La distillazione in corrente di vapore: un efficace metodo per separare i componenti delle miscele liquide
La distillazione in corrente di vapore è una tecnica impiegata per separare i componenti a alto punto di ebollizione da una miscela liquida, evitando la decomposizione o la carbonizzazione. È una soluzione vantaggiosa rispetto alla distillazione tradizionale.
Nel processo, si considerano due liquidi immiscibili, A e B, contenuti nello stesso recipiente, il cui numero di gradi di libertà è calcolato secondo l’equazione ν = c + 2 – f, dove c è il numero di componenti e f è il numero di fasi. La varianza calcolata è di ν = 2 + 2 – 3 = 1.
I parametri che influenzano l’equilibrio del sistema sono la temperatura e la pressione. Poiché il sistema è monovariante, fisso uno dei due parametri, ad esempio la temperatura, per determinare la tensione di vapore della miscela. La tensione di vapore totale della miscela è la somma delle pressioni di vapore dei singoli componenti a quella specifica temperatura, ptot = p°A + p°B.
La distillazione in corrente di vapore è un processo utile per separare sostanze immiscibili o parzialmente miscibili in acqua. Durante il processo, la miscela viene portata ad ebollizione e il vapore d’acqua viene fatto passare attraverso di essa, aumentando la pressione di vapore del sistema e facilitando la separazione delle sostanze immiscibili sulla superficie libera del liquido.
Un problema comune è il calcolo della composizione del vapore che viene liberato durante l’ebollizione. Se le due sostanze immiscibili hanno pressioni di vapore rispettive di p°A e p°B al punto di ebollizione, la pressione totale del vapore liberato sarà data da p_tot = p°A + p°B.
Assumendo che i vapori delle due sostanze abbiano un comportamento di gas ideale, si può calcolare la percentuale in peso della naftalina nel distillato. La relazione tra il peso della naftalina nel vapore e il peso totale del vapore è data dal rapporto tra la pressione parziale della naftalina e la pressione di vapore della naftalina, che può essere calcolata utilizzando l’equazione dei gas ideali. La legge di Dalton afferma che la pressione totale di una miscela di gas è data dalla somma delle pressioni parziali dei gas presenti.
Per calcolare la percentuale di naftalina nel distillato, è necessario calcolare la pressione di vapore del naftalina e dell’acqua a una data temperatura, quindi determinare il rapporto tra le molecole di acqua e naftalina nella miscela in ebollizione. Questo ci permette di calcolare con precisione la percentuale di naftalina presente nel distillato ottenuto dalla miscela in ebollizione.
La distillazione in corrente di vapore si dimostra quindi un efficace metodo per separare i componenti delle miscele liquide, utilizzando le proprietà di tensione di vapore dei liquidi coinvolti, consentendo di ottenere una separazione più sicura ed efficiente.