Hvad er en Azeotrope?
En azeotrop er en blanding af to eller flere kemikalier i opløsning, der ikke kan adskilles ved basiske destillationsprocesser, fordi de deler et fælles kogepunkt og fordampningspunkt. Når en azeotrop opvarmes eller koges, omdannes kemikalierne til en gasformig tilstand i lige store mængder, og de kaldes undertiden som konstant kogende blandinger. Azeotropes kan være vanskelige at fremstille, fordi koncentrationerne af hvert kemikalie skal være nøjagtigt afbalanceret, og deres tæthed, begyndelseskogepunkt og overfladespænding skal være inden for et interval, der kan bringes til et ligevægtniveau i opløsningen.
Dannelse af azeotropiske blandinger forekommer mere sandsynligt, hvis prækursorkemikalierne har kogepunkter, der er tæt på hinanden. Kemikalier med forskellige elektriske polariteter eller ioniske ladninger er også mere tilbøjelige til at blive tiltrukket af hinanden for at danne denne type blanding. Flere typer opløsningsmidler vil naturligt forene sig i azeotrope på grund af disse forhold, og de skal derfor holdes omhyggeligt adskilt under industrielle processer.
I industrien har azeotroppen værdi, fordi det er en blanding af kemikalier i opløsning og ikke en forbindelse, hvor disse kemikalier udviser stærke molekylære bindinger, der ikke let brydes. Dette gør det derfor muligt at designe en azeotrop, hvor indholdet består af et brandfarligt og et ikke-brandfarligt kemikalie, der samlet set demonstrerer ikke-brandfarlige egenskaber. Da kemikalierne ikke adskilles under fordampning, vil spild ikke føre til farlige brandforhold.
Brandfarlige opløsningsmidler er ofte en del af azeotropiske blandinger, fordi de kan bruges og derefter destilleres væsken til at genvinde opløsningsmidlet og efterlader forurenede stoffer. Processen undgår risikoen for brand- og luftforurening med opløsningsmidlet, da det er bundet til den ikke-brandfarlige komponent i azeotroppen. Det mest almindelige eksempel på denne type opløsningsmiddel-azeotrop er den binære ethanol-vand-azeotrop. Normalt koger vand ved 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius) og ethanol ved 172,94 ° Fahrenheit (78,3 ° Celsius), men i en koncentration på 95% ethanol og 5% vand koges de begge ved 172,76 ° Fahrenheit (78,2 ° Celsius) . Denne type blanding omtales også som en mindst kogende azeotrop på grund af det faktum, at det nye kogepunkt for begge bestanddele er under det, som det oprindeligt var.
En almindelig methanol-azeotrop, der er en blanding af tre kemikalier, kendt som en ternær azeotrop, indeholder methanol, acetonitrit og vand i koncentrationer på henholdsvis 52%, 44% og 4%. Kombineret har de et kogepunkt mellem 149 ° og 158 ° Fahrenheit (65 ° til 70 ° Celsius), som er tættest på det naturlige kogepunkt for methanol ved 148,1 ° Fahrenheit (64,5 ° Celsius). Denne særlige blanding bruges til genanvendelse af opløsningsmidler og laboratorieprocessen med højtydende væskekromatografi (HPLC).