Chưng cất đơn giản: tách etanol và nước
Đun hỗn hợp etanol–nước có màu và thu hơi đã ngưng tụ. Liên hệ sự giàu etanol trong pha hơi với độ bay hơi, đồng thời tìm hiểu vì sao chưng cất đơn giản không thể loại bỏ hỗn hợp đẳng phí etanol–nước.
Mục tiêu
Vận dụng chênh lệch nhiệt độ sôi để tách cấu tử dễ bay hơi và diễn giải sự thay đổi nhiệt độ khi chưng cất.
Dụng cụ và hoá chất
Hỗn hợp etanol–nước, bình cất và nhiệt kế, ống sinh hàn có ống dẫn nước, bình hứng, hạt chống sôi, bếp gia nhiệt hoặc bể nước nóng, kính bảo hộ.
Cách làm
- Quan sát bình cầu, nhiệt kế, sinh hàn và bình thu trong mô phỏng; ghi nhiệt độ ban đầu.
- Tăng nhiệt độ từ từ và quan sát thời điểm sôi cùng lúc những giọt chất cất đầu tiên xuất hiện.
- Tăng điều khiển lượng chất thu được và so sánh mức chất lỏng ở bình hứng với nhiệt độ bình cầu; thảo luận sự thay đổi thành phần hơi.
- Giải thích vì sao phần cất đầu giàu etanol hơn và nêu hỗn hợp đẳng phí sôi không đổi là giới hạn của chưng cất thông thường.
Điều cần quan sát
- Dưới vùng sôi chỉ có bọt rời rạc; khi sôi bắt đầu, chất ngưng chảy đều thành giọt vào bình hứng.
- Phần chưng cất nhạt màu hơn dung dịch trong bình cầu: hơi giàu etanol dễ bay hơi hơn.
Giải thích
Etanol sôi ở 78,4 °C và nước ở 100 °C nên hơi — và phần chưng cất đầu — giàu etanol hơn. Bình nhiệt độ gần hỗn hợp đẳng phí (≈ 78,2 °C, ~95,6 % khối lượng etanol) là giới hạn của chưng cất đơn giản; phá vỡ nó cần kỹ thuật khác.
Lịch sử và bối cảnh
Nhà hoá học liên quan
Chủ đề liên quan
Thí nghiệm ảo: một mô hình đơn giản hoá để xây dựng trực giác. Nó không thay thế thực hành thật và huấn luyện an toàn; không tự làm lại tại nhà khi không có người hướng dẫn.