Garavimas yra konvertuoti cheminė medžiaga, skystą arba kietą į dujinę valstybinės arba dujinę procesas. Kiti terminai, naudojami apibūdinti tą patį procesą, yra garinimas, distiliacija ir sublimacija.
Vieną medžiagą dažnai galima atskirti garinant, o vėliau ją galima išgauti kondensuojant garus.
Medžiagą galima greičiau išgarinti, ją kaitinant, kad padidėtų garų slėgis, arba pašalinant garus naudojant inertinių dujų srautą arba vakuuminį siurblį.
Šildymo procedūros apima vandens, gyvsidabrio ar arseno trichlorido lakavimą, kad šios medžiagos būtų atskirtos nuo trukdančių elementų.
Kjeldahl metodu azoto ir sieros dioksido kiekiui nustatyti, nustatant sieros kiekį pliene, cheminės reakcijos kartais naudojamos gaminant lakiuosius produktus, pvz., Išskiriant anglies dioksidą iš karbonatų, amoniako.
Lakinimo metodai paprastai pasižymi dideliu paprastumu ir lengvumu, išskyrus tuos atvejus, kai reikia aukštos temperatūros ar labai atsparių korozijai medžiagų (Louis Gordon, 2014).
Garų slėgio garinimas
Žinodami, kad vandens virimo temperatūra yra 100 ° C, ar kada susimąstėte, kodėl išgaruoja lietaus vanduo?
Ar tai 100 ° C? Jei taip, kodėl aš nesušilęs? Ar kada pagalvojote, kas suteikia būdingą aromatą alkoholiui, actui, medienai ar plastikui? (Garų slėgis, SF)
Už visa tai atsakinga savybė, vadinama garų slėgiu, tai yra slėgis, kurį daro garai, esantys pusiausvyroje su tos pačios medžiagos kieta ar skysta faze.
Taip pat dalinis medžiagos slėgis atmosferoje ant kietos ar skystos medžiagos (Anne Marie Helmenstine, 2014).
Garų slėgis yra medžiagos polinkio į dujinę arba garų būseną matas, tai yra medžiagų lakumo matas.
Didėjant garų slėgiui, tuo didesnė skysčio ar kietosios medžiagos galimybė išgaruoti, taigi ji yra labiau nepastovi.
Garų slėgis padidės su temperatūra. Temperatūra, kuriai esant garų slėgis skysčio paviršiuje yra lygus aplinkos daromam slėgiui, vadinama skysčio virimo temperatūra (Encyclopædia Britannica, 2017).
Garų slėgis priklausys nuo tirpale ištirpintos medžiagos (tai yra koligatyvi savybė). Tirpalo paviršiuje (oro ir dujų sąsajoje) paviršutiniškos molekulės linkusios išgaruoti, pasikeisdamos tarp fazių ir sukurdamos garų slėgį.
Tirpus tirpiklis sumažina tirpiklio molekulių skaičių sąsajoje ir sumažina garų slėgį.
1 paveikslas: garų slėgio sumažėjimas, kai ištirpinta tirpi medžiaga.
Garų slėgio pokytis gali būti apskaičiuojamas pagal Raoult dėsnį netirpiosioms tirpioms medžiagoms, kuris pateiktas:
Kur X2 yra tirpiklio molinė frakcija. Padauginus abi lygties puses iš P °, lieka:
3 pakaitalas (1) yra toks:
(4)
Tai yra garų slėgio kitimas, kai ištirpsta tirpi medžiaga (Jim Clark, 2017).
Gravimetrinė analizė
Gravimetrinė analizė yra laboratorinių metodų klasė, naudojama medžiagos masei ar koncentracijai nustatyti išmatuojant masės pokyčius.
Cheminė medžiaga, kurią bandome kiekybiškai įvertinti, kartais vadinama analite. Galėtume naudoti gravimetrinę analizę atsakydami į tokius klausimus:
- Kokia analitės koncentracija tirpale?
- Kiek grynas yra mūsų pavyzdys? Čia gali būti kietas arba tirpalas.
Yra du paplitę gravimetrinės analizės tipai. Abiem atvejais reikia pakeisti analitės fazę, kad ji būtų atskirta nuo likusio mišinio ir dėl to pasikeistų masė.
Vienas iš šių metodų yra nusodinimo gravimetrija, tačiau tas, kuris mus iš tikrųjų domina, yra nepastovioji gravimetrija.
Lakinimo gravimetrija remiasi bandinio terminiu arba cheminiu būdu skaidymu ir jo masės pokyčių matavimu.
Arba mes galime pagauti ir pasverti nepastovų skilimo produktą. Kadangi lakiųjų rūšių išsiskyrimas yra esminė šių metodų dalis, mes juos bendrai klasifikuojame kaip lakiųjų gravimetrinės analizės metodus (Harvey, 2016).
Gravimetrinės analizės problemos yra tiesiog stechiometrijos problemos su keliais papildomais etapais.
Norėdami atlikti bet kurį stechiometrinį skaičiavimą, mums reikia subalansuotos cheminės lygties koeficientų.
Pavyzdžiui, jei mėginyje yra bario chlorido dihidrato (BaCl 2 H 2 O) priemaišų, priemaišų kiekį galima gauti kaitinant mėginį, kad išgaruotų vanduo.
Dėl pradinio ir pašildyto mėginio masės skirtumo gramais sužinosime, kiek yra bario chlorido.
Atlikus paprastą stechiometrinį skaičiavimą, bus gautas priemaišų kiekis mėginyje (Khan, 2009).
Frakcinis distiliavimas
Frakcinis distiliavimas yra procesas, kurio metu skysto mišinio komponentai yra padalijami į skirtingas dalis (vadinamas frakcijomis) pagal skirtingą jų virimo tašką.
Mišinių junginių lakumo skirtumas skiriasi pagrindiniu jų atskyrimo veiksniu.
Frakcinis distiliavimas naudojamas cheminėms medžiagoms išvalyti, taip pat mišiniams atskirti, norint gauti jų komponentus. Jis naudojamas kaip laboratorinė technika ir pramonėje, kur procesas turi didelę komercinę reikšmę.
Virimo tirpalo garai praleidžiami per aukštą koloną, vadinamą frakcine kolonėle.
Kolonėlė supakuota su plastikiniais arba stikliniais rutuliukais, kad būtų lengviau atskirti, suteikiant didesnį kondensacijos ir išgarinimo paviršiaus plotą.
2 paveikslas: frakcinio distiliavimo nustatymas laboratorijoje.
Kolonos temperatūra palaipsniui mažėja. Komponentai, kurių virimo temperatūra aukštesnė, kondensuojasi ant kolonėlės ir grįžta į tirpalą.
Komponentai, kurių virimo taškai yra mažesni (labiau lakūs), praeina per kolonėlę ir surenkami šalia viršaus.
Teoriškai turint daugiau rutuliukų ar plokštelių, atskyrimas pagerėja, tačiau plokštelių įdėjimas taip pat padidina distiliacijai atlikti reikalingą laiką ir energiją (Helmenstine, 2016).
Nuorodos
- Anne Marie Helmenstine. (2014 m. Gegužės 16 d.). Garų slėgio apibrėžimas. Atkurta iš „thinkco.com“.
- „Encyclopædia Britannica“. (2017 m., Vasario 10 d.). Garų slėgis. Atgauta iš britannica.com.
- Harvey, D. (2016 m. Kovo 25 d.). Lakiųjų dujų gravimetrija. Atkurta iš chem.libretexts.
- Helmenstine, AM (2016 m., Lapkričio 8 d.). Frakcinio distiliavimo apibrėžimas ir pavyzdžiai. Atkurta iš „thinkco.com“.
- Jimas Clarkas, IL (2017 m., Kovo 3 d.). Raulo įstatymas. Atkurta iš chem.libretexts.
- Khanas, S. (2009, rugpjūčio 27). Gravimetrinės analizės įvadas: Lakiųjų dujų gravimetrija. Atsigavo nuo khanacademy.
- Louisas Gordonas, RW (2014). Atkurta iš „accessscience.com“.
- Garų slėgis. (SF). Atkurta iš chem.purdue.edu.