệt
14. Dầu gia nhiệt
15. Cánh khuấy (cá từ)
16. Dung dịch làm lạnh
Về mặt thương mại, kĩ thuật chưng cất có một số lượng ứng dụng rất lớn. Chẳng hạn kĩ thuật này được dùng trong phân tách dầu thô ra nhiều dạng khác nhau cho các ứng dụng riêng biệt như vận tải, năng lượng, khí đốt…hoặc nước được chưng cất để loại các chất bẩn ví dụ như muối từ nước biển.
Yếu tố chính trong kĩ thuật chưng cất là nhiệt độ sôi của chất lỏng. Nhiệt độ là nhiệt độ mà tại đó áp suất hơi của chất lỏng bằng vói áp suất trong dung dịch. Áp suất hơi của một dung dịch lý tưởng phụ thuộc vào áp suất hơi của từng thành phần hóa học và tỉ lệ phân tử của các thành phần hiện diện trong dung dịch. Một khi các thành phần trong dung dịch đạt đến sự cân bằng hóa học, tổng áp suất hơi của dung dịch được tính theo định luật Raoult:
Psolution = (P1)purex1 + (P2)purex2 + …
Và áp suất hơi của từng thành phần là
Pi = (Pi)purexi
Trong đó
(Pi)pure là áp suất hơi của thành phần i nguyên chất
xi là tỉ lệ phân tử (mol) của thành phần i trong dung dịch
Có 2 dạng ứng dụng trong kĩ thuật chưng cất đó là Chưng cất theo từng mẻ và Chưng cất liên tục.
Chưng cất theo mẻ: gia nhiệt cho một hỗn hợp lý tưởng gồm 2 chất A và B (A có tính dễ bay hơi cao hơn, hoặc là có nhiệt độ sôi thấp hơn) đến khi dung dịch bay hơi phía trên phần lỏng. Trong phần hơi này thì tỉ lệ giữa A và B sẽ khác với tỉ lệ trong phần lỏng (nghĩa là A sẽ nhiều hơn B). Điểu này sẽ làm cho tỉ lệ giữa 2 thành phần luôn thay đổi trong quá trình chưng cất và thành phần B sẽ ngày càng tăng lên trong dung dịch.
Chưng cất liên tục: hỗn hợp chất lỏng sẽ liên tục được cho vào quá trình và việc tách chất được liên tục thực hiện theo thời gian. Quá trình này luôn tồn tại thành phần còn lại ở dưới đáy và nó chứa các thành phần khó bay hơi nhất trong dung dịch. Có một điều khác biệt đặc trưng giữa chưng cất liên tục so với chưng cất theo mẻ là nồng độ dung dịch luôn không đổi theo thời gian.
CHƯNG CẤT TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
1. Chưng cất đơn giản : tất cả các thành phần hơi tạo ra sẽ được làm lạnh tức thì do đó việc chưng cất không được sạch. Việc tính toán thành phần của các chất (định luật Raoult) dựa vào nhiệt độ và áp suất biết trước. Vì vậy chưng cất đơn giản chỉ áp dụng khi nhiệt độ sôi các thành phần chên lệch rất lớn (khoảng 25 oC) hoặc tách chất lỏng từ chất rắn không bay hơi hoặc dầu mỏ.
2. Chưng cất phân đoạn: đây là một phương pháp tách rất hiệu quả các thành phần thông qua việc lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi-ngưng tụ bên trong cột chưng cất phân đoạn.
3. Chưng cất hơi nước: đây là phương pháp được sử dụng khi chưng cất các hợp chất không bền nhiệt. Dòng hơi nước sẽ được sục vào trong dung dịch và làm bay hơi các hợp chất. Hỗn hợp khí thu được sẽ được làm lạnh và ngưng tụ. Thông thường hỗn hợp thu được gồm có 2 lớp: nước và chất hữu cơ.
4. Chưng cất chân không: đây là kĩ thuật được dùng phổ biến trong phòng thí nghiệm. Kĩ thuật này được dùng tách các hợp chất có nhiệt độ sôi cao hoặc có nhiệt độ sôi cao hơn nhiệt độ phân hủy. Trong phương pháp này áp suất sẽ được làm giảm và nhiệt độ sẽ được nâng lên từ từ cho đến khi quá trình sôi bắt đầu xuất hiện.
5. Chưng cất chân không hợp các chất nhạy không khí: dùng để chưng cất các hợp chất có nhiệt độ sôi cao và nhạy không khí. Tương tự như hệ thống chưng cất chân không, kĩ thuật này đòi hỏi thêm là phải bơm khí trơ vào hệ thống để thay thế tình trạng chân không sau khi quá trình chưng cất kết thúc.
6. Chưng cất ngắn: là kĩ thuật mà trong đó chất bay hơi chỉ di chuyển trong một khoảng đường rất ngắn (khoảng vài cm). Phương pháp này thường dùng cho các hợp chất không bền nhiệt.
CHƯNG CẤT TRONG CÔNG NGHIỆP
Trong công nghiệp thông thường sử dụng kĩ thuật chưng cất liên tục với tỉ lệ lớn. Chưng cất công nghiệp được sử dụng nhiều trong công nghiệp lọc dầu, hóa chất từ dầu mỏ, nhà máy hóa chất và các nhà máy chế biến khí thiên nhiên.
Chưng cất công nghiệp thường dùng các cột hoặc tháp chưng cất với đường kính từ 65cm đến 16m, chiều cao từ 6 đến 90m. Trong tháp chưng cất thì những sản phẩm nhẹ nhất (nhiệt độ sôi thấp nhất) sẽ chiếm vị trí trên cùng của tháp còn các sản phẩm nặng nhất sẽ nằm ở phía dưới đáy tháp.
