The pemeruapan adalah proses menukarkan bahan kimia cecair atau pepejal kepada keadaan atau wap keadaan gas. Istilah lain yang digunakan untuk menggambarkan proses yang sama ialah pengewapan, penyulingan, dan pemejalwapan.
Satu bahan sering dapat dipisahkan dari yang lain dengan penguapan dan kemudian dapat dipulihkan dengan pemeluwapan wap.
Bahan tersebut dapat lebih cepat diuap dengan memanaskannya untuk meningkatkan tekanan wapnya atau dengan mengeluarkan wap menggunakan aliran gas lengai atau pam vakum.
Prosedur pemanasan termasuk penguapan air, merkuri, atau arsenik triklorida untuk memisahkan bahan-bahan ini daripada unsur-unsur yang mengganggu.
Reaksi kimia kadang-kadang digunakan untuk menghasilkan produk yang mudah menguap seperti pembebasan karbon dioksida dari karbonat, amonia dalam kaedah Kjeldahl untuk penentuan nitrogen, dan sulfur dioksida dalam penentuan sulfur dalam baja.
Kaedah penyuapan umumnya dicirikan oleh kesederhanaan dan kemudahan operasi, kecuali apabila suhu tinggi atau bahan tahan kakisan sangat diperlukan (Louis Gordon, 2014).
Volatilisasi tekanan wap
Mengetahui bahawa suhu mendidih air adalah 100 ° C, adakah anda pernah terfikir mengapa air hujan menguap?
Adakah ia 100 ° C? Sekiranya demikian, mengapa saya tidak menjadi panas? Pernahkah anda terfikir apa yang memberikan aroma khas kepada alkohol, cuka, kayu atau plastik? (Tekanan Wap, SF)
Bertanggungjawab untuk semua ini adalah harta yang dikenali sebagai tekanan wap, iaitu tekanan yang diberikan oleh wap dalam keseimbangan dengan fasa pepejal atau cecair bahan yang sama.
Juga, tekanan separa bahan di atmosfera pada pepejal atau cecair (Anne Marie Helmenstine, 2014).
Tekanan wap adalah ukuran kecenderungan bahan untuk berubah menjadi keadaan gas atau wap, iaitu ukuran ketidakstabilan bahan.
Apabila tekanan wap meningkat, semakin besar kapasiti cecair atau pepejal untuk menguap, sehingga menjadi lebih mudah berubah.
Tekanan wap akan meningkat dengan suhu. Suhu di mana tekanan wap pada permukaan cecair sama dengan tekanan yang diberikan oleh persekitaran disebut titik didih cecair (Encyclopædia Britannica, 2017).
Tekanan wap akan bergantung pada zat terlarut yang dilarutkan dalam larutan (ia adalah sifat koligatif). Di permukaan larutan (antara muka udara-gas) molekul paling dangkal cenderung menguap, bertukar antara fasa dan menghasilkan tekanan wap.
Kehadiran zat terlarut mengurangkan bilangan molekul pelarut di antara muka, mengurangkan tekanan wap.
Gambar 1: penurunan tekanan wap apabila mempunyai zat terlarut terlarut.
Perubahan tekanan wap dapat dihitung dengan Hukum Raoult untuk zat terlarut tidak mudah menguap yang diberikan oleh:
Di mana X2 adalah pecahan mol pelarut. Sekiranya kita mengalikan kedua-dua sisi persamaan dengan P ° maka tetap:
Penggantian (1) dalam (3) adalah:
(4)
Ini adalah perbezaan tekanan wap apabila zat terlarut larut (Jim Clark, 2017).
Analisis gravimetrik
Analisis gravimetrik adalah kelas teknik makmal yang digunakan untuk menentukan jisim atau kepekatan bahan dengan mengukur perubahan jisim.
Bahan kimia yang cuba kita hitung kadang-kadang disebut analit. Kita boleh menggunakan analisis gravimetrik untuk menjawab soalan seperti:
- Berapakah kepekatan analit dalam larutan?
- Seberapa suci sampel kita? Sampel di sini boleh menjadi pepejal atau larutan.
Terdapat dua jenis analisis gravimetrik yang biasa. Kedua-duanya melibatkan perubahan fasa analit untuk memisahkannya dari sisa campuran, mengakibatkan perubahan jisim.
Salah satu kaedah ini adalah gravimetri pemendakan, tetapi kaedah yang sangat menarik minat kita adalah gravimetri volatilisasi.
Gravimetri volatilisasi didasarkan pada penguraian sampel secara termal atau kimia dan mengukur perubahan yang dihasilkan dalam jisimnya.
Sebagai alternatif, kita dapat menangkap dan menimbang produk penguraian yang tidak menentu. Oleh kerana pelepasan spesies mudah menguap adalah bahagian penting dari kaedah ini, kami secara kolektif mengklasifikasikannya sebagai kaedah analisis gravimetrik volatilisasi (Harvey, 2016).
Masalah analisis gravimetrik hanyalah masalah stoikiometri dengan beberapa langkah tambahan.
Untuk melakukan pengiraan stoikiometrik, kita memerlukan pekali persamaan kimia seimbang.
Sebagai contoh, jika sampel mengandungi kekotoran barium klorida dihidrat (BaCl 2 H 2 O), jumlah kekotoran dapat diperoleh dengan memanaskan sampel untuk menguap air.
Perbezaan jisim antara sampel asal dan sampel yang dipanaskan akan memberi kita, dalam gram, jumlah air yang terkandung dalam barium klorida.
Dengan pengiraan stoikiometrik yang mudah, jumlah kekotoran dalam sampel akan diperoleh (Khan, 2009).
Penyulingan berperingkat
Penyulingan pecahan adalah proses di mana komponen campuran cecair dipisahkan menjadi bahagian yang berlainan (disebut pecahan) mengikut takat didihnya yang berbeza.
Perbezaan volatiliti sebatian dalam campuran memainkan peranan penting dalam pemisahannya.
Penyulingan pecahan digunakan untuk membersihkan bahan kimia dan juga untuk memisahkan campuran untuk mendapatkan komponennya. Ini digunakan sebagai teknik makmal dan dalam industri, di mana prosesnya sangat penting komersial.
Uap dari larutan mendidih disalurkan melalui lajur tinggi, yang disebut lajur pecahan.
Lajur itu dibungkus dengan plastik atau manik kaca untuk memperbaiki pemisahan dengan menyediakan lebih banyak luas permukaan untuk pemeluwapan dan penyejatan.
Gambar 2: persediaan untuk penyulingan pecahan di makmal.
Suhu lajur secara beransur-ansur menurun sepanjang panjangnya. Komponen dengan titik didih yang lebih tinggi mengembun pada lajur dan kembali ke larutan.
Komponen dengan titik didih yang lebih rendah (lebih mudah berubah) melewati lajur dan dikumpulkan berhampiran bahagian atas.
Secara teorinya, mempunyai lebih banyak manik atau plat meningkatkan pemisahan, tetapi menambahkan plat juga meningkatkan masa dan tenaga yang diperlukan untuk menyelesaikan penyulingan (Helmenstine, 2016).
Rujukan
- Anne Marie Helmenstine. (2014, 16 Mei). Definisi Tekanan Wap. Dipulihkan dari thinkco.com.
- Encyclopædia Britannica. (2017, 10 Februari). Tekanan wap. Dipulihkan dari britannica.com.
- Harvey, D. (2016, 25 Mac). Gravimetri Volatilisasi. Dipulihkan dari chem.libretexts.
- Helmenstine, AM (2016, 8 November). Definisi dan Contoh Penyulingan Pecahan. Dipulihkan dari thinkco.com.
- Jim Clark, IL (2017, 3 Mac). Undang-undang Raoult. Dipulihkan dari chem.libretexts.
- Khan, S. (2009, 27 Ogos). Pengenalan kepada analisis gravimetri: Gravimetri volatilisasi. Dipulihkan dari khanacademy.
- Louis Gordon, RW (2014). Dipulihkan dari accessscience.com.
- Tekanan wap. (SF). Dipulihkan dari chem.purdue.edu.