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Was ist Verflüchtigung?
Die Verflüchtigung eine chemische Flüssigkeit oder ein Feststoff in einen gasförmigen Zustand oder dampfförmigem Zustand ist der Prozess der Umwandlung. Andere Begriffe, die zur Beschreibung desselben Prozesses verwendet werden, sind Verdampfung, Destillation und Sublimation.
Eine Substanz, können voneinander durch Verflüchtigung oft abgetrennt werden und können dann durch Dampfkondensation zurückgewonnen werden.
Die Substanz kann entweder schneller verflüchtigt werden durch Erhitzen von seinem Dampfdruck oder durch Dampfentfernung unter Verwendung eines Stroms von Inertgas oder einer Vakuumpumpe zu erhöhen.
Die Erhitzungsverfahren umfassen Verflüchtigung von Wasser, Quecksilber oder Arsen trichloride diese Substanzen von Störstoffen zu trennen.
Manchmal Chemikalie aus Carbonaten, Ammoniak in der Kjeldahl-Methode zur Bestimmung von Stickstoff und Schwefeldioxid in den Schwefel-Bestimmung Stahlreaktionen flüchtige Produkte und die Freisetzung von Kohlendioxid zu erzeugen, wird verwendet.
Verflüchtigung Methoden werden in der Regel durch eine große Einfachheit und eine einfache Bedienung aus, außer wenn hochtemperaturbeständigen Materialien oder Korrosion (Louis Gordon, 2014) sind erforderlich.
Dampfdruckverflüchtigung
Zu wissen, dass der Siedepunkt von Wasser ist 100 ° C, wenn Sie regen Wasser verdunstet gefragt, warum?
Ist es bei 100 ° C? Wenn ja, warum werde ich nicht heiß? Haben Sie sich jemals gefragt, was den charakteristischen Geruch Alkohol, Essig, Holz oder Kunststoff gibt? (Dampfdruck, S.F.)
Verantwortlich dafür ist eine Eigenschaft, wie Dampfdruck, der der Druck eines Dampfes im Gleichgewicht mit der festen oder flüssigen Phase aus der gleichen Substanz ist.
Auch ist der Partialdruck des Stoffes in der Atmosphäre auf die festen oder flüssigen (Anne Marie Helmenstine, 2014).
Der Dampfdruck ist ein Maß für die Tendenz eines Materials in den gasförmigen oder dampfförmigen Zustand, das heißt ein Maß für flüchtige Substanzen zu ändern.
Als daß der Dampfdruck erhöht ist, wobei je größer die Kapazität der flüssigen oder festen verdunsten somit volatiler.
Der Dampfdruck wird mit der Temperatur ansteigen. Die Temperatur, bei der der Dampfdruck an der Oberfläche einer Flüssigkeit, die den Druck der Umgebung gleich ist der Siedepunkt der Flüssigkeit (Encyclopaedia Britannica, 2017) genannt.
Der Dampfdruck ist abhängig von der gelösten Substanz in Lösung gelöst (eine kolligative Eigenschaft). Auf der Oberfläche der Lösung (Luft-Gas-Schnittstelle) Die Oberflächenmoleküle dazu neigen, Vertauschen zwischen den Phasen zu verdampfen und einen Dampfdruck zu erzeugen.
Die Anwesenheit von gelösten Stoffen, verringert sich die Anzahl der Lösungsmittelmoleküle an der Grenzfläche, die Verringerung des Dampfdrucks.
Die Änderung des Dampfdrucks kann für nichtflüchtigen gelösten Stoffen unter Verwendung von Raoult Gesetz berechnet werden, die gegeben ist durch:
(1)
Wobei P1 der Dampfdruck nach der Zugabe des gelösten Stoffes ist, x1 die Molfraktion des gelösten Stoffes und P ° der Dampfdruck des reinen Lösungsmittels. Wenn muss die Summe der Molenbrüche des gelösten Stoffes und das Lösungsmittel gleich 1 ist, dann haben wir:
(2)
Wo X² der Molenbruch des Lösungsmittels ist. Wenn wir beide Seiten der Gleichung mit P ° multiplizieren, bleibt es:
(3)
Substituiert (1) in (3) ist:
(4)
Dies ist die Änderung des Dampfdrucks, wenn ein gelöster Stoff (Jim Clark, 2017) gelöst ist.
Gravimetrische Analyse
Gravimetrische Analyse ist eine Art von Labortechniken verwendet, um die Masse oder Konzentration einer Substanz zu bestimmen, indem eine Änderung in der Masse zu messen.
Die chemisch wir zu quantifizieren versuchen, ist manchmal der Analyt bezeichnet. Wir könnten die gravimetrische Analyse verwenden, um Fragen zu beantworten wie:
- Wie hoch ist die Konzentration des Analyten in einer Lösung?
- Wie rein ist unsere Probe? Die Probe könnte hier ein Feststoff oder in Lösung sein.
Es gibt zwei übliche Arten der gravimetrischen Analyse. Beide beinhalten Phasenänderung des Analyten aus dem Rest einer Mischung zu trennen, in einer Veränderung der Masse resultiert.
Ein solches Verfahren ist die gravimetrische Fällung, aber eigentlich interessiert es uns die gravimetrische Verflüchtigung ist.
Gravimetrie Verflüchtigung basiert auf thermisch oder chemisch die Probe zersetzen und die resultierenden Änderung in der Masse zu messen.
Alternativ können wir ein flüchtiges Zersetzungsprodukt einfangen und wiegen. Da die Veröffentlichung einer flüchtigen Spezies ein wesentlicher Bestandteil dieser Methoden ist, klassifizierten wir kollektiv als gravimetrischen Analyseverfahren Verflüchtigung (Harvey, 2016).
Gravimetrische Analyse Probleme sind einfach Stöchiometrie Probleme mit einem paar zusätzlichen Schritten.
Für alle stöchiometrische Berechnungen, müssen wir die Koeffizienten der ausgeglichenen chemischen Gleichung.
Wenn beispielsweise eine Probe enthält Verunreinigungen von Bariumchlorid-Dihydrat (BaCl2● H2O) kann die Menge an Verunreinigungen durch Erhitzen der Probe zum Verdampfen des Wassers erhalten werden.
Der Massenunterschied zwischen der ursprünglichen Probe und der erhitzten Probe ergibt in Gramm die Menge an Wasser, die im Bariumchlorid enthalten ist.
Mit einer einfachen stöchiometrischen Berechnung wird die Menge an Verunreinigungen in der Probe erhalten (Khan, 2009).
Fraktionierte Destillation
Die fraktionierte Destillation ist ein Verfahren, bei dem die Komponenten einer flüssigen Mischung nach ihren unterschiedlichen Siedepunkten in verschiedene Teile (Fraktionen genannt) getrennt werden.
Der Unterschied der Flüchtigkeiten der Verbindungen der Mischung spielt eine fundamentale Rolle bei ihrer Trennung.
Fraktionierte Destillation wird verwendet, um chemische Produkte zu reinigen und auch die Mischungen zu trennen, um ihre Komponenten zu erhalten. Es wird als Labortechnik und in der Industrie verwendet, wo der Prozess eine große kommerzielle Bedeutung hat.
Die Dämpfe einer siedenden Lösung werden entlang einer hohen Säule geführt, die als Fraktionierkolonne bezeichnet wird.
Die Säule ist mit Kunststoff- oder Glasperlen gefüllt, um die Trennung zu verbessern und eine größere Oberfläche für die Kondensation und Verdampfung bereitzustellen.
Die Temperatur der Säule nimmt entlang ihrer Länge allmählich ab. Die Komponenten mit einem höheren Siedepunkt kondensieren in der Säule und kehren zur Lösung zurück.
Komponenten mit niedrigeren (flüchtigeren) Siedepunkten gehen durch die Säule und werden nahe der Oberseite gesammelt.
Theoretisch verbessert die Tatsache, dass mehr Kügelchen oder Platten vorhanden sind, die Trennung, aber die Zugabe von Platten erhöht auch die Zeit und Energie, die für die Durchführung einer Destillation erforderlich sind (Helmenstin, 2016).
Referenzen
- Anne Marie Helmenstine. (2014, 16. Mai). Dampfdruck-Definition. Von thinkco.com abgerufen.
- Encyclopædia Britannica. (2017, 10. Februar). Dampfdruck. Wiederhergestellt von britannica.com.
- Harvey, D. (2016, 25. März). Verflüchtigungs-Gravimetrie. Von chem.libretexts abgerufen.
- Helmenstin, A. M. (2016, 8. November). Fraktionierte Destillation Definition und Beispiele. Von thinkco.com abgerufen.
- Jim Clark, I. L. (2017, 3. März). Raoults Gesetz. Wiederhergestellte dechem.libretexts.
- Khan, S. (2009, 27. August). Einführung in die gravimetrische Analyse: Volatilisierungsgravimetrie. Von der Khanacademy.
- Louis Gordon, R. W. (2014). Von accessscience.com abgerufen.
- Dampfdruck. (S.F.) Von chem.purdue.edu abgerufen.