Ce este Volatilizarea?



volatilizare este procesul de transformare a unei substanțe chimice dintr-o stare lichidă sau solidă într-o stare gazoasă sau vapori. Alți termeni utilizați pentru a descrie același proces sunt vaporizarea, distilarea și sublimarea.

O substanță poate fi deseori separată de alta prin volatilizare și poate fi apoi recuperată prin condensarea vaporilor.

Substanța poate fi volatilizată mai rapid fie prin încălzirea acesteia pentru a crește presiunea vaporilor, fie prin îndepărtarea vaporilor utilizând un curent de gaz inert sau o pompă de vid.

Procedurile de încălzire includ volatilizarea apei, a mercurului sau a triclorurii de arsen pentru a separa aceste substanțe de elementele de interferență.

Uneori chimic pentru a produce produse volatile, cât și eliberarea dioxidului de carbon din carbonați, amoniac în metoda Kjeldahl pentru determinarea azotului și a dioxidului de sulf în reacțiile de oțel determinarea sulfului sunt utilizate.

Metodele volatilizare sunt în general caracterizate printr-o mare simplitate și ușurința de operare, cu excepția cazului când sunt necesare materiale rezistente la temperaturi ridicate sau coroziune (Louis Gordon, 2014).

Vaporizarea presiunii de vapori

Știind că temperatura apei fierbinți este de 100 ° C, v-ați întrebat vreodată de ce se evaporă apa de ploaie?

Este la 100 ° C? Dacă da, de ce nu mă calmez? Te-ai intrebat vreodata ce dau aroma caracteristica de alcool, otet, lemn sau plastic? (Presiunea vaporilor, S.F.)

Responsabil pentru aceasta este o proprietate cunoscut sub presiunea vaporilor, care este presiunea vaporilor unui în echilibru cu faza solidă sau lichidă a aceleiași substanțe.

De asemenea, presiunea parțială a substanței în atmosferă asupra solidului sau lichidului (Anne Marie Helmenstine, 2014).

Presiunea de vapori este o măsură a tendinței unui material de a schimba în stare gazoasă sau de vapori, adică, o măsură a substanțelor volatile.

Pe măsură ce presiunea vaporilor crește, capacitatea lichidului sau a solidului de a se evapora devine mai volatilă.

Presiunea de vapori va crește cu temperatura. Temperatura la care presiunea vaporilor la suprafața unui lichid este egală cu presiunea mediului se numește punctul de fierbere al lichidului (Encyclopaedia Britannica, 2017).

Presiunea de vapori va depinde de substanța dizolvată dizolvată în soluție (este o proprietate colligativă). Pe suprafața soluției (interfața aer-gaz) cele mai superficiale molecule tind să se evapore, schimbând între faze și generând o presiune de vapori.

Prezența solutului scade numărul moleculelor de solvent din interfață, reducând presiunea de vapori.

Figura 1: scăderea presiunii vaporilor prin faptul că are o substanță dizolvată dizolvată.

Modificarea presiunii vaporilor poate fi calculată prin Legea lui Raoult pentru substanțele dizolvate nevolatile, care este dată de:

(1)Atunci când P1 este presiunea de vapori după adăugarea substanței dizolvate, x1 este fracția molară a solutei menționate și P ° este presiunea de vapori a solventului pur. Dacă avem suma fracțiilor molare ale substanței dizolvate și solventul este egal cu 1 atunci avem:

(2)

Unde X2 este fracția molară a solventului. Dacă înmulțim ambele părți ale ecuației cu P ° atunci rămâne:

(3)

Înlocuirea (1) în (3) este:

(4)

Aceasta este variația presiunii vaporilor la dizolvarea unei substanțe dizolvate (Jim Clark, 2017).

Analiza gravimetrică

Analiza gravimetrică reprezintă o clasă de tehnici de laborator utilizate pentru a determina masa sau concentrația unei substanțe prin măsurarea unei modificări a masei.

Chimicul pe care încercăm să-l cuantificăm este uneori numit analit. Am putea folosi analiza gravimetrică pentru a răspunde la întrebări precum:

  • Care este concentrația analitului într-o soluție?
  • Cât de curată este eșantionul nostru? Probele de aici ar putea fi solide sau în soluție.

Există două tipuri comune de analize gravimetrice. Ambele implică schimbarea fazei analitului pentru al separa de restul amestecului, rezultând o modificare a masei.

Una dintre aceste metode este gravimetria de precipitații, dar cea care ne interesează cu adevărat este gravimetria de volatilizare.

Gravimetria de gravare se bazează pe descompunerea termică sau chimică a eșantionului și măsurarea modificării rezultate în masă.

Alternativ, putem capta și cântări un produs de descompunere volatil. Deoarece eliberarea unei specii volatile este o parte esențială a acestor metode, am clasificat în mod colectiv ca metode de analiză gravimetrică volatilizare (Harvey, 2016).

Problemele analizei gravimetrice sunt pur și simplu stoichiometrice, cu câțiva pași suplimentari.

Pentru a efectua orice calcul stoichiometric, avem nevoie de coeficienții ecuației chimice echilibrate.

De exemplu, dacă o probă conține impurități de clorură de bariu dihidrat (BaCl2● H2O), cantitatea de impurități poate fi obținută prin încălzirea probei pentru a evapora apa.

Diferența de masă dintre proba originală și proba încălzită ne va da, în grame, cantitatea de apă conținută în clorura de bariu.

Cu un calcul stoichiometric simplu, cantitatea de impurități din probă va fi obținută (Khan, 2009).

Decarțirea fracționată

Decaplasarea fracționată este un proces prin care componentele unui amestec lichid sunt separate în părți diferite (numite fracții) în funcție de punctele lor diferite de fierbere.

Diferența de volatilitate a compușilor amestecului joacă un rol fundamental în separarea lor.

Fracția de distilare este utilizată pentru purificarea produselor chimice și, de asemenea, pentru separarea amestecurilor pentru a obține componentele acestora. Se utilizează ca tehnică de laborator și în industrie, unde procesul are o mare importanță comercială.

Vaporii unei soluții de fierbere sunt trecuți de-a lungul unei coloane înalte, numită coloană de fracționare.

Coloana este ambalată cu granule din plastic sau sticlă pentru a îmbunătăți separarea, asigurând o suprafață mai mare pentru condensare și evaporare.

Figura 2: Adunarea pentru distilarea fracționată în laborator.

Temperatura coloanei scade treptat de-a lungul lungimii sale. Componentele cu un punct de fierbere mai mare condensează în coloană și se întorc la soluție.

Componentele cu puncte de fierbere mai scăzute (mai volatile) trec prin coloană și sunt colectate în apropierea vârfului.

Teoretic, având mai multe granule sau plăci îmbunătățește separarea, dar adăugarea de plăci crește, de asemenea, timpul și energia necesare pentru a termina o distilare (Helmenstine, 2016).

referințe

  1. Anne Marie Helmenstine. (2014, 16 mai). Definiția presiunii aburului. Adus de la thoughtco.com.
  2. Encyclopædia Britannica. (2017, 10 februarie). Presiunea de vapori. Recuperat de la britannica.com.
  3. Harvey, D. (2016, 25 martie). Gravimetrie de volatilizare. Extras din textele chimice.
  4. Helmenstine, A. M. (2016, 8 noiembrie). Definiția și exemplele de distilare fracționată. Adus de la thoughtco.com.
  5. Jim Clark, I. L. (2017, 3 martie). Legea lui Raoult. Au recuperat dechem.libretexts.
  6. Khan, S. (2009, 27 august). Introducere în analiza gravimetrică: gravimetrie de volatilizare. Adus de la khanacademy.
  7. Louis Gordon, R. W. (2014). Adus de la accessscience.com.
  8. Presiunea vaporilor. (S.F.). Adus de la chem.purdue.edu.