چرا در تقطیر از سنگ جوش استفاده می کنیم؟

بارگذاری…

رجوع به 919038

سوال

پاسخ

سلام کاربر عزیز:

سنگ جوش را داخل فلاسک می اندازند تا محلول داخل فلاسک به طور یکنواخت بجوشد و این کار برای اطمینان از جوشیدن آهسته (جلوگیری از جوشیدن محلول) انجام می شود.
اگر در محلولی حاوی دو ماده شیمیایی فرار، یک جزء دارای فشار بخار بیشتری نسبت به جزء دیگر باشد، بخار حاصله درصد فرار بیشتری نسبت به مایع خواهد داشت. بخار. با افزایش دمای مایع، بخار در حالت متراکم باقی می ماند تا زمانی که از فشار بخار روی مایع بیشتر شود. در این حالت بخار به دام افتاده افزایش می یابد. منبسط می شود و به صورت حباب به سطح مایع می رسد و خارج می شود. حالت خوردگی حباب (جوش) حباب های هوای بیشتری را به داخل مایع می کشد و این فرآیند با تشکیل بخار ادامه می یابد.
با حرارت دادن مایعات در ظروف شیشه ای که سطوح نسبتاً صاف و یکدستی دارند، جوش نمی آید. و اگر دما به اندازه کافی بالا رود در حالت انفجاری تبخیر می شوند.برای جلوگیری از خطرات جوش ناگهانی (به عنوان شوک)، منبعی برای دمیدن حباب در مایع قبل از حرارت دادن و جوشاندن آن ضروری است. در شرایط عادی ( تحت فشار) این منبع سرباره است. سرباره حاوی دانه های حاوی سوراخ های ریزی است که مولکول های هوا در آن به دام افتاده اند. هنگامی که این دانه ها در محلول قرار می گیرند، حباب هایی از سطح آنها ایجاد می شود و جوش انفجاری رخ می دهد. و از تاخیر جوش جلوگیری می کند.

2- فلاسک ته گرد نیز به دلیل نداشتن گوشه برای جوشیدن آرام و یکنواخت مواد داخل موثر است.

پیروز و سربلند باشید.

مشاور: خانم ایلی سوال: یکشنبه 24/7/1392 | پاسخ: دوشنبه 1392/07/25 | پروانه پیش دانشگاهی 23 سال شیمی تعداد بازدید: 6270 بار

کلید واژه ها:

جدیدترین نکات

* چرا از سنگ لحیم کاری استفاده می کنیم؟

معمولاً وقتی مایعی را بدون هم زدن گرم می کنیم، دمای قسمتی از مایع به حدی بالا می رود که دمای آن از نقطه جوش بیشتر می شود، اما مایع نمی جوشد.

در این مورد گفته می شود که تاخیر در نقطه جوش وجود دارد.

برای جلوگیری از این تاخیر، می توانید از سنگریزه های خشک استفاده کنید و آنها را داخل توپ بیندازید.

به این سنگریزه ها سنگ جوش می گویند.

در واقع دلیل علمی استفاده از سنگ جوش و تاثیر آن در تقطیر به شرح زیر است:

وقتي كه دماي مايع افزايش مي يابد بخار
آنقدر به حالت متراكم باقي مي ماند تا اينكه از فشار بخار روي مايع بيشتر شود. در
اين حالت بخار به دام افتاده افزايش حجم پيدا مي كند و به صورت حباب هايي به سطح مايع رسيده و
خارج مي گردد.

حالت اصطکاک حباب ها (جوش) حباب های هوای بیشتری را به داخل مایع می کشد و این فرآیند با تشکیل بخار ادامه می یابد.

با حرارت دادن مایعات در ظروف شیشه ای که سطوح نسبتاً صاف و یکنواختی دارند، جوش نمی آید و اگر دما به اندازه کافی افزایش یابد، در حالت انفجاری تبخیر می شوند.

برای جلوگیری از خطرات ناشی از جوشش ناگهانی (شوک)، منبعی برای دمیدن حباب ها در مایع قبل از گرم شدن و جوشیدن لازم است.

در شرایط عادی (تحت فشار) این منبع سنگ جوش است.

سنگ جوش داده شده حاوی دانه های حاوی عیوب کوچک است که در آنها مولکول های هوا به دام افتاده است.

با
قرار گرفتن اين دانه ها در محلول حباب ها در سطح آنها تشكيل شده واز جوشيدن
انفجاري و تاخير در جوش جلوگيري مي نمايد.

مقدمه:
روش های مختلفی برای جداسازی مواد تشکیل دهنده از محلول وجود دارد که یکی از این روش ها فرآیند تقطیر است. در روش تقطیر، جداسازی اجزای یک مخلوط با توجه به اختلاف آنها در نقطه جوش انجام می شود. تقطیر در واقع جداسازی فیزیکی بخش های نفتی بر اساس اختلاف نقطه جوش هیدروکربن های مختلف است. هر چه هیدروکربن سنگین تر باشد نقطه جوش آن بیشتر است و هر چه هیدروکربن سبکتر باشد زودتر خارج می شود.تقطیر در عمل به دو روش زیر انجام می شود. روش اول تولید بخار با جوشاندن مخلوط مایع و سپس متراکم کردن بخار بدون بازگشت مایع به محفظه تقطیر است. در نتیجه، بازگشت مایع وجود ندارد. در روش دوم مقداری از بخار مایع به سکون برمی گردد و این مایع برگشتی نزدیک بخاری که به کولر می رود قرار می گیرد. هر یک از این روش ها می تواند پیوسته یا ناپیوسته باشد.

تقطیر رایج ترین روشی است که برای تصفیه مایعات استفاده می شود. در این فرآیند مایع با کمک حرارت تبخیر شده و بخار مربوطه در ظرفی جداگانه متراکم شده و محصول تقطیر به دست می آید. اگر ناخالصی های مایع اولیه فرار نباشد، در بقایای تقطیر باقی می ماند و یک تقطیر ساده، ماده را تصفیه می کند. اگر ناخالصی ها فرار باشند، تقطیر جزئی ضروری خواهد بود.

اگر فقط یک ماده فرار وجود داشته باشد و اختلاف نقطه جوش بین این ماده و ناخالصی های موجود در آن زیاد باشد (حدود 30 درجه)، می توان از تقطیر ساده برای جداسازی ناخالصی های این ماده استفاده کرد. تقطیر ساده معمولاً برای جداسازی مخلوط های مایع با نقطه جوش بین 40 تا 150 درجه استفاده می شود، زیرا در دمای بالای 150 درجه بسیاری از ترکیبات آلی تجزیه می شوند و در دمای جوش زیر 40 درجه، مقدار زیادی مایع تقطیر می شود.

تقطیر:
همانطور که گفته شد تبخیر مایع و متراکم شدن بخارات در اثر سرما (تراکم) و جمع شدن قطرات در ظرف دیگری را تقطیر می گویند که رایج ترین روش برای تصفیه مایعات است. برای تصفیه مایعات از چهار نوع تقطیر در آزمایشگاه استفاده می شود:
1- تقطیر ساده
2- تقطیر کم فشار
3- تقطیر با بخار

1- تقطیر ساده
وجود ناخالصی های غیر فرار در مایع منجر به کاهش فشار بخار آن می شود، زیرا وجود مقدار زیادی از جزء غیرفرار باعث کاهش غلظت جزء فرار اصلی و توانایی تبخیر می شود. مایع کاهش می یابد، اما پس از تقطیر در باقی مانده تقطیر باقی می ماند و مایع به صورت خالص تقطیر می شود.

به طور کلی بخاراتی که روی سطح مایع هستند از مواد فرار بیشتر و مواد غیرفرار کمتر تشکیل شده اند. (قانون رائول و دالتون) اگر مخلوطی از دو یا چند مایع داشته باشیم و دمای جوش آنها به اندازه کافی متفاوت باشد، می توان با تقطیر ساده آنها را جدا کرد. ابتدا مایعی که نقطه جوش کمتری دارد تقطیر می شود سپس سایر اجزای مخلوط به نسبت افزایش نقطه جوش تقطیر می شوند و بدین ترتیب می توان آنها را از یکدیگر جدا کرد. می توان گفت اختلاف نقطه جوش باید بیش از 80 درجه سانتیگراد باشد. برای تقطیر ساده، یک فلاسک تقطیر (فلاسک)، یک کندانسور، یک رابط، یک دماسنج و یک فلاسک گیرنده مورد نیاز است. طرز تهیه دستگاه به این صورت است که در تقطیر مایع خالص، دمای خروجی سطح مشترک با دمای مایع در حال جوش فلاسک تقطیر، در صورتی که فلاسک بیش از حد گرم نشود، برابر است. اگر فقط اندازه گیری دمای جوش مورد نظر باشد، می توان مقدار دمای جوش را بدون مبرد تعیین کرد.

نشانه گذاری لایه های اتمی بور

در تقطیر باید به نکات زیر توجه شود:
1- حجم مایع تقطیر نباید از ⅔ حجم بالن تجاوز کند. حرارت و برای جلوگیری از پریدن مایع به بیرون اتصال لوله ورودی و خروجی آب به مبرد باید صحیح باشد.به طور کلی حمام روغن یا بخاری برقی ترجیح داده می شود. اما در صورت استفاده از شعله باید توجه داشت که با قرار دادن توری فلزی بر روی سه پایه و زیر بادکنک، شعله لامپ گاز به طور گسترده به تمام نقاط بادکنک منتقل می شود تا از گرم شدن موضعی بادکنک جلوگیری شود.
6- کنتاکت و کنتاکت های شیشه ای باید قبل از نصب دستگاه با گریس یا ژله نفتی روغن کاری شوند. این امر برای جلوگیری از چسبیدن و مسدود شدن آنها در اثر حرارت ضروری است.
7- از فلاسک های تقطیر بزرگ استفاده نشود زیرا باعث از دست رفتن مایع می شود. مایع بستگی به آنچه می خواهید دارد.
9- قبل از انجام تقطیر، ترکیب مورد نظر را در بالن تقطیر ریخته و وزن کنید و بعد از عمل تقطیر مجدداً فلاسک را وزن کنید تا مقدار مایع مقطر مشخص شود.
10 – سرعت تقطیر مناسب ( تنظیم دمای مورد نیاز یک تا دو قطره در ثانیه است.

نحوه ی صحیح نگارش گزارش کار آزمایشگاهی

2- تقطیر در فشار کم
در بسیاری از موارد دمای جوش در فشار معمولی زیاد است و ترکیب مورد نظر می تواند در دمای کمتر از دمای جوش یا در دمای جوش تجزیه یا اکسید شود و یا در آنجا بازآرایی اتفاق بیفتد. در مورد جسمی که در فشاری کمتر از فشار اتمسفر تقطیر می کنیم. معمولاً ترکیبات با دمای جوش بالای حدود 180 درجه سانتیگراد با روش تقطیر کم فشار تقطیر می شوند. به عنوان مثال، نقطه جوش ترکیبی که 200 درجه سانتیگراد در فشار 760 میلی متر جیوه است، تقریباً 90 درجه سانتیگراد در فشار 20 میلی متر جیوه است. برای کاهش فشار معمولا از شلنگ آب یا پمپ روغن استفاده می شود. میزان کاهش فشار در هر یک از این دو دستگاه به شرایط آنها و دستگاه تقطیر بستگی دارد.

در این روش تقطیر باید به نکات زیر توجه شود:
1- رعایت کلیه نکات ذکر شده در تقطیر ساده
2- به جای سنگ جوش می توان از لوله مویین استفاده کرد. این لوله مویین با حرارت دادن یک لوله شیشه ای نازک با دیواره ضخیم روی شعله و سپس بیرون کشیدن آن تهیه می شود. (مانند آماده سازی لوله مویین برای دمای ذوب)
در پایان تقطیر ابتدا منبع حرارت را قطع می کنیم. سپس لوله وکیوم را از دستگاه جدا کرده و سپس شیر آب را می بندیم و اگر بخواهیم فشار را دقیقا اندازه گیری کنیم باید یک فشارسنج (مانومتر) بین فلاسک گیرنده و رگلاتور قرار دهیم. از طریق لوله مویین نه تنها هوا، بلکه گاز بی اثر (تقطیر نیتروژن و هلیوم) نیز به دستگاه وارد می شود. گاهی به جای لوله مویین می توان از همزن مغناطیسی استفاده کرد. داخل دستگاه تقطیر ممنوع است.
4- اگر مایع مخلوطی از چند جزء باشد می توانید از رابط هایی که به چند بادکنک متصل می شوند (کانکتور اسپایدر) استفاده کنید. و لوله یا اتصال بین تله و وکیوم (پمپ یا لوله آب) را باز کنید تا خلاء معکوس و آب وارد فلاسک نشود.

3- تقطیر با بخار
معلوم است که مجموع دو مایع غیر قابل اختلاط در دمای کمتری نسبت به هر یک از دو مایع جداگانه می جوشد. اگر یکی از دو مایع آب باشد و تقطیر انجام شود به آن تقطیر با بخار می گویند. بنابراین مایع مورد نظر در دمای زیر 100 درجه سانتیگراد تقطیر می شود. به این ترتیب یک ترکیب بسیار نامحلول در آب به صورت مخلوط با آب تقطیر می شود و آنهایی که نقطه جوش آنها بسیار بالاتر از 100 درجه سانتیگراد است به راحتی تقطیر می شوند. بنابراین اگر ماده مورد نظر ناپایدار باشد یا در دماهای بالا تجزیه شود با این روش تقطیر می شود از تمام عناصری که با آب پیوند هیدروژنی تشکیل می دهند استفاده می شود. همچنین برای جداسازی محصول، واکنش در مخلوط قیر مانند تقطیر با بخار روش مناسبی است. بدیهی است که این روش برای موادی که در اثر تماس زیاد با بخار آب تجزیه یا واکنش نشان می دهند مناسب نیست.

اصول جامع ایمنی آزمایشگاه شیمی ۱

روش کار
دستگاه تقطیر با بخار در واقع یک دستگاه تقطیر ساده است که در آن بخار از طریق لوله وارد بالن تقطیر می شود. داخل بالن تقطیر 250 میلی لیتری حدود 25 میلی لیتر آب و معادل آنیلین بریزید و از لامپ گازی بنسن استفاده کنید. ظرف مولد بخار (که قبلاً آب در آن ریخته اید). بخار وارد فلاسک تقطیر می شود و آنیلین با بخار تقطیر می شود. پایان فرآیند تقطیر زمانی است که تمام آنیلین تقطیر شود.
قطره های حاصل را در قیف جداکننده (ته نشین کننده) ریخته و لایه آلی (آنیلین) را از لایه آبی جدا کرده و به مدیر آزمایشگاه تحویل دهید. همچنین می توانید این آزمایش را برای نیتروبنزن و برموبنزن انجام دهید.
از آنجایی که برای تقطیر مخلوط به مقدار کمی بخار آب نیاز است معمولاً آب و مخلوط را با هم داخل فلاسک می ریزند و مستقیماً فلاسک تقطیر را با لامپ بنسن گرم می کنند. .

4- تقطیر به وسیله جزء
تا زمانی که اختلاف دمای جوش اجزای مخلوط زیاد نباشد، نمی توان با تقطیر ساده اجزای مخلوط را جدا کرد. در چنین مواردی از روش تقطیر کسری استفاده می شود. در این روش یک ستون تقطیر بین فلاسک تقطیر و کندانسور قرار می گیرد و در طول ستون چندین بار تبدیل بخار به مایع انجام می شود و هر بار بخار از مخلوطی که دمای جوش کمتری دارد غنی می شود. هنگامی که بخار به انتهای ستون می رسد و وارد کندانسور می شود، فقط بخار جزء (نقطه جوش کم) است که در اثر تراکم به قطرات مایع تبدیل می شود. طول و نوع ستون و در برخی موارد مواد بسته بندی داخل ستون با در نظر گرفتن اجزای مخلوط انتخاب می شود. ستون Vigro معمولاً برای جدا کردن مخلوطی استفاده می شود که اجزای آن اختلاف دمای جوش بین 15 تا 20 درجه سانتیگراد دارند. این ستون دارای برجستگی های خار مانند شیشه در سطح داخلی است که به دلیل سطح تماس زیاد، مراحل بخار- میعانات را افزایش می دهد.

تهیه پلی اتیلن ترفتالات با استفاده از روش پلیمریزاسیون تراکمی یا پلی کندانسیون

مواد پرکننده اسفنج برای ستون ها معمولاً فولاد ضد زنگ، شیشه یا سرامیک است.حالا مخلوطی شامل بنزن (80 درجه سانتیگراد) و تولوئن (110 درجه سانتیگراد) را در نظر بگیرید. اگر این مخلوط به روش تقطیر ساده تقطیر شود، جزء اول دارای مایع با دمای جوش کمتر (بنزن) است، اما خالص نیست و با بنزن خالص یکی نیست و حاوی تولوئن نیز می باشد. به طور مشابه، مایع باقیمانده در فلاسک تقطیر نیز با تولوئن خالص متفاوت است. بنابراین تقطیر ساده روش مناسبی برای جداسازی آنها نخواهد بود. اگر در این تقطیر یک ستون تقطیر بین فلاسک تقطیر و کندانسور قرار دهیم، به دلیل ارتفاع نسبتاً زیاد ستون، مخلوط بخارات بنزن و تولوئن به طور مداوم چندین بار از پایین به بالا به مایع تبدیل می شود و بخار تولوئن، که نقطه جوش بالاتری دارد، می شود فلاسک تقطیر برمی گردد. در بالای ستون، مخلوط بخار غنی از بنزن است که وارد کندانسور می شود. هنگامی که تقریباً تمام بنزن تقطیر می شود، دمای دماسنج افزایش می یابد و مقداری از بنزن باقی مانده در مخلوط با تولوئن می تواند برای جمع آوری اولین جزء (بنزن) وارد ظرف شود. برای جلوگیری از این امر، به محض اینکه دمای دماسنج شروع به افزایش می کند، فلاسک گیرنده را خارج کرده و فلاسک دیگری قرار می دهند تا تولوئن بین دو نقطه جوش تثبیت شود. فلاسک سوم را برای جمع آوری تولوئن مقطر خالص جایگزین می کنیم.

روش کار:
یک فلاسک تقطیر بردارید و آن را تا نیمه با آب لوله کشی پر کنید، سپس چهار یا پنج سنگ جوش در آن قرار دهید، فلاسک را از بالا به گیره وصل کنید، سپس کانکتور شیشه ای را روی فلاسک قرار دهید و مبرد را به ما وصل کنید. یک رابط شیشه ای و قطره چکان را به مبرد وصل کنید و مبرد را با گیره ثابت نگه دارید. در مبرد جریان آب باید خلاف جهت جریان آب باشد تا انتقال حرارت بهتر انجام شود و حباب ظاهر نشود. روی سطح داخلی لوله ها.چون این پدیده انتقال گرما را کاهش می دهد.وقتی میزان ورودی و خروجی آب را تعیین می کنیم، شعله زیر بادکنک را روشن کرده و منتظر می مانیم تا 2.3 از مایع داخل بالن تبخیر شود.

چهار نمونه آب را در چهار لوله آزمایش مجزا از آب های ذکر شده در زیر می گیریم، سپس به هر یک از نمونه ها سه قطره نیترات نقره اضافه می کنیم و مشاهدات خود را در نتیجه آزمایش ارائه می کنیم.