Vad är en Azeotrope?
En azeotrop är en blandning av två eller flera kemikalier i lösning som inte kan separeras genom grundläggande destillationsprocesser eftersom de delar en gemensam kokpunkt och förångningspunkt. När en azeotrop upphettas eller kokas omvandlas kemikalierna till ett gasformigt tillstånd i lika stora mängder, och de kallas ibland konstant kokande blandningar. Azeotropes kan vara svåra att göra eftersom koncentrationerna för varje kemikalie måste vara exakt balanserade, och deras täthet, initial kokpunkt och ytspänning måste ligga inom ett område som kan bringas till en jämvikt i lösningen.
Bildningen av azeotropa blandningar är mer troligt att inträffa om föregångskemikalierna har kokpunkter som ligger nära varandra. Kemikalier med olika elektriska polariteter eller joniska laddningar är också mer benägna att lockas till varandra för att bilda denna typ av blandning. Flera typer av lösningsmedel kommer naturligtvis att gå med i azeotroper på grund av dessa förhållanden, och de måste därför hållas försiktigt åtskilda under industriella processer.
Inom industrin har azeotropen värde eftersom det är en blandning av kemikalier i lösning och inte en förening där dessa kemikalier uppvisar starka molekylära bindningar som inte lätt bryts. Detta gör det därför möjligt att utforma en azeotrop där innehållet består av en brandfarlig och en icke brandfarlig kemikalie som totalt sett visar icke brandfarliga egenskaper. Eftersom kemikalierna inte separeras under indunstning kommer spill inte att leda till farliga brandförhållanden.
Brandfarliga lösningsmedel är ofta en del av azeotropa blandningar eftersom de kan användas och därefter destilleras vätskan för att återvinna lösningsmedlet och lämna föroreningar bakom. Processen undviker risken för brand- och luftföroreningar av lösningsmedlet eftersom det är bundet till den icke-brandfarliga komponenten i azeotropen. Det vanligaste exemplet på denna typ av lösningsmedel-azeotrop är den binära etanol-vatten-azeotropen. Normalt kokar vatten vid 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius) och etanol vid 172,94 ° Fahrenheit (78,3 ° Celsius), men i en koncentration av 95% etanol och 5% vatten kokar de båda vid 172,76 ° Fahrenheit (78,2 ° C) . Denna typ av blandning benämns också som en minimum kokande azeotrop på grund av det faktum att den nya kokpunkten för båda beståndsdelarna ligger under den för vad den ursprungligen var.
En vanlig metanol-azeotrop som är en blandning av tre kemikalier, känd som en ternär azeotrop, innehåller metanol, acetonitrit och vatten i en koncentration av 52%, 44% respektive 4%. Kombinerat har de en kokpunkt mellan 149 ° C till 158 ° Fahrenheit (65 ° till 70 ° Celsius), vilket är närmast den naturliga kokpunkten för metanol vid 148,1 ° Fahrenheit (64,5 ° Celsius). Denna speciella blandning används vid återvinning av lösningsmedel och laboratorieprocessen med högpresterande vätskekromatografi (HPLC).