Kľúčový rozdiel – azeotropná verzus extrakčná destilácia
Kľúčový rozdiel medzi azeotropickou a extrakčnou destiláciou je v tom, že pri azeotropickej destilácii je na oddelenie zložiek zmesi potrebná tvorba azeotropu, zatiaľ čo pri extrakčnej destilácii nedochádza k žiadnej tvorbe azeotropu.
Destilácia je proces čistenia kvapaliny procesom zahrievania a chladenia. Pri azeotropickej destilácii sa pred oddelením zložiek zo zmesi vytvorí azeotrop. Azeotrop je zmes zložiek s konštantnou teplotou varu. V procese extrakčnej destilácie nie je potrebné vytvárať azeotrop. Pri tomto spôsobe sa do binárnej zmesi pridá tretia zložka. Táto tretia zložka môže ovplyvniť nestálosť existujúcich komponentov.
Čo je azeotropická destilácia?
Azeotropická destilácia je separačná technika používaná na oddelenie zložiek zmesi vytvorením azeotropu. Azeotropy sú zložkové zmesi s konštantnou teplotou varu. Tento typ zmesi nie je možné rozdeliť na zložky jednoduchou destiláciou, pretože všetky zložky majú rovnakú teplotu varu. Keď sa azeotropická zmes varí, pomer zložiek v kvapaline a jej plynnej fáze je rovnaký.
Pri metóde azeotropnej destilácie sa do azeotropnej zmesi pridáva nová zložka (známa ako unášač), aby sa vytvoril nový azeotrop, ktorý vrie pri nižšej teplote ako existujúci azeotrop. Potom má systém dve nemiešateľné kvapalné fázy s rôznymi bodmi varu (heterogénne).
Obrázok 01: Systém oddeľovania etanolu (E) z vody (W) pomocou benzénu (B)
Uvažujme napríklad zmes etanolu a vody. Je známy ako binárny azeotrop, pretože v zmesi sú dve miešateľné zložky. Ak sa do tejto zmesi pridá benzén ako unášač, môže to ovplyvniť prchavosť ostatných zložiek v zmesi. Zmes sa teraz nazýva terciárny azeotrop, pretože v zmesi sú tri zložky. Keď sa táto zmes destiluje, je známa ako azeotropická destilácia.
Čo je extrakčná destilácia?
Extraktná destilácia je separačná technika, ktorá zahŕňa pridanie tretej zložky do binárnej zmesi, aby sa umožnilo oddelenie dvoch zložiek. Tretia zložka sa však počas destilačného procesu nevyparí; tretia zložka by mala byť menej prchavá. Inak by mal mať vyšší bod varu.
Ak má binárna zmes dve zložky s relatívne podobnými bodmi varu, potom tieto zložky nemožno oddeliť jednoduchou destiláciou. Stáva sa to preto, že obe zložky sa vyparia pri takmer podobných teplotách (zlé rozlíšenie).
Obrázok 02: Systém zobrazujúci extrakčnú destiláciu zmesi A a B s použitím rozpúšťadla E
Počas procesu extrakčnej destilácie nevzniká azeotrop. Proces zahŕňa rozpúšťadlo s veľmi nízkou prchavosťou ako rozpúšťadlo zmesi zložiek. Je známe ako separačné rozpúšťadlo. Počas destilácie sa zložka s najvyššou prchavosťou ľahko odparí ako vrchný produkt. Zvyšok je rozpúšťadlo a druhá zložka (v binárnej zmesi). Keďže rozpúšťadlo netvorí azeotrop s druhou zložkou, možno ho tiež ľahko oddeliť dostupnou metódou.
Napríklad extrakcia toluénu z parafínu sa môže uskutočniť metódou extrakčnej destilácie. Zmes toluénu a izooktánu má takmer podobné molekulové hmotnosti. Preto je oddelenie toluénu z tejto zmesi veľmi ťažké. Ale keď sa k tejto zmesi pridá fenol, teplota varu izooktánu sa zvýši. To uľahčuje oddelenie toluénu z tejto zmesi.
Aký je rozdiel medzi azeotropickou a extrakčnou destiláciou?
Azeotropická verzus extrakčná destilácia |
|
| Azeotropická destilácia je separačná technika používaná na oddelenie zložiek zmesi vytvorením azeotropu. | Extraktívna destilácia je separačná technika, ktorá zahŕňa pridanie tretej zložky do binárnej zmesi, aby sa umožnilo oddelenie dvoch zložiek. |
| Technika | |
| Pri technike azeotropnej destilácie je dôležitá tvorba azeotropu pred destiláciou. | Pri extrakčnej destilačnej technike sa do zmesi pridáva neprchavá zložka, ktorá môže ovplyvniť prchavosť zložiek v zmesi. |
| Rozdelenie | |
| Azeotropická destilácia rozdeľuje zložku na parnú fázu, ktorá má rovnaké chemické zloženie ako v kvapalnej fáze. | Extraktná destilácia oddeľuje zložku od matrice látok. |
Zhrnutie – Azeotropická verzus extrakčná destilácia
Destilácia je chemická technika používaná na separáciu rôznych zložiek v zmesi. Existuje mnoho typov destilačných techník, pričom jednoduchá destilácia je najjednoduchší typ. Azeotropická destilácia a extrakčná destilácia sú dva dôležité typy destilácie. Rozdiel medzi azeotropickou a extrakčnou destiláciou je v tom, že na oddelenie zložiek zmesi je potrebná tvorba azeotropu, zatiaľ čo pri extrakčnej destilácii nedochádza k žiadnej tvorbe azeotropu.
