PENYULINGAN SEDERHANA: PROSES DAN CONTOH - KIMIA - 2025

The penyulingan mudah adalah satu proses di mana wap dihasilkan daripada cecair dibawa terus ke pemeluwap, di mana wap suhu rendah dan pemeluwapan.

Ia digunakan untuk memisahkan komponen yang tidak menentu dari komponen tidak mudah menguap yang terdapat dalam cecair. Ia juga digunakan untuk pemisahan dua cecair yang terdapat dalam larutan dengan titik didih yang sangat berbeza.

Penyediaan asas penyulingan sederhana. Sumber: Pixabay

Penyulingan sederhana bukanlah kaedah yang berkesan untuk pemisahan dua cecair mudah menguap yang terdapat dalam larutan. Apabila suhu meningkat dengan membekalkan haba, tenaga kinetik molekul juga meningkat, yang memungkinkan mereka mengatasi daya kohesi di antara mereka.

Cecair mudah menguap mula mendidih apabila tekanan wapnya sama dengan tekanan luaran yang diberikan pada permukaan larutan. Kedua-dua cecair menyumbang kepada komposisi wap yang terbentuk, kehadiran cecair yang lebih mudah menguap menjadi lebih besar; iaitu, yang mempunyai takat didih terendah.

Oleh itu, cecair yang lebih mudah menguap membentuk sebahagian besar sulingan yang terbentuk. Proses diulang sehingga kemurnian yang diinginkan atau kepekatan tertinggi mungkin dicapai.

Proses penyulingan sederhana

Dalam penyulingan sederhana, suhu larutan dinaikkan sehingga mendidih. Pada masa itu berlaku peralihan antara keadaan cecair ke keadaan gas. Ini diperhatikan apabila gelembung berterusan bermula dalam larutan.

Peralatan

Peralatan untuk penyulingan sederhana biasanya terdiri daripada pembakar atau selimut pemanas (lihat gambar); termos kaca tahan api bulat dengan mulut kaca tanah, untuk membolehkan gandingannya; dan sebilangan manik kaca (ada yang menggunakan tongkat kayu) untuk mengurangkan ukuran gelembung yang terbentuk.

Manik-manik kaca berfungsi sebagai inti pembentuk gelembung, yang membolehkan cecair mendidih perlahan, mengelakkan terlalu panas yang mengakibatkan pembentukan sejenis gelembung raksasa; malah mampu mengeluarkan jisim cecair dari termos penyulingan.

Dipasang pada mulut termos adalah penyesuai kaca tahan api dengan tiga mulut, yang terbuat dari kaca tanah. Satu leher dilekatkan pada termos penyulingan, leher kedua dilekatkan pada kondensor, dan leher ketiga ditutup melalui penggunaan penyumbat getah.

Dalam gambar, pelekap kekurangan penyesuai ini; dan sebaliknya, termometer dan penyambung langsung ke kondensor diletakkan melalui penyumbat getah yang sama.

Pemeluwap

Kondensor adalah alat yang dirancang untuk memenuhi fungsi yang ditunjukkan oleh namanya: untuk mengembunkan wap yang bergerak melaluinya. Melalui mulut atasnya digabungkan ke penyesuai, dan melalui mulut bawahnya disambungkan ke balon tempat produk penyulingan dikumpulkan.

Untuk gambar, mereka menggunakan (walaupun tidak selalu benar) silinder bergraduat, untuk mengukur isipadu suling sekaligus.

Air yang beredar melalui jaket luar kondensor, masuk melalui bahagian bawahnya dan keluar melalui bahagian atas. Ini memastikan bahawa suhu kondensor cukup rendah untuk memungkinkan pemeluwapan wap yang dihasilkan dalam termos penyulingan.

Semua bahagian yang membentuk alat penyulingan dipasang dengan klip yang disambungkan ke penyokong logam.

Isi padu larutan untuk disuling diletakkan di dalam labu bulat dengan kapasiti yang sesuai.

Sambungan yang betul dibuat menggunakan grafit atau gris untuk memastikan penyegelan yang cekap, dan pemanasan larutan bermula. Pada masa yang sama, laluan air melalui kondensor bermula.

Pemanasan

Ketika termos penyulingan dipanaskan, peningkatan suhu diperhatikan pada termometer, sehingga titik tercapai di mana suhu tetap. Ini tetap berlaku walaupun pemanasan berterusan; melainkan jika semua cecair mudah menguap sepenuhnya.

Penjelasan untuk tingkah laku ini adalah bahawa titik didih komponen dengan titik didih terendah campuran cecair telah dicapai, di mana tekanan wapnya sama dengan tekanan luaran (760 mm Hg).

Pada ketika ini, semua tenaga haba dikeluarkan dalam pertukaran dari keadaan cecair ke keadaan gas yang melibatkan tamatnya daya kohesi intermolekul cecair. Oleh itu, bekalan haba tidak bermaksud peningkatan suhu.

Produk cecair penyulingan dikumpulkan dalam termos berlabel dengan betul, isinya bergantung pada isipadu yang pada asalnya diletakkan dalam termos penyulingan.

Contoh

Penyulingan air dan alkohol

Anda mempunyai larutan alkohol dalam air sebanyak 50%. Mengetahui bahawa titik didih alkohol ialah 78.4 ° C dan takat didih air kira-kira 100 ° C, maka bolehkah alkohol murni diperoleh dengan langkah penyulingan sederhana? Jawapannya adalah tidak.

Dengan memanaskan campuran alkohol-air, titik didih cecair yang paling mudah menguap mula-mula dicapai; dalam kes ini, alkohol. Wap yang terbentuk akan mempunyai bahagian alkohol yang lebih tinggi, tetapi terdapat juga air yang tinggi di dalam wap, kerana titik didih serupa.

Cecair yang dikumpulkan dari penyulingan dan pemeluwapan akan mempunyai peratusan alkohol lebih besar daripada 50%. Sekiranya cecair ini mengalami penyulingan berturut-turut, larutan alkohol pekat dapat dicapai; tetapi tidak murni, kerana wap akan terus menyeret air ke komposisi tertentu, membentuk apa yang dikenali sebagai azeotrope

Produk cecair penapaian gula mempunyai peratusan alkohol 10%. Kepekatan ini dapat dibawa ke 50%, seperti dalam kasus Whisky, dengan penyulingan sederhana.

Pemisahan cecair-pepejal

Larutan garam di dalam air terdiri daripada cecair yang boleh diuap dan sebatian tidak mudah menguap dengan takat didih tinggi: garam.

Dengan menyuling larutan, air tulen dapat diperoleh dalam cecair pemeluwapan. Sementara itu, di bahagian bawah termos penyulingan garam akan mengendap.

Alkohol dan gliserin

Terdapat campuran etil alkohol, dengan titik didih 78.4ºC, dan gliserin, dengan takat didih 260ºC. Apabila mengalami penyulingan sederhana, wap yang terbentuk akan mempunyai peratusan alkohol yang sangat tinggi, hampir 100%.

Oleh itu, cecair penyulingan dengan peratusan alkohol, serupa dengan wap, akan diperolehi. Ini berlaku kerana titik didih cecair sangat berbeza.

Rujukan

1. Claude Yoder. (2019). Penyulingan. Kimia Berwayar. Dipulihkan dari: wiredchemist.com
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
3. Dragani, Rachelle. (17 Mei 2018). Tiga Contoh Campuran Penyulingan Mudah. Ilmu Pengetahuan. Dipulihkan dari: sciencing.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (02 Januari 2019). Apa itu Penyulingan? Definisi Kimia. Dipulihkan dari: thinkco.com
5. Dr Welder. (sf). Penyulingan Ringkas. Dipulihkan dari: dartmouth.edu
6. Universiti Barcelona. (sf). Penyulingan. Dipulihkan dari: ub.edu