Co je azeotrop?
Azeotrop je směs dvou nebo více chemikálií v roztoku, které nelze oddělit pomocí základních destilačních procesů, protože sdílejí společný bod varu a bod odpařování. Když se azeotrop zahřívá nebo vaří, všechny chemikálie se převádějí do plynného stavu ve stejném množství a někdy se označují jako konstantní vroucí směsi. Azeotropy mohou být obtížné vyrobit, protože koncentrace každé chemické látky musí být přesně vyvážené a jejich hustota, počáteční bod varu a povrchové napětí musí být v rozmezí, které může být v roztoku upraveno na rovnovážnou úroveň.
Vytváření azeotropických směsí je pravděpodobnější, pokud prekurzorové chemikálie mají body varu, které jsou blízko sebe. Chemické látky s různou elektrickou polaritou nebo iontovými náboji jsou také častěji přitahovány k sobě, aby vytvořily tento typ směsi. Několik typů rozpouštědel se přirozeně připojí k azeotropům kvůli těmto podmínkám, a proto je třeba během průmyslových procesů pečlivě oddělit.
V průmyslu má azeotrop hodnotu, protože se jedná o směs chemikálií v roztoku a nikoli o sloučeninu, kde tyto chemikálie vykazují silné molekulární vazby, které se snadno nerozbijí. To tedy umožňuje navrhnout azeotrop, kde obsah sestává z hořlavé a nehořlavé chemikálie, která celkově vykazuje nehořlavé vlastnosti. Protože se chemikálie během odpařování neoddělují, úniky nebudou mít za následek nebezpečné podmínky požáru.
Hořlavá rozpouštědla jsou často součástí azeotropických směsí, protože mohou být použita a pak kapalina destilována, aby se rozpouštědlo regenerovalo a zanechalo kontaminaci. Proces se vyhýbá riziku požáru a znečištění vzduchu rozpouštědlem, protože je vázán na nehořlavou složku azeotropu. Nejběžnějším příkladem tohoto typu azeotropu s rozpouštědlem je binární azeotrop s ethanolem a vodou. Voda se obvykle vaří při 212 ° Fahrenheita (100 ° C) a ethanol při 172,94 ° Fahrenheita (78,3 ° C), ale v koncentraci 95% ethanolu a 5% vody se oba vaří při 172,76 ° Fahrenheita (78,2 ° C). . Tento typ směsi se označuje také jako azeotrop s minimálním bodem varu, protože nový bod varu obou složek je pod bodem původně.
Běžný azeotrop s methanolem, který je směsí tří chemikálií, známých jako ternární azeotrop, obsahuje methanol, acetonitrit a vodu v koncentracích 52%, 44% a 4%. Společně mají teplotu varu mezi 149 ° až 158 ° Fahrenheita (65 ° až 70 ° C), která je nejblíže přirozenému bodu varu methanolu při 148,1 ° Fahrenheita (64,5 ° C). Tato konkrétní směs se používá při recyklaci rozpouštědla a v laboratorním procesu vysoce účinné kapalinové chromatografie (HPLC).