Sự chuyển thể nào xảy ra trong quá trình chưng cất nước?

Sự chuyển thể nào xảy ra trong quá trình chưng cất nước? được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Vật lý lớp 6. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Câu hỏi: Sự chuyển thể nào xảy ra trong quá trình chưng cất nước?

1. Nóng chảy và đông đặc
2. Bay hơi và ngưng tụ
3. Nóng chảy và bay hơi
4. Đông đặc và ngưng tụ

Trả lời:

Đáp án đúng: B

Sự chuyển thể bay hơi và ngưng tụ xảy ra trong quá trình chưng cất nước

1. Chưng cất là gì?

Chưng cất có thể được hiểu đơn giản là một phương pháp tách dùng nhiệt để tách hỗn hợp đồng thể (dung dịch) của các chất lỏng, khí khác nhau thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau sẽ đưa đến hóa chất tinh khiết hơn.

Khi chưng cất ta sẽ thu được khá nhiều thành phẩm và nó thường phụ thuộc vào cấu tử. Cấu tử bao nhiêu thì sẽ có bấy nhiêu sản phẩm.

2. Bản chất của chưng cất là gì?

Bản chất của chưng cất chính là dựa vào nhiệt độ sôi hay nhiệt độ bay hơi khác nhau để tách các cấu tử bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi và ngưng tụ

3. Mục đích của chưng cất

Chưng cất có khá nhiều ứng dụng như:

+ Làm sạch các tạp chất như các chất keo, nhựa bẩn, … trong quá trình sản xuất rượu hoặc chưng cất tinh dầu.

+ Thu các sản phẩm từ quá trình như chưng cất rượu, chưng cất cồn và chưng cất tinh dầu, …

+ Nâng cao chất lượng của sản phẩm vì qua quá trình chưng cất sẽ đem đến sản phẩm có độ tinh khiết cao hơn.

4. Nguyên tắc của quá trình chưng cất

Tính đặc biệt của chưng cất chính là dùng năng lượng như là phương tiện trợ giúp để tách. Năng lượng có một ưu thế lớn đó là có thể dễ dàng đưa vào và lấy ra khỏi một hệ thống. Các nguyên tắc của quá trình chưng cất như sau:

- Lặp lại bước tách hỗn hợp

Nồng độ của chất cần phải tách có thể được tiếp tục nâng cao bằng cách tiếp tục chưng cất lại phần cất. Nhiệt độ sôi khác nhau càng lớn thì người ta cần càng ít lần chưng cất để đạt đến một nồng độ nhất định.

- Chưng cất phân đoạn

Chưng cất phân đoạn là một trong những phương pháp kinh điển dùng để tách các chất bay hơi ra khỏi một hỗn hợp dựa vào sự khác biệt nhiệt độ sôi của các chất trong hỗn hợp.

- Chưng cất lôi cuốn

Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước dựa trên sự khuếch tán và lôi cuốn theo hơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao. Sự khuếch tán sẽ dễ dàng khi tế bào chứa tinh dầu trương phồng do nguyên liệu tiếp xúc với hơi nước bão hòa trong một thời gian nhất định.

- Rượu và các hỗn hợp đẳng phí

Ứng dụng lâu đời nhất và đồng thời là được biết đến nhiều nhất của chưng cất là sản xuất rượu mạnh.

Đặc biệt, một tỷ lệ nhất định của hỗn hợp hai chất lỏng mà không thể tiếp tục tách bằng phương pháp chưng cất được nữa. Các hỗn hợp này được gọi là hỗn hợp đẳng phí. Nếu muốn tăng nồng độ của cồn phải dùng đến các phương pháp tinh cất đặc biệt khác.

5. Các phương pháp chưng cất

- Chưng cất đơn giản

Hầu hết các phương pháp chưng cất được sử dụng trong nghiên cứu công nghiệp và phòng thí nghiệm là các biến thể của chưng cất đơn giản. Công nghệ cơ bản này sử dụng một khối lập phương hoặc vặn lại trong đó chất lỏng nóng lên, một bình ngưng để làm mát bằng hơi và một bể để thu thập chưng cất. Khi hỗn hợp các chất được đun nóng, chất dễ bay hơi nhất trong số chúng, hoặc chất có nhiệt độ sôi thấp nhất, được chưng cất trước, sau đó các chất khác được chưng cất, hoặc hoàn toàn không. Một thiết bị đơn giản như vậy là hoàn hảo để làm sạch chất lỏng có chứa các thành phần không bay hơi, và đủ hiệu quả để tách các chất với các điểm sôi khác nhau. Để sử dụng trong phòng thí nghiệm, các bộ phận của thiết bị thường được làm bằng thủy tinh và kết nối với phích cắm, ống cao su hoặc ống thủy tinh. Ở quy mô công nghiệp, thiết bị được làm từ kim loại hoặc gốm.

- Chưng cất phân đoạn

Phương pháp, được gọi là chưng cất phân đoạn hoặc vi phân, được phát triển để tinh chế dầu, bởi vì chưng cất đơn giản để tách các chất lỏng có điểm sôi không khác nhau là không hiệu quả. Trong trường hợp này, hơi nước được ngưng tụ nhiều lần và bay hơi trong một bể thẳng đứng bị cô lập. Một vai trò đặc biệt ở đây được chơi bởi các bể hơi khô, cột phân đoạn và bình ngưng, cho phép trả lại một phần nước ngưng trở lại khối lập phương. Mục đích là để đạt được sự tiếp xúc gần gũi giữa các pha tăng khác nhau của hỗn hợp sao cho chỉ các phân số dễ bay hơi nhất ở dạng hơi đến được máy thu và phần còn lại được trả lại dưới dạng chất lỏng về phía khối lập phương. Việc tinh chế các thành phần dễ bay hơi là kết quả của sự tiếp xúc giữa các chất đối kháng đó được gọi là cải chính, hoặc làm giàu.

- Chưng cất nhiều

Phương pháp này còn được gọi là bay hơi tức thời nhiều giai đoạn. Đây là một loại chưng cất đơn giản. Với sự giúp đỡ của nó, ví dụ, nước được chưng cất tại các nhà máy khử mặn thương mại lớn. Việc chuyển đổi chất lỏng thành hơi không cần sưởi ấm. Nó chỉ đơn giản là chảy từ một bể có áp suất khí quyển cao vào một bể có mức thấp hơn. Điều này dẫn đến sự bay hơi nhanh chóng, kèm theo sự ngưng tụ hơi nước thành chất lỏng

- Chưng cất chân không

Trong một trong những giống của quá trình giảm áp suất, bơm chân không được sử dụng để tạo chân không. Phương pháp này, được gọi là chưng cất chân không, đôi khi được sử dụng khi làm việc với các chất thường sôi ở nhiệt độ cao hoặc phân hủy khi đun sôi trong điều kiện bình thường.

Bơm chân không tạo ra áp suất trong cột thấp hơn áp suất khí quyển. Ngoài chúng, bộ điều chỉnh chân không được sử dụng. Kiểm soát cẩn thận các tham số là rất quan trọng vì hiệu quả tách phụ thuộc vào sự khác biệt về độ bay hơi tương đối ở một nhiệt độ và áp suất nhất định. Thay đổi tham số này có thể ảnh hưởng xấu đến quá trình.

Chưng cất trong chân không là gì, nổi tiếng trong các nhà máy lọc dầu. Phương pháp chưng cất thông thường tách hydrocarbon nhẹ và tạp chất từ hydrocarbon nặng. Phần dư được chưng cất chân không. Điều này cho phép bạn tách các hydrocacbon sôi cao, chẳng hạn như dầu và sáp, ở nhiệt độ thấp. Phương pháp này cũng được sử dụng trong việc tách các hợp chất hóa học hữu cơ nhạy cảm với nhiệt và trong việc khử các dung môi hữu cơ.

- Chưng cất hơi nước là gì?

Chưng cất hơi nước là một phương pháp chưng cất thay thế ở nhiệt độ dưới điểm sôi bình thường. Nó được sử dụng khi chất chưng cất không trộn lẫn và không phản ứng hóa học với nước. Ví dụ về các vật liệu như vậy là axit béo và dầu đậu nành. Trong quá trình chưng cất, hơi nước được cung cấp cho chất lỏng, làm nóng nó và gây ra sự bay hơi.

- Chưng cất trong cột đóng gói

Mặc dù các cột được đóng gói thường được sử dụng để hấp thụ, nhưng chúng cũng được sử dụng để chưng cất hỗn hợp hơi-lỏng. Thiết kế này cung cấp diện tích bề mặt tiếp xúc lớn, làm tăng hiệu quả của hệ thống. Một tên khác cho thiết kế như vậy là một cột chưng cất.

Nguyên tắc hoạt động như sau. Hỗn hợp thô của các thành phần có độ bay hơi khác nhau được đưa vào trung tâm của cột. Chất lỏng chảy xuống qua vòi và hơi nước di chuyển lên. Hỗn hợp ở đáy bể đi vào lò sưởi và thoát ra bằng hơi nước. Khí xông lên qua vòi phun, nhặt các thành phần dễ bay hơi nhất của chất lỏng, rời khỏi cột và đi vào bình ngưng. Sau khi hóa lỏng, sản phẩm đi vào bể hồi lưu, nơi nó được tách thành chưng cất và một phần được sử dụng để tưới.

Nồng độ khác nhau dẫn đến các thành phần ít bay hơi hơn chuyển từ pha hơi sang chất lỏng. Vòi phun làm tăng thời gian và diện tích tiếp xúc, làm tăng hiệu quả tách. Ở đầu ra, hơi nước chứa lượng tối đa các thành phần dễ bay hơi, trong khi trong chất lỏng, nồng độ của chúng là tối thiểu.

Vòi phun được lấp đầy với số lượng lớn và gói. Hình dạng của chất độn có thể là cấu trúc ngẫu nhiên hoặc hình học. Nó được làm từ một vật liệu trơ như đất sét, sứ, nhựa, gốm, kim loại hoặc than chì. Chất độn, theo quy luật, có kích thước từ 3 đến 75 mm và được phân biệt bởi diện tích bề mặt lớn tiếp xúc với hỗn hợp hơi-lỏng. Ưu điểm của việc điền số lượng lớn là thông lượng cao, khả năng chịu áp lực cao và chi phí thấp.

----------------------------------------

Như vậy chúng tôi đã giới thiệu các bạn tài liệu Sự chuyển thể nào xảy ra trong quá trình chưng cất nước? Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Vật Lý lớp 6, Giải bài tập môn Vật lý lớp 6, Giải vở bài tập Vật Lý 6, Tài liệu học tập lớp 6, ngoài ra các bạn học sinh có thể tham khảo thêm đề học kì 1 lớp 6 và đề thi học kì 2 lớp 6 mới nhất được cập nhật.