Mieszanina azeotropowa
Mieszanina azeotropowa, znana również jako azeotrop, to ciecz składająca się z dwóch lub więcej związków chemicznych, która znajduje się w równowadze termodynamicznej z parą nasyconą. W takim przypadku skład chemiczny pary i cieczy jest identyczny, co oznacza, że po skropleniu pary uzyskujemy ciecz o tym samym składzie co oryginalna mieszanina. To zjawisko uniemożliwia separację takich mieszanin za pomocą standardowych metod destylacji lub rektyfikacji.
Aby rozdzielić mieszaniny azeotropowe, stosuje się alternatywne metody, takie jak:
- ekstrakcja
- sorpcja
- dodanie innego związku chemicznego, który tworzy azeotrop z jednym ze składników
Przykładem azeotropu jest spirytus rektyfikowany, czyli mieszanina wody i etanolu, której stężenie alkoholu wynosi od 95,5% do 97,5%. Aby uzyskać niemal czysty etanol, można dodać benzen, co pozwala na uzyskanie roztworu etanolu z zawartością około 99,8%. Obecnie ze względu na toksyczność benzenu, preferowaną metodą jest destylacja pod ciśnieniem dwóch atmosfer, co zapobiega tworzeniu azeotropu z wodą.
Azeotropia
Azeotropia występuje, gdy roztwór rzeczywisty wykazuje istotne odstępstwa od prawa Raoulta. Można ją podzielić na dwa typy:
- dodatnia – występuje duże dodatnie odstępstwo od prawa Raoulta, a prężność pary nad mieszaniną jest wyższa niż prężność pary czystego składnika. Przykłady: woda-etanol, benzen-metanol.
- ujemna – występuje duże ujemne odstępstwo, a prężność pary nad mieszaniną jest niższa niż prężność pary czystego składnika. Przykłady: aceton-chloroform, woda-kwas azotowy.
Azeotropie dodatnie są częstsze niż ujemne, co wiąże się z właściwościami lotności składników w mieszankach.
