Azeotrope 일정한 끓는점이있는 2 개 이상의 액체의 혼합물입니다. 증기 조성 및 액체 조성은 동일하므로 혼합물의 성분은 간단한 증류에 의해 분리 될 수 없습니다. 공위를 형성하는 혼합물 비율을 aczeotropic Composition 라고합니다. . 액체가 끓는 온도 (주어진 압력에서)는 chertropic 온도 입니다. . 예방 온도는 혼합물 성분의 끓는점보다 높거나 낮을 수 있습니다.
화학자 John Wade와 Richard William Merriman은 에탄올과 물 혼합물의 거동을 설명하는 1911 년 논문에서“Azeotrope”라는 단어를 만들었습니다. 이 용어는 "끓는"과 "회전"에 대한 그리스 작품에서 나온다. 대조적으로, zeotrope 끓는점이 다르고 증류에 의해 분리 될 수있는 액체의 혼합물입니다.
Azeotrope는 일정한 온도에서 끓고 액체 및 증기상에서 동일한 조성물을 갖는 혼합물입니다.
유형의 AzeOtropes
Azeotropes는 구성 요소의 수, 균질 한 사람이든 이질적이든, 끓는점이 구성 요소보다 높거나 낮은 지 여부에 따라 분류됩니다.
- 이진 및 3 차 Azeotropes :A 이진 Azeotrope 두 가지 구성 요소로 구성된 Azeotrope입니다. Ternary Azeotrope 세 가지 구성 요소로 구성됩니다. 3 개 이상의 구성 요소로 만든 Azeotropes도 있습니다.
- 균질하고 이질적인 Azeotropes : 균질 한 아세트로프 잘못된 액체로 구성됩니다. 에탄올과 물은 균질 한 공위를 형성합니다. 이종 아제트 로프 두 단계로 분리되는 불가능한 액체로 구성됩니다. 클로로포름과 물은 이종성 미 조성 혼합물을 형성합니다. 상단 층은 대부분 소량의 용해 된 클로로포름이있는 물이고, 하단 층은 대부분 소량의 용해 된 물을 가진 클로로포름입니다. 두 층이 함께 끓으면 액체 비율에 관계없이 생성 된 증기는 97% 클로로포름과 3%의 물로 구성됩니다.
- 양성 및 부정적인 Azeotropes :A 양성 Azeotrope 또는 최소 끓는점 Azeotrope 구성 요소보다 끓는점이 낮습니다. 예를 들어, 에탄올과 물 (약 96% 에탄올 및 4% 물)의 제외 혼합물은 78.174 ° C에서 끓인 반면, 순수한 에탄올은 78.3 ° C에서 끓고 순수한 물은 100 ℃에서 끓는다. 음성 Azeotrope 또는 최대 비등점 Azeotrope 구성 요소보다 끓는점이 더 높습니다. 클로라이드와 물은 음성 공세를 형성합니다. 미제선 혼합물은 110 ℃에서 끓는 반면, 물은 100 ℃에서 끓고 HCl은 -85 ℃에서 끓는다. .
100% 에탄올을 증류 할 수없는 이유
예를 들어, 에탄올 (곡물 알코올)과 물의 혼합물을 증류하여 두 화합물이 미 조성 혼합물을 형성하기 때문에 순수한 알코올을 얻을 수 없습니다. 당신이 얻을 수있는 가장 좋은 것은 약 95.6% 에탄올입니다.
물에 알코올을 포함하는 혼합물로 시작한다고 가정 해 봅시다. 증류하고 증기를 모아서 액체로 응축하면 알코올이 풍부한 혼합물이 생깁니다. 95.6% 에탄올과 0.4%의 물의 혼합물에 도달 할 때까지 과정을 반복 할 수 있습니다. 그런 다음 Azeotrope의 증기는 액체 조성과 동일하기 때문에 벽에 부딪칩니다. 본질적으로, 예방성 혼합물은 마치 순수한 액체 인 것처럼 끓습니다.
AzeOtrope 사용
Azeotropes의 사용 중 하나는 얼음선 혼합물을보다 쉽게 분리하는 것입니다. 예를 들어, 아세트산 및 물은 제외 혼합물을 형성합니다. 그러나 아세트산은 끓는점 (118.1 ° C)이 효과적인 증류를 위해 물에 너무 가깝습니다. 에틸 아세테이트를 첨가하는 것은 70.4 ° C의 미조 균열 끓는점을 갖는 물과의 절벽을 형성합니다. 에틸 아세테이트는 독립체 역할을하므로 물과 에틸 아세테이트는 끓여서 거의 순수한 아세트산을 남깁니다.
Azeotropes는 또한 검출기 및 가스 크로마토 그래프 테스트 표준으로 사용됩니다.
Azeotropes를 분리하는 방법
간단한 증류는 예방성 혼합물의 성분을 분리 할 수는 없지만, 만족자를 분리하는 데 사용되는 다른 방법이 있습니다.
- 압력 스윙 증류는 압력 변화를 사용하여 혼합물의 조성을 변화시켜 원하는 성분과 함께 증류 물을 풍부하게합니다. .
- acterner는 Azeotrope 성분 중 하나의 변동성을 변경합니다. 때때로, 합병기는 성분과 반응하여 비 휘발성 화합물을 형성합니다. 독창자를 사용한 증류를 예방성 증류라고합니다.
- 퍼포먼스는 다른 구성 요소보다 한 구성 요소에 더 투과성 인 멤브레인을 사용하여 성분을 분리합니다. 증기 투과는 다른 구성 요소의 증기 상에 다른 구성 요소의 증기 상에 더 투과 할 수있는 멤브레인을 사용하는 관련 기술입니다.
참조
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- 웨이드, 존; 메리 만, 리차드 윌리엄 (1911). "Civ.— 대기압 위와 아래의 압력에서 에틸 알코올의 끓는점에 물의 영향을 미칩니다." 화학 학회의 저널, 거래 99 :997–1011. doi :10.1039/ct9119900997
