Co to jest minimalna wrząca azeotrop?

Co to jest minimalna wrząca azeotrop?

Minimum wrzenia azeotropu to ciekła mieszanina o niższej temperaturze wrzenia niż poszczególne części. Azeotropy, zwane także mieszaninami o stałej temperaturze wrzenia, są kombinacjami złożonymi z dwóch lub więcej cieczy, których skład chemiczny nie może być zmieniony przez destylację. Temperatura wrzenia azeotropu jest stała, ponieważ para powstająca podczas wrzenia jest identyczna w składzie do ciekłej mieszaniny.

Słowo "azeotrop" zostało po raz pierwszy użyte do opisania tego typu mieszaniny przez chemików Richarda Merrimana i Johna Wade'a w 1911 roku. Słowo pochodzi od greckich słów oznaczających "gotować" i "zwrot" oraz greckiego znaczenia prefixu "Nie", co oznacza, że ​​słowo oznacza dosłownie "bez włączania wrzenia". Azeotropy zawierające dwie substancje nazywane są azeotropami binarnymi. Azeotropy złożone z trzech substancji nazywane są azeotropami trójskładnikowymi.

Istnieją dwa rodzaje azeotropów: minimalna temperatura wrzenia i maksymalna temperatura wrzenia. Podczas gdy minimalne wrzące azeotropy mają temperaturę wrzenia mniejszą niż którakolwiek z części składających się na mieszaninę, azeotropy o maksymalnej temperaturze wrzenia mają wyższą temperaturę wrzenia niż ich poszczególne części. Azeotropy o minimalnej temperaturze wrzenia są czasami nazywane dodatnimi azeotropami, azyotropami o maksymalnej temperaturze wrzenia można nazwać azeotropami ujemnymi.

Ze względu na swój unikalny charakter, minimalnych wrzących azeotropów nie można oddzielić przez zwykłą destylację. W prostej destylacji mieszanina zostaje odparowana, a materiał zostaje skondensowany za jednym zamachem. Ponieważ azeotropy nie mają idealnej krzywej opary-ciecz, podlegają procesowi zwanemu destylacją frakcyjną. W destylacji frakcyjnej mieszanina jest odparowywana i kondensowana wiele razy, aż składniki zostaną rozdzielone na czyste części.

Przykład azeotropu o temperaturze wrzenia to 4,37% wody i 95,63% etanolu. Podczas gdy temperatura wrzenia wody wynosi 100 stopni Celsjusza, a temperatura wrzenia etanolu wynosi 78,4 stopnia Celsjusza, mieszanina dwóch wrzątków w temperaturze 78,2 stopni Celsjusza jest niższa niż każda z poszczególnych substancji.

79,8% wody i 20,2% kwasu solnego jest przykładem azeotropu o maksymalnej temperaturze wrzenia. Podczas gdy kwas solny zwykle wrze w temperaturze -84 stopni Celsjusza, a woda wrze w temperaturze 100 stopni Celsjusza, mieszanina wrze w temperaturze 110 stopni Celsjusza, czyli wyższej temperatury niż temperatura wrzenia.