destylacja wzbogacająca

destylacja mieszanin w celu oddzielenia i oczyszczenia substancji jest starożytną techniką i podstawą współczesnego społeczeństwa. Produkuje napoje alkoholowe i paliwa zasilające nasze pojazdy, a nawet utrzymuje Skanery medyczne w pracy. Destylacja występuje w całym przemyśle.

wiele zastosowań destylacji stanowi bogate źródło historii do oprawy nauczania., Na przykład cykl wodny jest w rzeczywistości gigantycznym cyklem destylacji i może być powiązany z wieloma etapami kształcenia studentów. Obszary świata bez dostępu do słodkiej wody, które muszą produkować wodę pitną, stwarzają możliwości do dyskusji na temat społecznych i środowiskowych aspektów nauki.

społeczeństwo w dużej mierze opiera się na rafinowanych produktach ropy naftowej oraz substancjach oddzielonych od powietrza w drodze destylacji frakcyjnej, co daje kontekst do dyskusji na temat ekonomicznych aspektów destylacji., Przydatne produkty z powietrza obejmują azot, tlen i gazy szlachetne, które są szeroko stosowane w medycynie, przemyśle i badaniach. Na przykład ciekły azot utrzymuje przechowywane próbki biologiczne w chłodzie, a ciekły hel utrzymuje skanery MRI w zimnej temperaturze roboczej. Tlen i argon w podstawowym procesie wytwarzania stali tlenowej, a lasery kryptonowe wytwarzają mikroelektronikę. Destylacja z parą wodną jest również stosowana do oczyszczania związków, które są częścią wielu produktów konsumenckich, w tym zapachów i żywności.,

kadrowanie tematu w odpowiednich współczesnych kontekstach pomaga studentom docenić przydatność edukacji naukowej dla wszystkich, a nie tylko dla osób poszukujących kariery naukowej.

bazując na innych koncepcjach

destylacja łączy w sobie dwa podstawowe procesy fizyczne: parowanie i kondensację. Uczniowie poznają te pomysły na wczesnym etapie i stanowią podstawę do rozwoju destylacji frakcyjnej.,

tworzenie powiązań między zmianami stanu fizycznego a codziennymi doświadczeniami uczniów może pomóc im zniwelować podział pojęciowy między makroskopowym światem a abstrakcyjnymi modelami sub-mikroskopowymi i reprezentacyjnymi, które staramy się im budować. Na przykład parowanie można odróżnić od wrzenia przez odniesienie do suszenia kałuży. Lustro w łazience po gorącym prysznicu to codzienne spotkanie z kondensacją., Dodatkowo, koncepcja oczyszczania może być skonsolidowana za pomocą prostych badań, takich jak „DESERT survival practical”, który zmusza uczniów do odzyskania ostatniej cennej wody rozlanej na piasku przed odwodnieniem.

uczniowie budują bardziej kompleksowe i zintegrowane rozumienie przedmiotu, a nie zbiór odosobnionych faktów, poprzez tworzenie powiązań między pojęciami w chemii. Na przykład jednym z ograniczeń modelu cząstek jest brak uwzględnienia sił między cząstkami., Można to omówić w kontekście energetyki destylacji, np. dlaczego różne substancje mają różne punkty wrzenia.

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 Chemia B
WJEC Eduqas GCSE (9-1) Chemia	określona praca praktyczna: SP1B – Oddzielanie cieczy przez destylację, np. etanolu z wody, i przez chromatografię papierową

rozwijanie umiejętności praktycznych

uczniowie w wieku 7-11 lat mogą zapoznać się z pomiarem temperatury za pomocą termometrów cyfrowych i analogowych. Prosty eksperyment badający trzy fazy wody jest odpowiednim działaniem i może wzmocnić różnicę między odparowaniem a gotowaniem. W szkołach, w których praca praktyczna jest ograniczona brakiem sprzętu, można zastosować bardziej wrzosowy styl Robinsona., Na przykład, wykonanie prostego solarnego jeszcze do produkcji wody destylowanej na terenie Szkoły daje uczniom odpowiedni kontekst, aby skonsolidować ich zrozumienie.

w wieku 11-14 lat uczniowie mogą przeprowadzać prostą destylację roztworu siarczanu miedzi za pomocą rurek do gotowania z ramieniem bocznym lub stożkowych kolb/rurek do gotowania z rurką dostarczającą przepuszczaną przez Czop. Zaletą barwnego roztworu jest bezbarwny destylat i pogłębiająca się barwa pierwotnego roztworu, gdy rozpuszczona staje się bardziej skoncentrowana.,

czy ciecz jest czysta można zbadać, mierząc jej temperaturę wrzenia, chociaż podwyższenie temperatury wrzenia jest zazwyczaj niewielkie. Prosty miernik przewodności może wykazać względną czystość destylatu nad oryginalnym roztworem. Pokaz podniesienia temperatury wrzenia może być lepszy. Nasycony roztwór cukru i wody ma temperaturę wrzenia około 110°C. uczniowie będą mogli wyraźniej zobaczyć temperaturę wrzenia z cyfrowego termometru lub rejestratora danych. Ta demonstracja ma dodatkową zaletę pokazania bardzo wysokiej rozpuszczalności cukru., Kryształy cukru mogą być wytwarzane z otrzymanego stężonego roztworu cukru, co wiąże się z krystalizacją jako techniką oddzielania.

chociaż prosta destylacja jest stosunkowo prosta w konfiguracji, rozsądne wyniki wymagają cierpliwości ze strony uczniów.,skraplanie

owiń rurkę dostarczającą w chusteczkę zwilżoną zimną wodą silne zapachy emitowane z frakcji podczas destylacji mieszanin organicznych trzymaj rurki zbierające w wodzie z lodem i zatkaj je po zakończeniu zbierania

zaawansowana praktyczna destylacja

bardziej zaawansowani uczniowie, w wieku 14-16 lat, mogą powtórzyć prostą destylację, aby utrwalić zrozumienie i umiejętności, na przykład za pomocą roztworu fluoresceiny, który staje się bardziej zielony, gdy bezbarwna woda ulega destylacji., Prosta destylacja frakcyjna może być przeprowadzona przy użyciu syntetycznej ropy naftowej. Kolumna frakcjonująca nie jest potrzebna, ponieważ różne składniki mają wystarczająco różne temperatury wrzenia (>25°C pomiędzy temperaturą wrzenia każdej frakcji). Podobnie klasy mogą destylować limonen ze skórki pomarańczowej lub innych związków zapachowych .

ponieważ jest mało prawdopodobne, aby szkoły miały wystarczający zestaw lub chęć do obsługi szkła Quickfit poniżej 16 roku życia, zademonstruj destylację za pomocą skraplacza Liebiga ., Destylacja frakcyjna syntetycznej ropy naftowej z kolumną frakcjonującą może być również pokazana w ramach ogólnej dyskusji na temat różnych metod osiągania podobnych wyników.

w wieku 16-18 lat uczniowie powinni przeprowadzić prostą destylację za pomocą aparatu QuickFit. Jest to zwykle w kontekście produktów oczyszczających lub półproduktów w syntezie organicznej., Jeśli sprzęt jest dostępny, uczniowie mogą również użyć kolumny frakcjonującej z prostą mieszaniną, np. propan-1-ol (bp 97°C) i 2-metylo-propan-1-ol (bp 108°c). Dodatkowo, uczniowie powinni mieć możliwość korzystania z płaszczy grzewczych, jeśli są dostępne. Na studiach licencjackich najczęściej stosowaną metodą ogrzewania są aluminiowe bloki grzewcze (np. bloki DrySyn) na płytach grzewczych. Obecnie kąpiele olejowe są rzadko stosowane.

wiele pomysłów zawartych w tym artykule będzie również przydatnych w innych technikach separacji, takich jak odparowanie, krystalizacja i filtracja, które zostaną omówione w późniejszym artykule z tej serii.

David Paterson jest nauczycielem chemii w Aldenham School, Elstree