Berikende destillasjon

destillasjon av blandinger med å skille ut og rense stoffer er en gammel teknikk, og en som preger et moderne samfunn. Den produserer alkoholholdig drikke og brensel som makt våre biler , og holder til medisinsk skannere arbeider. Destillasjon er funnet i hele bransjen.

mange bruker av destillasjon gi en rik kilde av historier å ramme undervisning., For eksempel, vannets kretsløp er i praksis et gigantisk destillasjon syklus og kan være knyttet til mange stadier av studentenes utdanning. Områder av verden som ikke har tilgang til friskt vann som trenger å produsere drikkevann gir muligheter for å diskutere sosiale og miljømessige sider ved vitenskap.

Samfunn sterkt avhengig av raffinerte produkter av råolje, sammen med stoffer som er atskilt fra luften ved en brøk destillasjon, og dette gir en bakgrunn for diskusjoner av destillasjon økonomiske aspekter., Nyttige produkter fra luft omfatter nitrogen, oksygen og edle gasser, som er mye brukt i medisin, industri og forskning. For eksempel, flytende nitrogen holder lagret biologiske prøver kule mens flytende helium holder MR-skannere på en kald arbeide temperatur. Oksygen og argon blåse i grunnleggende oksygen stål-prosessen og krypton lasere produserer mikroelektronikk. Damp destillasjon er også brukt til å rense forbindelser som er en del av mange forbrukerprodukter, blant annet dufter og matvarer.,

Innramming emnet i relevante moderne sammenhenger hjelper studentene setter pris på anvendeligheten av en vitenskap, utdanning for alle, ikke bare for de som søker en vitenskapelig karriere.

Bygning på andre konsepter

Destillasjon kombinerer to fundamentale fysiske prosesser: fordampning og kondensering. Studentene møte disse ideene tidlig på, og de gir grunnlag for progresjon til brøk destillasjon.,

å Gjøre koblinger mellom fysisk tilstand endringer og hverdagslige erfaringer av studenter som kan hjelpe dem å bygge bro over den konseptuelle skillet mellom den makroskopiske verden og det abstrakte sub-mikroskopiske og representasjons-modeller vi prøver å hjelpe dem med å bygge. For eksempel, fordampning kan skilles fra kokende med referanse til tørking av pytter. Badet speilet etter en varm dusj er en dagligdags møte med kondens., I tillegg konsept for rensing kan bli konsolidert ved hjelp av enkle undersøkelser, for eksempel «Desert overlevelse praktisk’ som utfordrer elevene til å gjenopprette sin siste dyrebare vann sølt på sand før de dehydrate.

Studenter bygge en mer helhetlig og integrert forståelse av faget, snarere enn en samling av isolerte fakta, ved å gjøre koblinger mellom konsepter i kjemi. For eksempel, en begrensning av partikkel-modell, er mangelen på vurdering av krefter mellom partiklene., Dette kan bli diskutert i sammenheng med energetics av destillasjon, f.eks hvorfor ulike stoffene har forskjellige kokende poeng.

Distillation practical work in GCSE specifications

GCSE specification	Practical work
AQA GCSE Chemistry (8462)	Required practical activity 8 – Analysis and purification of water samples from different sources, including pH, dissolved solids and distillation
Edexcel GCSE (9-1) Chemistry	Core practical 2.,td>OCR GCSE (9-1) Twenty First Century Science-Kjemi B
WJEC Eduqas GCSE (9-1) Kjemi	Spesifisert Praktisk Arbeid: SP1B – Utskilling av væske ved destillasjon, f.eks etanol fra vann, og av papir kromatografi

å Utvikle praktiske ferdigheter

Studenter i alderen 7-11 kan bli introdusert til måling av temperatur ved hjelp av både digitale og analoge termometre. Et enkelt eksperiment for å se på de tre fasene av vann er en passende aktivitet, og kan forsterke forskjellen mellom fordampning og koking. I skoler hvor praktisk arbeid er begrenset av mangel på utstyr, en mer Heath Robinson stilen kunne bli brukt., For eksempel, gjør en enkel solenergi fortsatt å produsere destillert vann i skolen begrunnelse som gir elevene en relevant kontekst for å konsolidere sin forståelse.

I alderen 11-14, kan elevene utføre enkel destillasjon av kobber sulfat-løsning med siden armen kokende rør, eller konisk kanner/kokende rør med levering røret gikk gjennom en bung. Fordelene med en farget løsning er fargeløs destillatet, og dypere farge i den opprinnelige løsningen som oppløst stoff blir mer konsentrert.,

Om en væske er ren kan undersøkes ved å måle sitt kokepunkt, selv om den kokepunkt høyde har en tendens til å være små. En enkel ledningsevne meter kan vise den relative renhet på destillatet over den opprinnelige løsningen. En demonstrasjon av heving av kokepunkt kan bli bedre. En mettet sukker–vann er en løsning som har et kokepunkt på rundt 110°C. Studenter vil være i stand til å se den kokende temperatur mer tydelig fra et digitalt termometer eller data-logger. Denne demonstrasjonen har den ekstra fordelen av å vise svært høy løselighet av sukker., Sukker krystaller kan bli produsert fra den resulterende konsentrert sukker løsning, og denne koblinger til krystallisasjon som en separasjon teknikk.

Mens enkel destillasjon er relativt grei å sette opp, rimelige resultater trenger tålmodighet fra studentene.,ittle kondens

Pakk levering rør i vev som er fuktet med iskaldt vann Sterk lukt som slippes ut fra fraksjoner ved destillering av organisk blandinger Holder på å samle inn rør i is-vann, og bung så snart samling er fullført

Avansert praktisk destillasjon

Mer avanserte elever i alderen 14-16, kan du gjenta enkle destillasjon for å styrke forståelse og ferdigheter, for eksempel med en fluorescein løsning, som blir mer levende grønn som fargeløse vann distils av., Enkel brøk destillasjon kan utføres ved hjelp av syntetisk råolje. En fractionating kolonnen er ikke nødvendig ettersom de ulike komponentene har tilstrekkelig forskjellige kokende poeng (>25°C mellom kokepunkt av hver fraksjon). Like, klasser kan destillere limonene fra appelsinskall , eller andre duftende forbindelser .

Som skolene er usannsynlig å ha tilstrekkelig kit eller ønske for under-16s å håndtere Quickfit glass, demonstrere destillasjon ved hjelp av en Liebig kondensator i stedet ., Brøk destillasjon av syntetisk olje med en fractionating kolonnen kan også vises som en del av en generell diskusjon om ulike metoder for å oppnå liknende resultater.

På 16-18 år, forventes studentene å utføre en enkel destillasjon med QuickFit apparatet. Dette er vanligvis i sammenheng med rensende produkter eller intermediater i organisk syntese., Hvis utstyret er tilgjengelig, studentene kan også bruke en fractionating kolonne med en enkel blanding, for eksempel propan-1-ol (bp 97°C) og 2-metyl-propan-1-ol (bp 108°C). I tillegg skal studentene ha mulighet til å bruke oppvarming mantles hvis tilgjengelig. På lavere grads nivå, aluminium oppvarming blokker (f.eks DrySyn blokker) på varme tallerkener er den vanligste oppvarming metode. I dag, olje bad er sjelden brukt.

Mange av ideene i denne artikkelen vil også være nyttig for andre separasjon teknikker, slik som fordamping, krystallisasjon og filtrering, som vil bli dekket i en senere artikkel i denne serien.

David Paterson er en kjemi lærer ved Aldenham Skolen, Elstree