הבדל מפתח - אזאוטרופי לעומת זיקוק מיצוי
ההבדל העיקרי בין זיקוק אזאוטרופי לזיקוק מיצוי הוא שבזיקוק אזאוטרופי, נדרשת היווצרות של אזאוטרופ כדי להפריד בין מרכיבי התערובת ואילו בזיקוק מיצוי לא מתרחשת היווצרות אזאוטרופית.
זיקוק הוא תהליך של טיהור נוזל על ידי תהליך של חימום וקירור. בזיקוק אזאוטרופי נוצר אזאוטרופ לפני הפרדת רכיבים מתערובת. אזאוטרופ הוא תערובת של רכיבים בעלי נקודת רתיחה קבועה. בתהליך זיקוק מיצוי, אין צורך ליצור אזאוטרופ.בשיטה זו מוסיפים רכיב שלישי לתערובת בינארית. רכיב שלישי זה יכול להשפיע על התנודתיות של רכיבים קיימים.
מהו זיקוק אזאוטרופי?
זיקוק אזאוטרופי הוא טכניקת הפרדה המשמשת להפרדת מרכיבי התערובת על ידי יצירת אזאוטרופ. אזאוטרופים הם תערובות מרכיבים בעלות נקודת רתיחה קבועה. לא ניתן להפריד סוג זה של תערובת לרכיבים על ידי זיקוק פשוט שכן לכל הרכיבים אותה נקודת רתיחה. כאשר תערובת אזאוטרופית מורתחת, שיעור הרכיבים בנוזל ושלב האדים שלו שווה.
בשיטת זיקוק אזאוטרופי מוסיפים לתערובת האזאוטרופית רכיב חדש (המכונה ה-entrainer) על מנת ליצור אזאוטרופי חדש הרותח בטמפרטורה נמוכה מהאזאוטרופי הקיים. אז למערכת יש שני שלבים נוזליים בלתי ניתנים לערבב עם נקודות רתיחה שונות (הטרוגניות).
איור 01: מערכת הפרדת אתנול (E) למים (W) באמצעות בנזן (B)
לדוגמה, הבה נבחן תערובת של אתנול ומים. זה ידוע בתור אזאוטרופ בינארי מכיוון שיש שני רכיבים מתערבים בתערובת. אם מוסיפים בנזן בתור המלחין לתערובת זו, זה יכול להשפיע על נדיפותם של רכיבים אחרים בתערובת. התערובת נקראת כיום אזאוטרופ שלישוני מכיוון שיש שלושה מרכיבים בתערובת. כאשר תערובת זו מזוקקת, היא ידועה בשם זיקוק אזאוטרופי.
מהו זיקוק מיצוי?
זיקוק מיצוי היא טכניקת הפרדה הכוללת הוספת רכיב שלישי לתערובת בינארית כדי לאפשר את ההפרדה של שני הרכיבים. עם זאת, הרכיב השלישי אינו מתאדה במהלך תהליך הזיקוק; הרכיב השלישי צריך להיות פחות נדיף.לחלופין, צריך להיות לו נקודת רתיחה גבוהה יותר.
אם לתערובת הבינארית יש שני רכיבים בעלי נקודות רתיחה דומות יחסית, אזי לא ניתן להפריד בין רכיבים אלו בזיקוק פשוט. זה קורה מכיוון ששני הרכיבים יאוד בטמפרטורות כמעט דומות (רזולוציה גרועה).
איור 02: מערכת המציגה את הזיקוק המיצוי של תערובת A ו-B באמצעות E Solvent
במהלך תהליך הזיקוק המיצוי, לא נוצר אזאוטרופ. התהליך כולל ממס בעל נדיפות נמוכה מאוד כממס של תערובת הרכיבים. זה ידוע בתור ממס ההפרדה. במהלך הזיקוק, הרכיב בעל התנודתיות הגבוהה ביותר יאוד בקלות בתור המוצר העליון. השאר הוא הממס והרכיב השני (בתערובת הבינארית).מכיוון שהממס אינו יוצר אזאוטרופ עם הרכיב השני, ניתן גם להפריד אותו בקלות בשיטה זמינה.
לדוגמה, מיצוי של טולואן מפרפין יכול להיעשות בשיטת זיקוק מיצוי. לתערובת של טולואן ואיזו-אוקטן יש משקלים מולקולריים כמעט דומים. לכן, ההפרדה של טולואן מתוך תערובת זו קשה מאוד. אבל כאשר מוסיפים פנול לתערובת זו, נקודת הרתיחה של איזו-אוקטן עולה. זה מקל על הפרדת טולואן מהתערובת הזו.
מה ההבדל בין זיקוק אזאוטרופי לזיקוק מיצוי?
אזאוטרופי לעומת זיקוק מיצוי |
|
| זיקוק אזאוטרופי הוא טכניקת הפרדה המשמשת להפרדת מרכיבי התערובת על ידי יצירת אזאוטרופ. | זיקוק מיצוי הוא טכניקת הפרדה הכוללת הוספת רכיב שלישי לתערובת בינארית כדי לאפשר את ההפרדה של שני הרכיבים. |
| טכניקה | |
| בטכניקת זיקוק אזאוטרופי חשובה היווצרות אזאוטרופ לפני הזיקוק. | בטכניקת זיקוק מיצוי, מוסיפים לתערובת רכיב לא נדיף שיכול להשפיע על תנודתיות הרכיבים בתערובת. |
| הפרדה | |
| זיקוק אזאוטרופי מפריד רכיב לשלב האדים בעל הרכב הכימי הזהה לשלב הנוזלי. | זיקוק מיצוי מפריד רכיב ממטריצה של חומרים. |
סיכום – אזאוטרופי לעומת זיקוק מיצוי
זיקוק היא טכניקה כימית המשמשת להפרדה של רכיבים שונים בתערובת.ישנם סוגים רבים של טכניקות זיקוק, זיקוק פשוט הוא הסוג הפשוט ביותר. זיקוק אזאוטרופי וזיקוק מיצוי הם שני סוגים חשובים של זיקוק. ההבדל בין זיקוק אזאוטרופי וזיקוק מיצוי הוא שהיווצרות אזאוטרופ נדרשת להפרדת מרכיבי התערובת ואילו בזיקוק מיצוי לא מתרחשת היווצרות אזאוטרופית.
