Ce este un azeotrop?

Un azeotrop este un amestec de două sau mai multe substanțe chimice în soluție care nu poate fi separată prin procese de distilare de bază, deoarece au un punct de fierbere și un punct de vaporizare comun. Când un azeotrop este încălzit sau fiert, toate substanțele chimice se transformă într-o stare gazoasă în cantități egale și uneori sunt denumite amestecuri cu fierbere constantă. Azeotropii pot fi dificil de realizat deoarece concentrațiile fiecărei substanțe chimice trebuie echilibrate cu precizie, iar densitatea, punctul inițial de fierbere și tensiunea superficială trebuie să fie într-un interval care poate fi adus la un nivel de echilibru în soluție.

Formarea amestecurilor azeotrope este mai probabil să aibă loc dacă substanțele chimice precursoare au puncte de fierbere care sunt apropiate unele de altele. Produsele chimice cu polarități electrice sau sarcini ionice diferite sunt, de asemenea, mai probabil să fie atrase unele de altele pentru a forma acest tip de amestec. Mai multe tipuri de solvenți se vor uni în mod natural în azeotropi datorită acestor condiții și, prin urmare, ei trebuie să fie ținuți separat cu grijă în timpul proceselor industriale.

În industrie, azeotropul are valoare deoarece este un amestec de substanțe chimice în soluție și nu un compus în care acele substanțe chimice prezintă legături moleculare puternice care nu se rup ușor. Prin urmare, acest lucru face posibilă proiectarea unui azeotrop în care conținutul constă dintr-o substanță chimică inflamabilă și o substanță neinflamabilă care demonstrează în general caracteristici neinflamabile. Deoarece substanțele chimice nu se separă în timpul evaporării, scurgerile nu vor duce la condiții de incendiu periculoase.

Solvenții inflamabili sunt adesea parte din amestecurile azeotropice, deoarece pot fi utilizați și apoi lichidul distilat pentru a recupera solventul și a lăsa contaminanții în urmă. Procesul evită riscul de incendiu și poluare a aerului cu solvent, deoarece este legat de componenta neinflamabilă a azeotropului. Cel mai comun exemplu al acestui tip de azeotrop de solvent este azeotropul binar etanol-apă. În mod normal, apa fierbe la 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius) și etanolul la 172.94 ° Fahrenheit (78.3 ° Celsius), dar într-o concentrație de 95% etanol și 5% apă, ambele fierb la 172.76 ° Fahrenheit (78.2 ° Celsius) . Acest tip de amestec este denumit și azeotrop de fierbere minimă, datorită faptului că noul punct de fierbere pentru ambii constituenți este mai mic decât cel inițial.

Un azeotrop de metanol obișnuit, care este un amestec de trei substanțe chimice, cunoscut sub numele de azeotrop ternar, conține metanol, acetonitrit și apă în concentrații de 52%, 44% și, respectiv, 4%. Combinate, au un punct de fierbere între 149° și 158° Fahrenheit (65° până la 70° Celsius), care este cel mai apropiat de punctul natural de fierbere al metanolului la 148.1° Fahrenheit (64.5° Celsius). Acest amestec special este utilizat în reciclarea solvenților și în procesul de laborator al cromatografiei lichide de înaltă performanță (HPLC).