Избавиться от ацетальдегида? Это очень просто!

Автор Тема: Избавиться от ацетальдегида? Это очень просто!  (Прочитано 9070 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Роман 68

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 140
  • Спасибо
  • -Отправлено: 0
  • -Получено: 4
Наливаем в 5 литровую стеклянную банку 1 литр спирта с 5 мл ацетальдегида. Откачиваем из банки воздух.
  Если в банке будет чистый спирт оставшееся давление при комнатной температуре будет 5 кПа или 1/20 атмосферного. До такого давления спокойно откачивает компрессор от холодильника.
  Если в банке будет спирт с 5 мл жидкого ацетальдегида – газообразный ацетальдегид займет  5мл * 500 = 2,5 литра оставшегося объема банки. 1,5 литра займут пары спирта или 1500 мл / 500 = 3 мл жидкого спирта.
  Еще раз откачиваем банку и удаляем весь ацетальдегид и 3 мл  спирта. Потеря спирта 0,3 %
Зачем ты взял такую большую банку, что в нее кроме паров ацетальдегида вышло ещё некоторое количество паров спирта? Нужно объём банки рассчитать так, чтобы в пространство над жидкостью поместился только газообразный ацетальдегид до последней молекулы, тогда очистка будет идеальной, ни единой молекулы спирта не будет утеряно.
Но у меня есть вопросы: Как ацетальдегид договориться со спиртом, чтобы тот всё это время оставался жидким? Зачем создавать некоторый вакуум, если можно то же самое при обычном давлении сделать. Открыл крышку и ацетальдегид, вместе со всеми головными примесями, в строгой очерёдности, покинет интересующую нас жидкость, до последней молекулы? МЫ ПОЛУЧИМ СВЕРХ ЧИСТЫЙ ПРОДУКТ не потеряв ни одной молекулы спирта! Мне жалко людей придумавших рект. колонны, так тупить, они не знали, что можно откачать воздух, и все примеси начнут выстраиваться в ряд, причём, следующая примесь будет ждать своей очереди, пока последняя молекула предыдущей примеси не покинет жидкость. :o :o :o 

Оффлайн asmelАвтор темы

  • Новичок
  • **
  • Сообщений: 99
  • Спасибо
  • -Отправлено: 2
  • -Получено: 2
Зачем создавать некоторый вакуум, если можно то же самое при обычном давлении сделать. Открыл крышку и ацетальдегид, вместе со всеми головными примесями, в строгой очерёдности, покинет интересующую нас жидкость
Еще в детстве не мог понять такую простую на первый взгляд проблему. Берем две банки, соединяем их трубкой. В первую банку наливаем воду и ставим в тепло, например на батарею. Вторую банку относим подальше от батареи. В первой банке 60 градусов и вода, во второй 20 градусов. Теперь любимое "проффесором" парциальное давление - в теплой банке парциальное давление паров воды выше чем в холодной. По идее, пусть медленно, но вода из теплой банки должна бы перебраться в холодную. Но это не происходит. При удалении воздуха из системы все замечательно работает.
 Боюсь упоминать мой вакуумный дистиллятор - у вас тут есть  "проффесор", который косит под Мюнхаузена, его чрезвычайно широкий технический и научный  кругозор это почему-то очень сильно возмущает.

Онлайн Микола Григорович

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 2281
  • Спасибо
  • -Отправлено: 434
  • -Получено: 348
  • Це не моя фотографія, а пана Заглоби.
Еще в детстве не мог понять такую простую на первый взгляд проблему.
Это не удивительно.
 Боюсь упоминать мой вакуумный дистиллятор
А это правильно.

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 12200
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1058
  • -Получено: 6422
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Игорь, откуда цифра 413.
Наша песня хороша, начинай сначала.
Пересчитаем с повышенной точностью.
Один грамм-моль любого вещества вещества в газообразном состоянии занимает объем 22,414 литра при нуле градусов и нормальном давлении, а при 20-ти - 24,055 литра.

1 грам-моль спирта при 20 градусах весит 46.069 грамм, в жидком состоянии он занимает объем 58,367 мл, в газообразном - 24,055 литра.

В газообразном состоянии 1 моль чистого этанола занимает объем в 412,13 раз больше, чем в жидком.

Если эти молекулы спирта в газообразном состоянии смешать с воздухом,объем смеси может быть хоть миллион кубов, хоть 25 миллионов, но объем этанола в этой смеси все равно останется в 412,13 раз больше, чем занимал этот этанол в жидком состоянии.

До моей табуретки дошло. А до тебя?
« Последнее редактирование: 01-04-2013, 20:18:28 от Игорь »
І лани широкополі,
І Дніпро, і кручі...

Оффлайн asmelАвтор темы

  • Новичок
  • **
  • Сообщений: 99
  • Спасибо
  • -Отправлено: 2
  • -Получено: 2
Игорь.Что же вы тут такие злые? Если твоя табуретка чуть-чуть «помягше», обсуди с ней следующие моменты:
 58,367 мл спирта никак не создадут давление в одну атмосферу в объеме 22 литра при температуре 0 градусов. Ты же все считаешь для нормальных условий, только что температура не 0, а 20 градусов, но это ты скорректировал – объем стал не 22, а 24 литра.
При 20 градусах пары спирта создают давление 20 кПа или 1/5  атмосферы. Чтобы создать такое давление молекулами спирта, которые выйдут из 58.367 мл жидкого спирта (при температуре 20 градусов) потребуется объем 24*5 = 120 литров. 120000/58 = 2069 раз.
Т.е. при испарении спирта при 20 градусах его объем увеличивается в 2069 раз.
Да , уточни у своей табуретки, правильно ли все с арифметикой, а то цифра все время меняется.
« Последнее редактирование: 02-04-2013, 06:02:57 от asmel »

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 12200
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1058
  • -Получено: 6422
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
При 20 градусах пары спирта создают давление 20 кПа или 1/5  атмосферы
Потрудись понять что такое парциальное (частичное) давление и перестань пороть чушь.

58,367 мл спирта никак не создадут давление в одну атмосферу в объеме 22 литра при температуре 0 градусов.
Я нигде не говорил о том, что эти пары создадут какое-то давление. Повторяю десятнадцатый раз. Табуретке уже надоела и она ушла в кухню.
Испарившись при нормальном давлении и температуре 20 градусов, пары спирта займут объем в 400 с хвостиком раз больше, чем до этого занимала жидкость.  "Пары" азота - в 700 раз без малого, пары воды - в 1300 с хвостиком. Поэтому твоя строка, процитированная ниже, и все расчеты, основанные на твоей цифре 500, бессмысленны.
В среднем, при испарении жидкости объем увеличивается в 500 раз (при атмосферном давлении).

Там ты писал про атмосферное давление, сейчас спрыгиваешь на пониженное, и при этом недопустимо похабно трактуешь саму суть термина "парциальное давление".
если ты передумал про атмосферное давление, пересчитать увеличение объема просто. Для этанола нужно 413 (или сколько там) разделить на атмосферное давление и умножить на абсолютное новое. Ну, например, при давлении в 2 атмосферы (3 абсолютных) объем паров этанола будет в 138 раз больше объема при атмосферном давлении. А при давлении в 1/5 атмосферы - впятеро больше, чем при атсомсфере. но это уже другой рассказ - ты-то поставил условие "при атсосферном давлении).
Кстати, если захочешь узнать во сколько раз изменится объем этанола при испарении при другой температуре, достаточно эти 413 разделить на 293.15 и умножить на новую температуру в градусах Кельвина.
Общее правило - объем умноженный на давление и деленный на абсолютную температуру - величина постоянная.

Если твоя табуретка чуть-чуть «помягше», обсуди с ней следующие моменты:

Отличная мысль!
Зову табуретку обратно. Пора для нее провести ликбез. Следующий раз уже не я, а она будет вести с тобой диалог.


Дорогая табуретка! пора тебе узнать что такое парциальное давление.

Молекула газа (пара) не знает что такое давление и температура, она не видит манометров - термометром и не понимает цифр. Она носится в пространстве и практически никогда не сталкивается с другими молекулами до тех пор, пока "населенность" объема молекулами этого вида велика, а скорости, определяющей температуру, достаточно чтобы разбежаться после столкновения.

Но если весь объем занят молекулами какого-то вещества, если при атмосферном давлении температура становится ниже температуры его кипения, это говорит только об одном. Средняя скорость движения молекул газа становится становится недостаточной для того, чтобы пролетающие рядом молекулы разбежались, они притягиваются друг к другу и слипаются, слипаются, слпаются... Это явление называется конденсацией.
Если перед нами стоит задача предотвратить конденсацию, есть только два пути - либо разогнать молекулы, чтобы гоняли побыстрее (то есть подогреть газ), либо сделать расстояние между молекулами этого вещества побольше.
Сделать расстояние больше можно двумя способами - удалить из объема часть молекул. При этом снизится давление. Парциальное давление давление показывает какую часть молекул при данной температуре можно оставить в этом объеме чтобы они не конденсировались.
Но это не наш вариант, ведь Асмел написал "в 500 раз при атмосферном давлении".

Как можно, не меняя давление, изменить "населенность" объема молекулами какого-то вида, чтобы при температуре ниже температуры кипения не было конденсации?
Правильно, моя табуреточка. Нужно часть объема заполнить другими молекулами, которые с моими не слипаются и вместе не конденсируются. Воздухом, например. Азотом. Аргоном. Углекислотой.

Парциальное давление показывает какую часть объема должно занимать наше вещество, а какую - воздух, чтобы не было конденсации.
Если при какой-то температуре парциальное давление какого-то вещества равна 100 Па, это значит, что это вещество должно занимать в объеме не больше 10%, остальной объем должен быть занят другими неконденсирующимися газами.

В этой ситуации при темперетуре 20 градусов, 1 моль вещества, испарившись, занял бы объем 24 литра. Но чтобы он не конденсировался, его нужно было бы разбавить в 10 раз, добавив 9 раз по 24 лира воздуха.

В этом объеме (240 литров) 1 моль испарившегося вещества занимал бы 24 литра, ни больше, ни меньше, ровно 24 литра при 20 градусах. Остальное - воздух.

Табуреточка, это все.

Следующий раз я расскажу тебе что произойдет если разбавить наше вещество не воздухом, а другим конденсирующимся веществом с другим парциальным давлением.
« Последнее редактирование: 03-04-2013, 10:42:59 от Игорь »
І лани широкополі,
І Дніпро, і кручі...

Оффлайн asmelАвтор темы

  • Новичок
  • **
  • Сообщений: 99
  • Спасибо
  • -Отправлено: 2
  • -Получено: 2
Очень жаль, что табуретка плохо разобралась в этом важном вопросе.
Объясняю ей проблему более наглядным способом, почти что без арифметики.
1. Моль любого вещества содержит одинаковое число молекул. Это число называется числом Авогадро. Так вот, при испарении моля спирта т.е. 58.367 мл.
1 грам-моль спирта при 20 градусах весит 46.069 грамм, в жидком состоянии он занимает объем 58,367 мл, в газообразном - 24,055 литра.
выделится (6,022045±0,000031)*10 в 23 молекул спирта.
2. При 20 градусах давление паров спирта не может быть более 20 кПа (более точную цифру табуретка наверняка знает). Если давление паров станет больше при этой температуре – избыточная часть молекул превратится в жидкость.
3. Давление 20 кПа  (6,022045±0,000031)*10 в 23  молекул спирта при температуре 20 градусов могут создать только в объеме в 5 раз большем нормального объема т.е. в объеме 22.4*5 = 122 литра (тут табуретка пересчитает с учетом температуры не 0 при нормальных условиях а 20 при заявленной). В 5 раз т.к. 20 кПа это в пять раз меньше нормального атмосферного. См. уравнение Менделеева-Клапейрона.

Таким образом изменение в объеме от жидкого к газообразному при испарении спирта для температуры 20 градусов:
122000/58 = 2104 раза.

Теперь про парциальное давление:
(кстати эта часть посвящается в основном “проффесору” – Мюнхаузену. Прихожу к выводу, что пикировки с не очень развитыми и плохо образованными людьми приносят, как и пиво по утрам, не только вред, но и пользу – мысль полируется)

Даже при испарении в определенный объем с одной атмосферой воздуха в этом объеме, пары спирта будут создавать такое же давление, как если бы воздуха в этом объеме не было. Конечно тут нужно учитывать закон Дальтона - сумма всех давлений будет равняться общему давлению. Т.е  часть воздуха из данного объема должна будет вытесниться  парциальным давлением паров спирта при этой температуре. По обычной жизни можно вспомнить духоту перед грозой – там воздух вытесняется парами воды.

Конденсация начнется только: либо при повышении парциального давления, либо при понижении температуры в данном объеме. Парциальному давлению плевать на окружающие газы – критические параметры температура и объем при данном парциальном давлении.

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 12200
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1058
  • -Получено: 6422
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Чтобы выяснить, все ли моя табуретка уяснила, устрою ей контрольную работу. Всего одна задача.

Условие.
Незадачливый ректификатор отректифицировал ведро спирта и, оставив на столе, забыл закрыть его крышкой.
К утру к своему огорчению он заметил, что количество спирта в ведре уменьшилось ровно на 1 моль.
Испарившийся спирт занял некоторый объем воздуха в помещении, и излишек этого воздуха, равный объему испарившегося спирта, покинул помещение.
Вопрос.
Какой объем воздуха был вытеснен из помещения, если давление и температура в помещении не изменялись и составляли соответственно 760 мм.рт.ст. и 20 градусов Цельсия?
Содержанием воды в ведре спирта пренебречь.


Кто-то поможет моей табуретке написать контрольную работу?
І лани широкополі,
І Дніпро, і кручі...

Оффлайн GrOV

  • Профессионал
  • *****
  • Сообщений: 1280
  • Спасибо
  • -Отправлено: 170
  • -Получено: 405
  • Профессиональный начинающий ;)
"Буратино, у тебя было 3 яблока,...
Некто взял у тебя одно..
Сколько у тебя осталось?
- ТР-Р-Р-И!!!
- Почему???
- А я не дам Некту яблоко - хоть он дерись"...     (С) Золотой ключик.
Мозги даны каждому..Не все читали инструкцию по эксплуатации..

Оффлайн asmelАвтор темы

  • Новичок
  • **
  • Сообщений: 99
  • Спасибо
  • -Отправлено: 2
  • -Получено: 2
Хрен с ним с давлением. Пусть в голове утрамбуется. Если хочешь напишу в личку решение твоей задачки.
В связи с  играми с малыми количествами ацетальдегида , возникла неплохая мысль о проверке эффективности отделения головных примесей.
В объем воды добавляем немного нашатырного спирта. Капаем в воду с аммиаком несколько капель фенолфталеина (взять у химиков или раньше он продавался в аптеках как слабительное). Вода окрашивается в малиновый цвет, Ph раствора увеличивается.
Далее пропускаем малиновую воду через эпюрационную колонну. При удачном отбивании аммиака из воды она обесцветится. Контроллировать можно и по изменению Ph. Давление аммиака при комнатной температуре 10 атмосфер, ацетальдегида 1 атмосфера. При успешном исходе можно снижать концентрации.
В моих экспериментах с вакуумом в холодную, аммиак не отбивается. Готовлю вакуумную эпюрационную колонну, эпюрацию хочу проводить водяным паром????

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 12200
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1058
  • -Получено: 6422
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Отделение ацетальдегида, как и других примесей, проявляющих головные свойства,  никогда не создает проблем при ректификации. Как и примесей. проявляющие хвостовые свойства. Проблемы бывают только с двуличными примесями, которые в одних условиях проявляют головные, а в других - хвостовые свойства. Это метанол, фурфурол, сивушные спирты и целая плеяда сложных эфиров.
У тех, кто ректифицирует сахарный самогон нет метанола, но это компенсируется геморроем с ацеталями.

Ацетальдегид... Это просто безобидный шалунишка в сравнении с перечисленными волчарами.
І лани широкополі,
І Дніпро, і кручі...

Оффлайн asmelАвтор темы

  • Новичок
  • **
  • Сообщений: 99
  • Спасибо
  • -Отправлено: 2
  • -Получено: 2
Я хочу использовать эту методику для грубой проверки работы колонны и выявления возможных нюансов. Ацетальдегид для этого не принципиален, просто посмотреть глазами, как отделяются головы.

Оффлайн Delta

  • Глобальный модератор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 8150
  • Спасибо
  • -Отправлено: 837
  • -Получено: 1970
Вода окрашивается в малиновый цвет, Ph раствора увеличивается.
Далее пропускаем малиновую воду через эпюрационную колонну. При удачном отбивании аммиака из воды она обесцветится. Контроллировать можно и по изменению Ph. Давление аммиака при комнатной температуре 10 атмосфер, ацетальдегида 1 атмосфера. При успешном исходе можно снижать концентрации.
Чего то мне внутренний голос подсказывает, что для обесцвечивания этой лабуды, эпюрация делать и на фиг не надо...и на дистилляторе обесцетится...Хотя могу и ошибаться :(
Хочешь набраться опыта - купи грабли!
Обходя чужие грабли, Вы теряете драгоценный опыт!

Оффлайн asmelАвтор темы

  • Новичок
  • **
  • Сообщений: 99
  • Спасибо
  • -Отправлено: 2
  • -Получено: 2
Конечно обесцветится. Просто можно глазами и временем наблюдать за процессом.

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 12200
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1058
  • -Получено: 6422
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Давление аммиака при комнатной температуре 10 атмосфер, ацетальдегида 1 атмосфера
В любом объеме? При любом количестве?
І лани широкополі,
І Дніпро, і кручі...