Volatilization הוא התהליך של הפיכת חומר כימי נוזל או מוצק למצב מדינה או אדי גזים. מונחים אחרים המשמשים לתיאור אותו תהליך הם אידוי, זיקוק וסובלימציה.
לעתים קרובות ניתן להפריד חומר אחד מחומר אחר על ידי תנודתיות ואז ניתן לשחזר אותו באמצעות עיבוי אדי.
ניתן להמף את החומר במהירות רבה יותר על ידי חימום אותו כדי להגדיל את לחץ האדים שלו או על ידי הסרת האדים באמצעות זרם גז אינרטי או משאבת ואקום.
נהלי החימום כוללים נדיפות מים, כספית או ארסניק טריכלוריד כדי להפריד בין חומרים אלה לבין גורמים מפריעים.
לעתים משתמשים בתגובות כימיות לייצור מוצרים נדיפים כמו בשחרור דו תחמוצת הפחמן מפחמימות, אמוניה בשיטת Kjeldahl לקביעת החנקן והפחמן הדו-חמצני בקביעת הגופרית בפלדה.
שיטות ההפעלה מאופיינות בדרך כלל בפשטות רבה ובקלות פעולה, למעט כאשר יש צורך בטמפרטורות גבוהות או בחומרים עמידים מאוד בפני קורוזיה (לואי גורדון, 2014).
התנצלות לחץ אדי
בידיעה שטמפרטורת הרתיחה של מים היא 100 מעלות צלזיוס, האם תהית אי פעם מדוע מי גשם מתאדים?
האם זה 100 מעלות צלזיוס? אם כן, מדוע אני לא מתחמם? האם תהית אי פעם מה מעניק את הארומה האופיינית לאלכוהול, חומץ, עץ או פלסטיק? (לחץ אדי, SF)
אחראי לכל זה הוא מאפיין המכונה לחץ אדי, שהוא הלחץ המופעל על ידי אדי בשיווי משקל עם השלב המוצק או הנוזלי של אותו חומר.
כמו כן, הלחץ החלקי של החומר באטמוספרה על המוצק או הנוזל (אן מארי הלמנסטין, 2014).
לחץ אדי הוא מדד לנטייתו של חומר להשתנות למצב גזי או אדי, כלומר מדד לתנודתיות של חומרים.
עם עליית לחץ האדים, כך גדל יכולתו של הנוזל או המוצק להתנדף ובכך הוא הפכפך יותר.
לחץ האדים יגדל עם הטמפרטורה. הטמפרטורה בה לחץ האדים על פני נוזל שווה ללחץ המופעל על ידי הסביבה נקרא נקודת הרתיחה של הנוזל (Encyclopædia Britannica, 2017).
לחץ האדים יהיה תלוי במומס המומס בתמיסה (זהו מאפיין קולטיבי). על פני התמיסה (ממשק אוויר-גז) המולקולות השטחיות ביותר נוטות להתאדות, ומחליפות בין שלבים ויוצרות לחץ אדי.
נוכחות של מומס מפחיתה את מספר מולקולות הממס בממשק, ומפחיתה את לחץ האדים.
איור 1: ירידה בלחץ האדים כאשר יש מומס מומס.
ניתן לחשב את השינוי בלחץ האדים על פי חוק ראולוט עבור מומסים לא נדיפים הניתנים על ידי:
כאשר X2 הוא חלק השומה של הממס. אם נכפיל את שני צידי המשוואה ב- P ° הוא נשאר:
החלפת (1) ב- (3) היא:
(4)
זו הווריאציה בלחץ האדים כאשר מומס מומס (ג'ים קלארק, 2017).
גרווימטריה
ניתוח Gravimetric הוא סוג של טכניקות מעבדה המשמשות לקביעת המסה או הריכוז של חומר על ידי מדידת שינוי המסה.
הכימיקל אותו אנו מנסים לכמת נקרא לעיתים אנליט. נוכל להשתמש בניתוח גראווימיטרי כדי לענות על שאלות כמו:
- מה הריכוז של האנליט בתמיסה?
- כמה טהור המדגם שלנו? הדגימה כאן יכולה להיות מוצקה או בתמיסה.
ישנם שני סוגים נפוצים של ניתוח גרווימיטרי. שתיהן כרוכות בשינוי שלב האנליט בכדי להפריד אותו משאר התערובת, וכתוצאה מכך לשינוי המסה.
אחת מהשיטות הללו היא גרווימטריה של משקעים, אבל זו שבאמת מעניינת אותנו היא גרווימטריה של תנודתיות.
גרווימטריה של התנכלות מבוססת על פירוק התרמית או הכימית של המדגם ומדידת השינוי שנוצר במסה שלה.
לחלופין, אנו יכולים לתפוס ולשקול מוצר פירוק הפכפך. מכיוון ששחרורו של מין נדיף הוא חלק מהותי בשיטות אלה, אנו מסווגים אותם באופן קולקטיבי כשיטות ניתוח גרווימיטריות (הרווי, 2016).
בעיות ניתוח Gravimetric הן פשוט בעיות stoichiometry עם כמה צעדים נוספים.
כדי לבצע כל חישוב סטואו-מטרי, אנו זקוקים למקדמי המשוואה הכימית המאוזנת.
לדוגמה, אם דגימה מכילה זיהום בריום כלוריד (BaCl 2 H 2 O), ניתן להשיג את כמות הזיהומים על ידי חימום הדגימה לאידוי המים.
ההבדל במסה בין הדגימה המקורית לדגימה המחוממת ייתן לנו, בגרמים, את כמות המים הכלולה בבריום כלוריד.
בעזרת חישוב סטואו-מטרי פשוט תושג כמות הזיהומים במדגם (Khan, 2009).
זיקוק שברירי
זיקוק שברירי הוא תהליך שבאמצעותו מופרדים רכיבי תערובת נוזלים לחלקים שונים (הנקראים שברים) בהתאם לנקודות הרתיחה השונות שלהם.
ההבדל בתנודתיות של התרכובות בתערובת ממלא תפקיד מהותי בהפרדתן.
זיקוק שבר משמש לטיהור כימיקלים וגם להפרדת תערובות לקבלת רכיביהם. הוא משמש כטכניקת מעבדה ובתעשייה, שם התהליך הוא בעל חשיבות מסחרית רבה.
אדים מתמיסה רותחת מועברים דרך עמוד גבוה, הנקרא עמוד שבר.
העמוד ארוז בחרוזי פלסטיק או זכוכית כדי לשפר את ההפרדה על ידי מתן שטח פנים רב יותר לעיבוי ולאידוי.
איור 2: הגדרה לזיקוק חלקי במעבדה.
הטמפרטורה של העמוד יורדת בהדרגה לאורכה. רכיבים עם נקודת רתיחה גבוהה יותר מתעבים על העמוד וחוזרים לפתרון.
רכיבים עם נקודות רתיחה נמוכות יותר (נדיפות יותר) עוברים דרך העמוד ונאספים ליד החלק העליון.
תיאורטית, שיש יותר חרוזים או צלחות משפרת את ההפרדה, אך הוספת צלחות מגדילה גם את הזמן והאנרגיה הנדרשים להשלמת זיקוק (Helmenstine, 2016).
הפניות
- אן מארי הלמנסטין. (2014, 16 במאי). הגדרת לחץ אדי. התאושש מ- thoughtco.com.
- אנציקלופדיה בריטניקה. (2017, 10 בפברואר). לחץ אדים. התאושש מ- britannica.com.
- הארווי, ד (2016, 25 במרץ). תסיסה גרווימטריה. התאושש מ- chem.libretexts.
- הלמנסטין, בבוקר (2016, 8 בנובמבר). הגדרת זיקוק שבר ודוגמאות. התאושש מ- thoughtco.com.
- ג'ים קלארק, אילינוי (2017, 3 במרץ). חוק ראולט. התאושש מ- chem.libretexts.
- חאן, ש '(2009, 27 באוגוסט). מבוא לניתוח גראווימטרי: הרדיפת גרווימטריה. התאושש מחאנאקדמיה.
- לואי גורדון, RW (2014). התאושש מ- accessscience.com.
- לחץ אדים. (SF). התאושש מ- chem.purdue.edu.