Chimica generale/Distillazione

Indice del libro

GeneralitàChimica_generale/Generalità Teoria atomicaChimica generale/Teoria atomica Il legame chimicoChimica generale/Il legame chimico IoniChimica generale/Ioni Sistema periodico degli elementiChimica generale/Sistema periodico degli elementi Tavola periodicaChimica generale/Tavola periodica Gruppi e periodi Proprietà periodicheChimica generale/Proprietà periodiche Raggio atomicoChimica generale/Raggio atomico Metalli di transizioneChimica generale/Metalli di transizione SoluzioniChimica generale/Soluzioni SolubilitàChimica generale/Solubilità ConcentrazioneChimica generale/Concentrazione

DistillazioneChimica generale/Distillazione Proprietà colligativeChimica generale/Proprietà colligative ElettrolitiChimica generale/Elettroliti Grado di dissociazioneChimica generale/Grado di dissociazione Conducibilità elettrolitica Acidi e basiChimica generale/Acidi e basi TermodinamicaChimica generale/Termodinamica Variabili termodinamicheChimica generale/Variabili termodinamiche Stati di aggregazioneChimica generale/Stati di aggregazione Legge dei gas idealiChimica generale/Legge dei gas ideali Cinetica chimicaChimica generale/Cinetica chimica Equilibrio chimicoChimica generale/Equilibrio chimico Costanti di equilibrioChimica generale/Costanti di equilibrio

Principio di Le ChâtelierChimica generale/Principio di Le Châtelier Isocora di Van't Hoff ElettrochimicaChimica generale/Elettrochimica Reazione redoxChimica generale/Reazione redox PilaChimica generale/Pila Equazione di NernstChimica generale/Equazione di Nernst Pila a concentrazioneChimica generale/Pila a concentrazione AccumulatoreChimica generale/Accumulatore Appendici CostantiChimica generale/Costanti Potenziali standard di riduzioneChimica generale/Potenziali standard di riduzione Elementi chimici e loro proprietà NomenclaturaChimica generale/Nomenclatura

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Distillazione

La distillazione è una tecnica di separazione che sfrutta la differenza dei punti di ebollizione delle diverse sostanze presenti in una miscela, e quindi la differenza di composizione tra la fase liquida e la fase di vapore. È usata sia per separare miscele complesse che per purificare sostanze. Nei processi di distillazione il vapore non viene mantenuto a contatto con il liquido durante l'ebollizione, ma viene continuamente sottratto al sistema, condensato a liquido e fatto rievaporare.

Soluzioni ideali

Si definiscono soluzioni ideali le soluzioni per le quali la formazione del mescolamento dei componenti puri non è accompagnata da alcun effetto termico, ovvero non ci sono interazioni apprezzabili tra le paticelle dei componenti medesimi. Solitamente i componenti di soluzioni ideali hanno strutture molecolari molto simili tra loro (per esempio benzene e toluene: C₆H₆ e C₆H₅CH₃) e seguono la legge di Raoult.

Distillazione frazionata di liquidi miscibili

Mediante successive condensazioni e vaporizzazioni, due liquidi A e B allo stato puro vengono separati tramite il processo di distillazione frazionata, il quale è tanto più efficace quanto più le temperature di ebollizione dei due liquidi A e B differiscono da quella della soluzione ideale.

La composizione della fase liquida risulterà essere:

χ_A^liq = P_A/P⁰_A

χ_B^liq = P_B/P⁰_B

e la composizione della fase di vapore:

χ_A^vap = P_A/P_vap

χ_B^vap = P_B/P_vap

dove P⁰_A e P⁰_B sono le tensioni di vapore dei due liquidi miscibili A e B, e χ le loro frazioni molari.

Essendo per definizione χ_A + χ_B = 1, avremo che:

• Quando P⁰_A = P⁰_B la composizione della fase di vapore sarà uguale a quella della fase liquida χ_A^vap = χ_A^liq
• Quando P⁰_A ≠ P⁰_B la composizione della fase di vapore sarà differente da quella della fase liquida χ_A^vap ≠ χ_A^liq e sarà più ricca, rispetto alla stessa fase liquida, del componente più volatile tra i due, vale a dire quello con tensione di vapore più elevata.

Distillazione in corrente di vapore di liquidi immiscibili

Nel caso di liquidi immiscibili, non si può utilizzare la legge di Raoult, poiché l'emulsione ha una tensione di vapore uguale alla somma delle tensioni di vapore dei singoli componenti (visto che i due liquidi, essendo immiscibili, non si influenzano).

P_emuls = P⁰_A + P⁰_B

dove P⁰_A e P⁰_B sono le tensioni di vapore dei due liquidi immiscibili A e B.

Quando si scalda l'emulsione, questa bolle ad una temperatura per la cui somma delle tensioni di vapore eguaglia la pressione esterna (P_emuls = P_est). Essendo la tensione di vapore totale maggiore di quella di ciascun componente, l'emulsione bollirà a temperatura inferiore a quella dei singoli componenti puri: su questo principio si basa la distillazione in corrente di vapore. Se una delle componenti dell'emulsione è H₂O, sarà possibile distillare sostanze a temperature inferiori a quella d'ebollizione dell'acqua, evitandone in tal modo la decomposizione. ${\frac {m_{B}}{m_{H_{2}0}}}={\frac {(P_{est}-P_{H_{2}0}^{0})*M_{B}}{P_{H_{2}0}^{0}*M_{H_{2}0}}}$