Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 50. 14 december 1946 - Azeotrop destillation, av Sigge Hähnel
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
14 december 1946
1309
trop även vid mycket stora kokpunktsdifferenser.
Detta inträffar för system med blandningslucka,
som alltid ge azeotroper med minimikokpunkt.
Orsaker till blandningars avvikelse från idealitet
Ett stort antal azeotroper äro numera kända.
De med minimikokpunkt äro vanligast, i det ca
3 000 ha angivits, under det man hittills endast
hittat ca 250 med maximikokpunkt. Härmed äro
alla möjligheter säkerligen icke uttömda, och det
skulle därför vara till stor hjälp vid lösandet av
destillationsproblem, om vi på något sätt kunde
förutsäga uppkomsten av azeotroper. För att detta
skall bli möjligt måste vi uppenbarligen reda ut,
varpå avvikelserna från idealitet bero. Flera
försök att besvara denna fråga ha gjorts, och det
skulle föra för långt att här redogöra för dem
alla. Endast en sammanfattning av de synpunkter,
jag anser viktigast, skall därför göras.
Vi veta, att molekylerna i ett materiellt system
påverka varandra med repulsions- och
attraktionskrafter. I detta fall äro framför allt de
senare av betydelse, ty de måste inverka på systemets
ångtryck. Detta bör naturligtvis bli lågt, om
attraktionskrafterna äro relativt stora, och högt, om
de äro små. Varje molekylslag har attraktionsfält
av en viss styrka och form, men molekyler med
likartad byggnad böra ha nära lika fält. Ett
sådant fall är bensol—toluol, där vi med skäl
kunna anta, att attraktionen mellan
bensolmole-kylerna sinsemellan och toluolmolekylerna
sinsemellan är nästan lika med attraktionen mellan
bensol- och toluolmolekylerna.
Ångtryckskurvorna måste då bli rätlinjiga funktioner av
sammansättningen.
Ha vi däremot en blandning bestående av två
komponenter så beskaffade, att attraktionen
mellan olika molekyler är mindre än mellan lika,
måste vi få positiva avvikelser från idealitet
såsom i fallet kolsvavla—aceton. Om vi t.ex. sätta
kolsvavla till aceton bör dess partialtryck falla
mindre, än som motsvarar
koncentrationsminskningen i vätskan, därför att kolsvavlamolekylerna
icke fasthålla acetonmolekylerna lika starkt som
andra acetonmolekyler. Är däremot attraktionen
mellan olika molekyler större än mellan lika,
måste avvikelsen från idealitet bli negativ som i fallet
aceton—kloroform.
Om attraktionen mellan olika och lika molekyler
skiljer sig tillräckligt mycket i förhållande till
skillnaden mellan de rena ämnenas ångtryck, får
totaltryckskurvan ett maximum resp. minimum,
och blandningen ger en azeotrop.När attraktionen
mellan olika molekyler blivit tillräckligt liten äro
vätskorna icke längre lösliga i varandra i alla
förhållanden, utan systemet får en
blandningslucka. I detta fall måste avvikelsen från idealitet
bli stor och därför erhålles alltid en azeotrop med
minimikokpunkt. Ju mindre attraktionen mellan
olika molekyler blir, ju större blir blandnings-
luckan, och när den blir mycket liten, äro
komponenterna praktiskt taget olösliga i varandra.
Dessa synpunkter, som hämtats ur Hildebrandt
bok6, äro dock icke tillräckliga för att lösa den
praktiska uppgiften att förutsäga uppträdandet
av azeotroper. Vi kunna emellertid nu fråga oss,
varpå olikheten i attraktion mellan molekylerna
beror. Det visar sig då, att den i huvudsak tycks
ha två orsaker: polaritet och vätebryggor. Ewell1
har påvisat, att vissa regler kunna Uppställas för
uppkomsten av azeotroper genom att uppdela
olika kemiska föreningar i fem grupper efter
deras tendens att bilda vätebryggor. Härigenom
få vi åtminstone vissa hållpunkter att gå efter,
men undantag från reglerna torde förekomma
bl.a. på grund av polaritetens inverkan.
Vätebryggor kunna bildas mellan två molekyler
innehållande syre, kväve eller fluor samt mellan en
sådan molekyl och en annan innehållande en
kolatom, vid vilken ett tillräckligt antal negativa
atomer eller atomgrupper äro bundna. Däremot
kunna vätebryggor icke uppkomma mellan två
kolatomer. I övrigt hänvisas till originalartikeln.
Praktiskt utnyttjande av azeotropa blandningar
Vid destillation förhåller sig en azeotrop som ett
rent ämne, och det är därför klart, att en sådan
kan omöjliggöra en planerad separering. För att
framställa ämnen i ren form måste vi därför ofta
uppfinna metoder för spjälkning av azeotroper.
Ett klassiskt exempel är framställning av absolut
alkohol. De olika lösningarna av detta problem
utgöra en provkarta på de metoder, som kunna
ifrågakomma vid spjälkning av azeotroper. En
del av dem består i azeotrop destillation, dvs. ei
ternär azeotrop med minimikokpunkt utnyttjas
för att bortskaffa vattnet, men då de torde vara
välbekanta, förbigår jag dem för att koncentrera
uppmärksamheten på andra nyare
tillämpningar. Azeotroper äro nämligen icke endast
till hinder vid separeringsprocesser utan
åtminstone de med minimikokpunkt äro utmärkta
hjälpmedel dels vid synteser, dels för
genomförande av separeringar, vid vilka vanlig
destillation av olika anledningar icke är användbar. Ett
sådant hinder är, att de ämnen, som skola
frånskiljas, vid atmosfärtryck ha så hög kokpunkt,
att de sönderdelas, innan denna uppnåtts. Ett
annat är, att de komponenter, som skola skiljas,
ha lika eller mycket närliggande kokpunkter.
I förra fallet kunna vi oftast uppnå önskat
resultat genom vakuumdestillation, men vi kunna även
utnyttja uppkomsten av en azeotrop med
minimikokpunkt. Härvid tillsätts ett ämne, i de flesta
fall vatten, som ger azeotroper med de
högkokande ämnena. Dessa kunna då avdrivas vid en
temperatur något understigande 100°. Denna
metod kan genomföras med mycket enkel
apparatur och har därför använts t.ex. för isolering
av eteriska oljor ur växtdelar, långt innan appa-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
