हम बताते हैं कि आसवन क्या है, इस पृथक्करण विधि के उदाहरण और आसवन के प्रकार जिनका उपयोग किया जा सकता है।

आसवन मिश्रण को अलग करने के लिए वाष्पीकरण और संघनन का उपयोग करता है।

आसवन क्या है?

आसवन को चरण पृथक्करण की एक विधि कहा जाता है, जो इनमें से है मिश्रण को अलग करने के तरीके. आसवन में दो भौतिक प्रक्रियाओं का लगातार और नियंत्रित उपयोग होता है: वाष्पीकरण और यह वाष्पीकरण, a . के घटकों को अलग करने के लिए चुनिंदा रूप से उनका उपयोग करना मिश्रण आमतौर पर एक सजातीय प्रकार का होता है, जिसमें इसके घटकों को नग्न आंखों से अलग नहीं किया जा सकता है।

मिश्रण जिन्हें आसवन का उपयोग करके उनके अलग-अलग घटकों में अलग किया जा सकता है, उनमें दो हो सकते हैं तरल पदार्थ, ए ठोस एक तरल या यहां तक ​​कि . में गैसों स्मूदी पृथक्करण की यह विधि क्वथनांक में अंतर पर आधारित है (इसका एक अंतर्निहित गुण मामला, क्या है तापमान जिससे दबाव एक तरल का वाष्प विभिन्न पदार्थों के तरल के आसपास के दबाव के बराबर होता है)। सबसे कम वाला पदार्थ क्वथनांक है, तो यह पदार्थ दूसरे कंटेनर में संघनित हो जाएगा, और यह अपेक्षाकृत शुद्ध होगा।

इस तरह, आसवन को सही ढंग से करने के लिए, हमें मिश्रण को तब तक उबालना चाहिए जब तक कि यह किसी एक के क्वथनांक तक न पहुंच जाए। पदार्थों घटक, जो तब वाष्प बन जाएंगे और एक ठंडे कंटेनर में ले जाया जा सकता है, जहां यह संघनित होता है और फिर से तरल हो जाता है।

दूसरी ओर, अन्य घटक पदार्थ बिना किसी परिवर्तन के कंटेनर में रहेगा; लेकिन दोनों ही मामलों में हमारे पास होगा शुद्ध पदार्थ, प्रारंभिक मिश्रण से मुक्त।

राउल्ट का नियम

जब हमारे पास तरल पदार्थों का एक आदर्श मिश्रण होता है (एक मिश्रण जिसमें के बीच परस्पर क्रिया होती है) कणों भिन्न को समान कणों के बीच परस्पर क्रिया के बराबर माना जाता है) राउल्ट का नियम पूरा होता है।

यह कानून कहता है कि गैस मिश्रण में प्रत्येक घटक का आंशिक वाष्प दबाव तरल मिश्रण में उसके मोल अंश से गुणा किए गए शुद्ध घटक के वाष्प दबाव के बराबर होता है।

कुल वाष्प दबाव, गैस चरण में मिश्रण के घटकों के आंशिक दबावों का योग है। दूसरी ओर, मिश्रण में किसी घटक का मोल अंश उसकी सांद्रता का एक आयामहीन माप होता है। ऊपर वर्णित परिमाणों की गणना निम्नलिखित समीकरणों का उपयोग करके की जा सकती है:

कहां:

  •   पिक्सल यू पीयू घटकों के आंशिक दबाव हैं एक्स तथा यू क्रमशः तरल मिश्रण के आसपास के वाष्पों के मिश्रण में।
  • px * और py * घटकों के वाष्प दाब हैं एक्स तथा वाई
  • xx यू xy घटकों के मोल अंश हैं एक्स तथा यू तरल मिश्रण में।
  • एनएक्स यू न्यूयॉर्क घटकों के पदार्थ की मात्रा हैं एक्स तथा यू तरल मिश्रण में।

ऊपर उठाया गया राउल्ट का नियम आदर्श मिश्रणों के लिए मान्य है (जो कि अध्ययन को सरल बनाने के लिए मानव द्वारा स्थापित एक मॉडल है), लेकिन वास्तव में मिश्रण के वास्तविक होने पर यह कानून विचलन से ग्रस्त है।

इस प्रकार, यदि मिश्रण के विभिन्न कणों में शुद्ध तरल में कणों की तुलना में अधिक मजबूत अंतर-आणविक बल होते हैं, तो मिश्रण का वाष्प दबाव शुद्ध तरल के वाष्प दबाव से कम होता है, जो राउल्ट द्वारा कानून से नकारात्मक विचलन पैदा करता है।

दूसरी ओर, यदि शुद्ध तरल में कणों के बीच अंतर-आणविक बल मिश्रण के कणों की तुलना में अधिक हैं, तो मिश्रण के कण वाष्प चरण में अधिक आसानी से बच सकेंगे, जिससे वाष्प का दबाव मिश्रण अधिक होगा, राउल्ट के नियम से सकारात्मक विचलन पैदा करेगा

जब आप एक एज़ोट्रोपिक मिश्रण (उदाहरण के लिए, इथेनॉल और पानी) को डिस्टिल करना चाहते हैं, तो कुछ घटक (बेंजीन, इस मामले में) जोड़ना आवश्यक है ताकि एज़ोट्रोप संशोधित हो और इस तरह से घटकों को अलग करने में सक्षम हो सके मिश्रण। एज़ोट्रोप एक परिभाषित संरचना के साथ एक तरल मिश्रण है, जब यह उबलता है, तो उत्पन्न वाष्प में मिश्रण की समान संरचना होती है (इसलिए एज़ोट्रोपिक मिश्रण के घटकों को सरल या आंशिक आसवन द्वारा अलग नहीं किया जा सकता है)।

एज़ोट्रोप्स का एक परिभाषित उबलते तापमान होता है, उदाहरण के लिए, 1 एटीएम के दबाव में, इथेनॉल 78.37 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है और पानी 100 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है, जबकि इथेनॉल-पानी एज़ोट्रोप 78.2 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है। एज़ोट्रोपिक मिश्रणों में राउल्ट के नियम से नकारात्मक या सकारात्मक विचलन होता है जैसा भी मामला हो।

आसवन के प्रकार

आसवन विभिन्न तरीकों से हो सकता है:

  • सरल आसवन। सबसे प्राथमिक में मिश्रण को तब तक उबालना होता है जब तक कि विभिन्न घटक अलग न हो जाएं। यह एक प्रभावी पृथक्करण विधि है जब मिश्रण के घटकों के क्वथनांक बहुत भिन्न होते हैं, (आदर्श रूप से उनमें कम से कम 25 डिग्री सेल्सियस का अंतर होना चाहिए, अन्यथा यह आसुत पदार्थ की कुल शुद्धता की गारंटी नहीं देता है)।

  • आंशिक आसवन। यह एक फ्रैक्शनेशन कॉलम के माध्यम से किया जाता है, जो विभिन्न प्लेटों से बना होता है जिसमें वाष्पीकरण और संक्षेपण क्रमिक रूप से होता है, अलग-अलग घटकों में अधिक शुद्धता की गारंटी देता है।

  • वैक्यूम आसवन। वैक्यूम उत्पन्न होने तक दबाव को कम करके, घटकों के क्वथनांक को कम करने के लिए प्रक्रिया को उत्प्रेरित किया जाता है, क्योंकि कुछ में बहुत अधिक क्वथनांक होते हैं जिन्हें कम किया जा सकता है जब दबाव बहुत कम हो जाता है और इस प्रकार आसवन की प्रक्रिया को तेज करता है।
  • एज़ोट्रोपिक आसवन। यह एक एज़ोट्रोप को तोड़ने के लिए आवश्यक आसवन है, अर्थात, एक मिश्रण जिसका पदार्थ एक जैसा व्यवहार करता है, यहां तक ​​कि क्वथनांक साझा भी करता है, इसलिए उन्हें सरल या आंशिक आसवन द्वारा अलग नहीं किया जा सकता है। एज़ोट्रोपिक मिश्रण को अलग करने के लिए मिश्रण की स्थिति को संशोधित करना आवश्यक है, उदाहरण के लिए कुछ अलग करने वाले घटक जोड़कर।
  • भाप आसवन। मिश्रण के वाष्पशील और गैर-वाष्पशील घटकों को जल वाष्प के सीधे इंजेक्शन द्वारा अलग किया जाता है।
  • सूखा आसवन। इसमें की उपस्थिति के बिना ठोस पदार्थों को गर्म करने के होते हैं सॉल्वैंट्स तरल पदार्थ, गैसें प्राप्त करते हैं और फिर उन्हें दूसरे कंटेनर में संघनित करते हैं।
  • बेहतर आसवन। इसे वैकल्पिक या प्रतिक्रियाशील आसवन भी कहा जाता है, यह मिश्रण के विशिष्ट मामलों के अनुकूल होता है जिन्हें अलग करना मुश्किल होता है या जिनका क्वथनांक समान होता है।

आसवन के उदाहरण

तरल कार्बनिक ईंधन प्राप्त करने के लिए कोयला शुष्क आसवन का उपयोग करता है।
  • तेल परिशोधन। विभिन्न का अलगाव हाइड्रोकार्बन में उपस्थित पेट्रोलियम यह भिन्नात्मक आसवन द्वारा किया जाता है, कच्चे तेल के पकाने से प्राप्त प्रत्येक यौगिक को विभिन्न परतों या आसवन स्तंभ के अलग-अलग डिब्बों में संग्रहीत किया जाता है। ये गैसें स्तंभ की ऊपरी परतों में उठती और संघनित होती हैं, जबकि डामर और पैराफिन जैसे सघन पदार्थ निचली परतों में रहते हैं।
  • कैटेलिटिक क्रैकिंग। कच्चे खाना पकाने से गैसों को अलग करने के लिए वैक्यूम टावरों का उपयोग करते हुए, तेल प्रसंस्करण में कुछ सामान्य वैक्यूम आसवन को यह नाम दिया गया है। इस प्रकार हाइड्रोकार्बन का क्वथनांक तेज हो जाता है और प्रक्रिया. क्रैकिंग एक प्रकार का विनाशकारी आसवन है, जिसमें बड़े हाइड्रोकार्बन (उच्च तापमान पर और उत्प्रेरक का उपयोग करके) छोटे हाइड्रोकार्बन में टूट जाते हैं, जिनका क्वथनांक कम होता है।
  • इथेनॉल शुद्धि। जुदा करना एल्कोहल प्रयोगशाला में इसके उत्पादन के दौरान पानी से इथेनॉल की तरह, एक एज़ोट्रोपिक आसवन का उपयोग किया जाता है, मिश्रण बेंजीन या अन्य घटकों को जोड़कर जो पृथक्करण को बढ़ावा देते हैं या तेज करते हैं, और फिर इसे आसानी से रासायनिक संरचना को बदलने के बिना हटाया जा सकता है। उत्पाद.
  • कोयला प्रसंस्करण। तरल कार्बनिक ईंधन प्राप्त करने के लिए, कोयले या लकड़ी का उपयोग शुष्क आसवन प्रक्रियाओं के माध्यम से किया जाता है, इस प्रकार गैसों में उत्सर्जित होती है दहन.
  • खनिज लवणों का थर्मोलिसिस। शुष्क आसवन के माध्यम से खनिज लवणों को जलाने से प्राप्त गैसों के उत्सर्जन और संघनन से उच्च औद्योगिक उपयोगिता के विभिन्न खनिज पदार्थ प्राप्त होते हैं।
  • अलेम्बिक। यह अरब पुरातनता में आविष्कार किए गए उपकरण को दिया गया नाम है, जिसका उद्देश्य किण्वित फलों से इत्र, दवाएं और शराब का उत्पादन करना है। इसके संचालन में, आसवन के सिद्धांतों का उपयोग किया जाता है: पदार्थों को एक छोटे बॉयलर में गर्म किया जाता है और उत्पादित गैसों को एक कॉइल में ठंडा किया जाता है जो दूसरे कंटेनर की ओर जाता है जहां उक्त गैसों के संघनन द्वारा उत्पादित तरल एकत्र किया जाता है।
  • इत्र उत्पादन। भाप आसवन का उपयोग इत्र, संरक्षित फूलों के साथ उबलते पानी को प्राप्त करने के लिए किया जाता है, वांछित गंध के साथ एक गैस का उत्पादन करने के लिए और जिसे संघनित होने पर इत्र में आधार तरल के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
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