Hva er en Azeotrope?
En azeotrope er en blanding av to eller flere kjemikalier i løsning som ikke kan skilles ut ved grunnleggende destillasjonsprosesser fordi de deler et felles kokepunkt og fordampningspunkt. Når en azeotrope varmes opp eller kokes, konverteres alle kjemikaliene til en gassform i like store mengder, og de blir noen ganger referert til som konstante kokende blandinger. Azeotropes kan være vanskelig å lage fordi konsentrasjonene av hvert kjemikalie må være nøyaktig balansert, og dens tetthet, begynnelseskokepunkt og overflatespenning må være innenfor et område som kan bringes til et nivå av likevekt i løsningen.
Det er mer sannsynlig at dannelse av azeotropiske blandinger oppstår hvis forløperkjemikaliene har kokepunkter som er nær hverandre. Kjemikalier med forskjellige elektriske polariteter eller ioniske ladninger er også mer sannsynlig å bli tiltrukket av hverandre for å danne denne typen blandinger. Flere typer løsemidler vil naturlig bli med i azeotropes på grunn av disse forholdene, og de må derfor holdes nøye adskilt under industrielle prosesser.
I industrien har azeotroppen verdi fordi den er en blanding av kjemikalier i oppløsning og ikke en forbindelse der disse kjemikaliene utviser sterke molekylære bindinger som ikke lett brytes. Dette gjør det derfor mulig å designe en azeotrope der innholdet består av et brannfarlig og et ikke-brennbart kjemisk stoff som samlet sett viser ikke-brennbare egenskaper. Siden kjemikaliene ikke skilles ut under fordamping, vil søl ikke føre til farlige brannforhold.
Brennbare løsningsmidler er ofte en del av azeotropiske blandinger fordi de kan brukes og deretter destilleres væsken for å gjenvinne løsningsmidlet og etterlater forurensning. Prosessen unngår risikoen for brann og luftforurensning av løsningsmidlet, siden det er bundet til den ikke-brennbare delen av azeotroppen. Det vanligste eksemplet på denne typen løsningsmiddel-azeotrop er den binære etanol-vann-azeotroppen. Normalt koker vann ved 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius) og etanol ved 172,94 ° Fahrenheit (78,3 ° Celsius), men i en konsentrasjon på 95% etanol og 5% vann koker de begge ved 172,76 ° Fahrenheit (78,2 ° C) . Denne typen blandinger blir også referert til som et minimum kokende azeotrop, på grunn av det faktum at det nye kokepunktet for begge bestanddeler er under det som det opprinnelig var.
En vanlig metanol-azeotrope, som er en blanding av tre kjemikalier, kjent som en ternær azeotrop, inneholder metanol, acetonitritt og vann i konsentrasjoner på henholdsvis 52%, 44% og 4%. Kombinert har de et kokepunkt mellom 149 til 158 ° Fahrenheit (65 ° til 70 ° Celsius), som ligger nærmest det naturlige kokepunktet for metanol ved 148,1 ° Fahrenheit (64,5 ° Celsius). Denne spesielle blandingen brukes i resirkulering av løsemiddel og laboratorieprosessen med høy ytelse væskekromatografi (HPLC).