Springen naar inhoud

(of natuurkunde) koken van een ideaal homogeen mengsel


  • Log in om te kunnen reageren

#1

In physics I trust

    In physics I trust


  • >5k berichten
  • 7384 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 21 februari 2010 - 08:38

Hallo, ik heb een vraag over het koken van een homogeen ideaal mengsel.

Stel dat B de vluchtigste component is. Dan zal de damp rijker zijn aan B dan de vloeistof. Veronderstel verder dat we werken bij een vastgelegde druk. Bovendien willen we een damp bekomen met dezelfde samenstelling als de vloeistof had.

De faseregel van Gibbs vertelt dan dat, als de temperatuur stijgt, de samenstelling van het mengsel tijdens het kookproces vastligt.

Maar nu vraag ik me af, als je de temperatuur laat stijgen, en je bereikt de kooklijn, of dan eerst quasi al het B verdampt, en vervolgens al het A? Immers: om dezelfde samenstelling te kunnen bekomen, moet alle vloeistof verdampen.

Of gebeurt de verdamping van de 2 componenten tegelijkertijd?


Kan iemand me een beetje vooruithelpen, alstublieft?
Dank bij voorbaat!
"C++ : Where friends have access to your private members." — Gavin Russell Baker.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

JohnB

    JohnB


  • >250 berichten
  • 711 berichten
  • VIP

Geplaatst op 21 februari 2010 - 10:39

Dit hangt af van het kookpunt van de stof.

Destillatie is hier op gebaseerd. Als je ethanol van water wilt scheiden, zorg je voor een verwarming. Als je met een thermometer werkt zul je zien dat (onafhankelijk van hoe heet de verwarming staat) de thermometer eerst een tijd blijft staan op het kookpunt van ethanol en wanneer alle ethanol verdampt is, gaat de temperatuur pas omhoog naar het kookpunt van water.

Conclusie: het ethanol verdampt eerst, daarna pas het water.

Ongetwijfeld gaat er natuurlijk wel een kleine fractie water mee met de ethanol en zul je het destillaat nog wel een aantal keer moeten zuiveren.

Geeft dit antwoord op je vraag?

#3

In physics I trust

    In physics I trust


  • >5k berichten
  • 7384 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 21 februari 2010 - 11:34

opkoken.png Grotendeels wel! Bedankt!
Een homogeen mengsel van A en B (veronderstel A de stof met het hoogste kookpunt) wordt verhit.
Op een gegeven moment wordt de kooktemperatuur van B bereikt.
Als ik het dus goed begrijp, begint op dat moment eerst het grootste deel van B te verdampen, waardoor het homogeen mengsel evolueert naar quasi zuiver A. Blijven we temperatuur toevoegen, dan zal er een sprong plaatsvinden, en de temperatuur zal stijgen tot de kooktemperatuur van A, waarna de temperatuur weer constant blijft gedurende het verdampen van A...

Zit het zo ineen?

Want in de cursus werd een duidelijke lijn getrokken tussen opkoken ter destillatie en opkoken waarbij je een dampmengsel wil bekomen met dezelfde samenstelling als de vloeistof waar je vanuitging...

En dat onderscheidvat ik niet volledig.

Het diamgram op de afbeelding toont een combidiagram met bovenaan molfractie-temperatuur, en onderaan molfractie- tijd.

En op het onderste deel van het diagram zie ik precies toch dat het ontstaan van de damp onmiddellijk een damp creŽert waarvan de samenstelling in de richting van (relatief) minder B evalueert...

Dat zie ik dus nog niet.

O ja, voor het diagram moet je weten dat je op de centrale as moet beginnen aflezen, en vertrekt vanuit vloeistoffase. Boven zijn kook- en condensatielijn getekend.
Het schuine lijnstuk onderaan dat uit het niets lijkt te komen, is de dampfase...

Alvast bedankt!
"C++ : Where friends have access to your private members." — Gavin Russell Baker.

#4

JohnB

    JohnB


  • >250 berichten
  • 711 berichten
  • VIP

Geplaatst op 21 februari 2010 - 23:07

Een homogeen mengsel van A en B (veronderstel A de stof met het hoogste kookpunt) wordt verhit.
Op een gegeven moment wordt de kooktemperatuur van B bereikt.
Als ik het dus goed begrijp, begint op dat moment eerst het grootste deel van B te verdampen, waardoor het homogeen mengsel evolueert naar quasi zuiver A. Blijven we temperatuur toevoegen, dan zal er een sprong plaatsvinden, en de temperatuur zal stijgen tot de kooktemperatuur van A, waarna de temperatuur weer constant blijft gedurende het verdampen van A...

Zit het zo ineen?


Helemaal juist. Alleen met 'temperatuur' toevoegen bedoel je natuurlijk 'energie' toevoegen (detail).
Met het tweede deel van je vraag kan ik je niet zo goed helpen. Wellicht dat iemand anders hier een handje kan toesteken.

#5

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 21 februari 2010 - 23:54

Denk eens aan het luchtmengsel en aan het raffineren en kraken van aardolie.
De vluchtigste component verdampt bij een bepaalde temperatuur het snelst.

#6

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 22 februari 2010 - 17:26

Hallo, ik heb een vraag over het koken van een homogeen ideaal mengsel.

Stel dat B de vluchtigste component is. Dan zal de damp rijker zijn aan B dan de vloeistof. Veronderstel verder dat we werken bij een vastgelegde druk. Bovendien willen we een damp bekomen met dezelfde samenstelling als de vloeistof had.

De vraagstelling is tegenstrijdig. Het is bij een ideaal mengsel alleen mogelijk dezelfde dampsamenstelling als de vloeistofsamenstelling te bekomen als de vloeistof of zuiver B is, of zuiver A. Bij een niet-ideaal mengsel dat een azeotroop vormt is het ook mogelijk bij precies die azeotropische samenstelling.

Indien men een ideaal vloeistofmengsel met een bepaalde samenstelling van A en B in een bekerglas verwarmt, zonder Vigreux, dan zal de ontstane damp wat rijker in B zijn dan de vloeistof maar niettemin ook A bevatten. Het hangt af van de relatieve vluchtigheid van beiden hoeveel de dampsamenstelling afwijkt van de vloeistofsamenstelling. Men kan dit aflezen in een fasediagram van het betreffende A+B mengsel.
Bij een niet-ideaal mengsel met een azeotroop kan het echter gebeuren dat bij bepaalde vloeistofsamenstellingen de damp juist minder B bevat dan de vloeistof. Dit hangt af van de positie van die vloeistofsamenstelling t.o.v. die azeotropische samenstelling, en of die azeotroop een maximum- of een minimum-azeotroop is.

Lees ook eens hoofdstuk 6 in dit (let wel, ik heb het niet allemaal gelezen om het te controleren op eventuele fouten).

Veranderd door Fred F., 22 februari 2010 - 17:27

Hydrogen economy is a Hype.

#7

In physics I trust

    In physics I trust


  • >5k berichten
  • 7384 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 22 februari 2010 - 21:49

Interessante link, bedankt!
"C++ : Where friends have access to your private members." — Gavin Russell Baker.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures