Chưng cất phân đoạn pdf

06/08/2012 1
1. Chưng cất
1. Chưng cất
a) Khái niệm
•
Quá trình bốc hơi của 1 chất lỏng, ngưng
tụ hơi nước và thu nhận chất ngưng tụ vào
bình chứa khác.
•
Tách một hỗn hợp chất lỏng với các thành
phần có điểm sôi khác nhau hoặc một trong
các thành phần không chưng cất được.
•
Đây là một trong những phương pháp chủ
yếu của tinh chế một chất lỏng.
06/08/2012 2
b) Phân loại
b) Phân loại
06/08/2012 3
2. Chưng cất đơn giản
2. Chưng cất đơn giản
•
Tách các hỗn hợp gồm các cấu tử có nhiệt sôi khác
nhau.
•
Tách sơ bộ và làm sạch cấu tử khỏi tạp chất
•
Hơi được lấy ra ngay và cho ngưng tụ.
•
Ưu điểm: Đơn giản, không tốn kém, không tốn thời
gian.

•
Khuyết điểm: Sản phẩm có độ tinh khiết thấp.
06/08/2012 4
3. Chưng cất phân đoạn
3. Chưng cất phân đoạn

Chưng cất phân đoạn hiệu quả hơn
chưng cất đơn giản khi thực hiện tách
hỗn hợp chất lỏng có sự chênh lệch
nhiệt độ sôi nhỏ.
06/08/2012 5
a) So sánh giữa chưng cất đơn giản và
a) So sánh giữa chưng cất đơn giản và
chưng cất phân đoạn
chưng cất phân đoạn
06/08/2012 6
a) So sánh giữa chưng cất đơn giản
a) So sánh giữa chưng cất đơn giản
và chưng cất phân đoạn
và chưng cất phân đoạn
06/08/2012 7
06/08/2012 8
b) Biểu đồ thành phần hơi – chất lỏng
b) Biểu đồ thành phần hơi – chất lỏng
06/08/2012 9
06/08/2012 10
c) Định luật Raoult
c) Định luật Raoult
•
Hai chất lỏng (A và B) có thể trộn lẫn và không tương

tác tạo thành một dung dịch lý tưởng và tuân theo định
luật Raoult.
•
Nội dung định luật:
Áp suất hơi của A trong dung dịch = P
A
= (P
o
A
) (N
A
) (1)
Áp suất hơi của B trong dung dịch = P
A
= (P
o
B
) (N
B
) (2)
06/08/2012 11
06/08/2012 12
d) Năng suất cột
d) Năng suất cột
•
Thông thường năng suất của cột được đo bằng số đĩa lý
thuyết.
•
Số đĩa lý thuyết có liên quan tới số chu kỳ bay hơi –
ngưng tụ khi hỗn hợp chất lỏng di chuyển qua cột. Một

đĩa lý thuyết tương ứng với một chưng cất đơn giản hoặc
một chu kỳ bay hơi – ngưng tụ.
•
Nhiệt độ chênh lệch giữa hai chất lỏng càng nhỏ thì số
đĩa lý thuyết càng lớn.
06/08/2012 13
e) Các loại cột và chất nhồi
e) Các loại cột và chất nhồi
06/08/2012 14

Cột Vigreux (Hình 6.A):
o
Có các khía răng cưa nghiêng xuống ở
góc 45° và xếp thành từng cặp đối diện
trong cột. Cột Vigreux được dùng phổ
biến trong các trường hợp chỉ có một số
nhỏ của các đĩa lý thuyết sử dụng.
o
Nhược điểm: không mấy hiệu quả (một
cột 20 cm có thể chỉ có 2,5 đĩa lý thuyết).
o
Ưu điểm: cho phép chưng cất nhanh
chóng và ít bị tắc nghẽn.
06/08/2012 15

Cột được nhồi chất làm ngưng tụ (Hình
6.B):
o
Hiệu quả hơn cột Vigreux.
o

Là cột rỗng, được nhồi các vật liệu ngưng
tụ.
o
Các vật liệu nhồi gồm có hạt thủy tinh hình
trụ, bi thủy tinh, thủy tinh xoắn. Cuối cột có
thêm một lượng nhỏ vật liệu xốp bằng thép
không gỉ.
06/08/2012 16

Cột xoắn tầng:
o
Là loại cột hiệu được xem là hiệu quả nhất.
o
Hình thức nhỏ gọn của thiết bị này có thể kể đến như dạng
phiến xoắn bạch kim hoặc thanh Teflon xoắn ốc quanh một
trục bên trong lòng cột.
06/08/2012 17

Hiệu quả của một cột do chiều dài của nó quy
định, các cột dài hơn có số đĩa lý thuyết nhiều hơn
so với cột ngắn hơn. Hiệu quả của một cột được
biểu diễn bằng một đơn vị gọi là HETP, Chiều cao
của một cột tương đương với một đĩa lý thuyết.
HETP có đơn vị là cm/đĩa.

Cột chưng cất phân đoạn phải được cách nhiệt để
cân bằng nhiệt độ được ổn định trong suốt qua
trình chưng cất. Nhiệt độ bên ngoài thay đổi sẽ tác
động đến quá trình chưng cất.
06/08/2012 18

4.Hỗn hợp đẳng phí (Hỗn hợp cộng
4.Hỗn hợp đẳng phí (Hỗn hợp cộng
vị)
vị)

Là hỗn hợp của hai hay ba cấu tử sôi ở nhiệt
độ xác định. Tại điểm đẳng phí, pha lỏng và
pha hơi có cùng một thành phần cấu tử, do
đó nếu đun sôi hỗn hợp đẳng phí thì pha hơi
sau khi ngưng tụ sẽ có thành phần cấu tử
giống như pha lỏng ban đầu.
Vì vậy hỗn hợp đẳng phí không thể tách các
thành phần cấu tử bằng phương pháp chưng
cất đơn giản.
06/08/2012 19
a) Hỗn hợp đẳng phí ở nhiệt độ sôi nhỏ nhất
Nhiệt độ sôi của hỗn hợp đẳng phí thấp hơn so với nhiệt
độ sôi của bất kỳ thành phần nào của nó do sự không
tương thích yếu (lực đẩy) giữa các thành phần trong hỗn
hợp làm cho áp lực hơi tăng lên dẫn đến nhiệt độ sôi của
hỗn hợp thấp hơn nhiệt độ sôi của một chất tinh khiết.
06/08/2012 20
b) Hỗn hợp đẳng phí ở nhiệt độ sôi tối đa
b) Hỗn hợp đẳng phí ở nhiệt độ sôi tối đa
•
Nhiệt độ sôi của một hỗn hợp đẳng phí cao hơn so với
nhiệt độ sôi của bất kỳ thành phần nào của nó do lực
hút nhẹ giữa các phân tử làm cho áp suất hơi trong
dung dịch giảm dẫn đến nhiệt độ sôi của hỗn hợp cao
hơn các thành phần đặc trưng của nó.

06/08/2012 21
c) Ứng dụng
c) Ứng dụng
06/08/2012 22
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Donald L. Pavia (2011), A small-scale approach to
Organic Laboratory Techniques, Brooks/Cole -
Cengage Learning, pp. 719 – 748.
2. www.scribd.com/doc/67061178/tổng-hợp-hữu-cơ
3. www.slideshare.net/ThanhnhanPhan/chung-ct
06/08/2012 23
06/08/2012 24