액체 공기는 순수한 산소를 생산하는 기초입니다. 분별 증류 액체 공기 제제의 분별 증류
증류 또는 증류는 이성분 및 다성분 액체 혼합물을 개별 성분으로 분리하는 과정입니다. 이 경우 액체가 증기 상태로 전환되는 과정과 증기가 응축되는 과정이라는 두 가지 과정을 별도로 고려할 수 있습니다.
포화 증기압이 외부 압력과 같아지면 액체가 끓습니다. 액체의 끓는점은 압력의 변화에 따라 변합니다. 순수한 개별 물질을 증류할 때, 액체의 조성과 생성되는 증기가 동일하기 때문에 특정 압력에서의 끓는점은 일정합니다. 구성 요소가 어떤 비율로든 서로 혼합되어 있는 액체 물질의 혼합물을 증류하는 경우, 기체상이 더 휘발성이 높아지면서 증기와 액체의 조성이 항상 변합니다. 요소.
휘발성이 더 높은 성분이 풍부한 증기가 응축됩니다. 그 결과 증기와 동일한 조성을 가진 액체(증류물)가 탄생합니다. 증류액을 증류할 때 먼저 증기가 형성되고 끓는점이 낮은 성분이 더욱 풍부해집니다.
이러한 반복적인 증류의 결과, 혼합물은 실질적으로 순수한 성분으로 분리될 수 있다. 이것이 분별 증류로 액체 물질의 혼합물을 분리하는 방법의 핵심입니다. 분별 증류로 물질 혼합물을 분리하는 것이 더 쉬울수록 액체 조성과 증기 조성의 차이가 커집니다. 그러나 분별 증류는 공비(별도로 끓지 않는) 혼합물을 분리할 수 없습니다.
분별 증류는 두 물질의 혼합물을 분리하는 경우에도 매우 시간이 많이 걸리는 과정입니다. 성분 수가 많을수록 더 큰 어려움이 발생하며, 이는 정확한 분별을 위해 컬럼 증류를 통해 제거할 수 있습니다. 이 과정의 결과로 서로 분리된 수많은 분획이 형성되어 좁은 온도 한계 내에서 끓습니다.
증류는 대기압뿐만 아니라 증가된 압력과 감소된 압력에서도 수행될 수 있습니다. 감압 증류는 대기압 하에서 끓는점에서 분해되거나 변화하는 고비점 액체의 성분을 분리하는 데 사용됩니다. 원하는 끓는점은 그에 따라 잔압을 줄임으로써 달성됩니다.
물질, 특히 열적으로 불안정하거나 물에 잘 녹지 않거나 물과 쉽게 분리되는 물질을 정제하거나 분리하기 위해 포화 또는 과열 증기를 이용한 증류가 종종 사용됩니다.
대기압에서 단순 증류
단순 증류는 끓는 액체 혼합물의 부분 증발, 생성된 증기의 완전한 제거 및 응축으로 귀결됩니다. 일반적으로 단순 증류는 비등점이 크게 다른 열적으로 안정한 액체 물질을 분리하는 데 사용됩니다. 액체에 용해된 고체로부터 액체를 분리하는 것; 솔루션 집중을 위해; 액화 가스 등의 정화용
대기압에서 증류하기 위한 가장 간단한 장치는 끓는 액체의 증기를 냉장고로 제거하기 위해 목에 튜브가 납땜된 Wurtz 플라스크 또는 Wurtz 노즐, 온도계, 하강 콘덴서, 긴 및 수신기 (그림 156). 바닥이 둥근 플라스크, 뾰족한 플라스크 또는 배 모양 플라스크를 증류 플라스크로 사용할 수 있습니다. Wurtz 플라스크 또는 별도의 증류 플라스크는 증류액이 부피의 2/3 이하를 차지하는 용량으로 선택됩니다. 끓는점이 높은 액체를 증류하려면 목이 짧은 플라스크를 사용해야 합니다. 뾰족한 플라스크에서 소량의 액체를 증류하는 것이 더 낫습니다. 이 플라스크의 그려진 모양은 증류를 최소한의 잔류물로 허용합니다. 가장 적합한 것은 플라스크의 내용물을 줄이면서 거의 일정한 증발 표면을 제공하는 배 모양의 증류 플라스크입니다.
Wurtz 유리 노즐은 코어의 KN 번호가 증류 플라스크 커플링의 KN 번호와 일치하도록 선택됩니다. 증기를 응축하기 위해 기존의 하향 통풍 응축기가 사용됩니다. 냉장고의 길이가 길어질수록 액체의 끓는점은 낮아집니다.
실온에서 고체인 물질의 증기는 냉장고에서 응고 온도까지 냉각되어서는 안 됩니다. 이를 방지하려면 주기적으로 따뜻한(뜨거운) 물로 냉장고를 예열하는 것이 좋습니다.
150°C 이상 끓는 액체를 증류할 때는 공기 냉각기만 사용됩니다. 200-300 °C 범위에서 끓는 액체는 냉장고 없이 증류되며, 이 경우 냉장고의 기능은 증류 플라스크 부착 장치의 출구 튜브에 의해 수행될 수 있습니다(그림 157).
끓는점이 낮은 물질을 증류하는 경우, 수용 플라스크를 얼음 또는 냉각 욕조에 넣으십시오.
건강에 유해한 물질(이황화탄소, 염화티오닐 등)의 증류는 흄후드에서 수행해야 합니다.
온도계는 수은 볼이 Wurtz 플라스크 또는 증류 노즐의 목에 있는 출구 튜브 구멍의 하단 가장자리보다 최소 5mm 아래에 있도록 증류 플라스크의 목에 설치해야 합니다. 이 경우 온도계는 액체 증기로 잘 세척되므로 끓는점을 정확하게 측정할 수 있습니다. 온도계 전구 끝에 응축수 한 방울이 남아 있어야 합니다. 이것이 없으면 플라스크의 증기가 과열되어 기록된 온도가 실제 끓는점과 일치하지 않음을 나타냅니다.
원뿔형 플라스크 또는 바닥이 둥근 플라스크는 증류액 수용기 역할을 할 수 있습니다. 리시버는 응축되지 않은 유해하거나 위험한 가스 증기를 안전한 장소 또는 적절한 흡수기(중화제)가 있는 세척병으로 제거하는 역할을 하는 출구 튜브와의 연결을 사용하여 냉장고에 연결됩니다.
증류액이 수분이나 이산화탄소에 민감한 경우 CaCl2, 소다석회 또는 아스카라이트로 채워진 염화칼슘 튜브가 하류 튜브에 연결됩니다. 증류되는 물질이 산소에 민감한 경우 건조 질소 흐름에서 증류가 수행됩니다. 이 경우, 수용 플라스크는 산소를 흡수하는 용액이 채워진 흡수 플라스크에 연결되어야 합니다.
설치가 조립되면 증류수를 플라스크에 붓고 균일하게 끓이기 위해 소성되지 않은 도자기 조각, 벽돌 및 한쪽이 녹은 유리 모세관을 추가하고 열린 끝이 아래로 향하도록 플라스크에 넣습니다. . 심각한 과열은 증류액이 "폭발적으로" 끓고, 튀고, 던지는 현상을 동반할 수 있습니다.
오랫동안 끓이는 동안 "보일러"에 흡수된 공기의 전체 양이 소비될 수 있으며 액체가 고르지 않게 끓기 시작합니다. 그런 다음 먼저 액체를 끓는점 이하로 냉각시킨 후 "보일러"(또는 모세관)를 다시 도입해야 합니다. 그렇지 않으면 액체가 갑자기 격렬하게 끓을 수 있습니다.
증류 플라스크는 석면 메쉬를 통해 가스 버너를 사용하거나 닫힌 전기 스토브에서 또는 가열 맨틀을 사용하여 물, 공기, 오일 또는 금속 욕조에서 가열됩니다. 욕조에서 가열하면 균일한 가열이 보장되고 끓는 과정에서 과열 및 관련 방해가 방지됩니다. 수조 온도는 증류된 물질의 끓는점보다 20~30°C 이상 높아서는 안 됩니다.
증류가 너무 빨리 일어나지 않도록 가열이 수행됩니다. 증기 과열로 인해 끓는점이 너무 강하면 플라스크에 압력이 증가하고 측정된 온도는 대기압에서 이 분획의 끓는점과 일치하지 않습니다. 분당 30-35방울의 응축수가 냉장고에서 배출되면 증류 속도는 정상으로 간주됩니다.
개별 물질을 증류할 때 끓는점은 전체 과정에서 일정하며 증류가 끝날 때만 몇도 정도 올라갈 수 있습니다. 끓는점이 지속적으로 증가한다는 것은 물질 혼합물이 증류되고 있음을 나타냅니다.
혼합물의 분리 효율을 높이려면 단순 증류로 원하는 결과를 얻을 수 없는 경우 환류 냉각기가 장착된 증류 플라스크를 사용하십시오. Dephlegmators는 종종 분류 패킹이라고 불립니다. 그 중 일부는 현대 증류탑의 원형이 되었습니다.
환류 응축기에서는 외부 공기에 의한 냉각으로 인해 증류된 혼합물의 증기 일부가 응축되고 응축물(환류)에는 휘발성이 낮은 성분이 주로 포함되고 증기에는 휘발성이 더 높은 성분이 포함됩니다.
흐르는 응축물이 끓는 액체의 상승 증기와 접촉하면 둘 사이에 상호 작용이 발생하여 휘발성이 낮은 성분은 추가로 응축되고 휘발성이 높은 성분은 증발됩니다.
상대적으로 끓는점이 가까운 액체 혼합물을 분리하는 경우 기존 환류 응축기는 사실상 효과적이지 않습니다. 실제로 단순 및 진공 증류의 효율성을 높이기 위해 다양한 디자인의 환류 응축기와 Favorsky 및 Arbuzov 플라스크가 사용됩니다(그림 158).
대기압 하에서의 단순 증류에서는 Favorsky 플라스크의 측면 목을 사용하여 증류액을 넣고, 증류 잔류물을 내리고, "끓는 액체"를 추가하고, 불활성 기체의 전류를 흐르게 하고, 온도계를 설치합니다. 진공 증류 중에 액체의 격렬한 비등을 방지하기 위해 모세관을 측면 목에 삽입하여 액체를 공기 기포 또는 불활성 가스와 혼합합니다.
Arbuzov 플라스크는 볼 환류 응축기에 납땜된 증류 플라스크입니다. 이러한 환류냉각기의 각 볼의 바닥에는 유리볼을 배치함으로써 환류냉각기의 분리능력을 대폭 향상시킨다.
분별 증류
단순 증류로는 혼합물을 완전히 분리하는 것이 불가능하지만 개별 분획만 분리할 수 있습니다. 첫 번째 분획은 휘발성이 더 높은 성분이 풍부해지고, 후자는 덜 휘발성인 성분이 풍부해집니다. 중간, 중간, 부분은 끓는점이 낮은 성분과 끓는점이 높은 성분의 혼합물로 구성됩니다. 분별 증류 중에는 증발과 응축 과정이 여러 번 반복됩니다. 증류액은 매번 소스 자료다음 과정을 위해. 그 결과, 저비점 성분이 농축됩니다.
분별 증류에는 시험 증류가 선행되며, 그 결과 혼합물의 전체 끓는점 범위 값이 결정됩니다. 이 간격을 90-135°C로 설정합니다. 분리할 혼합물이 끓는점이 90°C와 135°C인 두 물질로 구성되어 있다고 가정해 보겠습니다. 끓는 온도 사이의 간격은 3등분으로 나뉩니다. 1차 증류 동안 분획물이 수집됩니다: I - 90-105 °C 이내, II - 105-120 °C 및 III - 120-135 °C. 온도계가 105°C를 나타낼 때까지 분획 I을 두 번째로 증류합니다. 이 온도에서 증류를 중단하고 분획 II를 플라스크의 잔류물에 첨가한 다음 액체를 다시 끓입니다. 105°C로 증류된 물질은 동일한 리시버에 수집됩니다. 온도가 105°C에 도달하면 리시버를 교체하고 액체를 120°C로 증류합니다. 증류를 다시 중단하고 분획 III을 잔류물에 첨가하고 가열한 후 온도가 120°C에 도달하면 수용기를 교체하고 120-125°C에서 증류된 증류물을 수집합니다. 2차 증류 후에는 분획 I과 III에서는 물질의 양이 증가했고, 분획 II에서는 물질의 양이 크게 감소한 것으로 나타났습니다.
특히 혼합물의 구성 요소가 비슷한 끓는점을 갖고 서로 다른 종류의 화합물에 속하는 경우 감압 하에서 분별 증류를 수행하는 것이 좋습니다. 때로는 진공 상태에서 이러한 물질의 끓는점 차이가 대기압에서보다 훨씬 클 수 있습니다.
열 수정
정류(다중 증발 및 응축)는 증기와 액체의 역류가 있는 기둥에서 수행됩니다. 부분 환불(환류) 일정한 질량과 열 전달에서 증류액의. 증류 컬럼에서는 컬럼 전체 길이에 걸쳐 온도 차이가 알려진 조건에서 증류 플라스크로 다시 흐르는 응축수와 위로 상승하는 증기 사이에 연속적인 일련의 상 평형이 생성됩니다. 이 경우, 끓는점이 높은 성분은 증기상에서 부분적으로 응축되고, 끓는점이 낮은 성분은 환류로 인해 증발합니다.
컬럼의 구성 요소 분리는 단열 공정 조건에서 이루어져야 합니다. 열 손실로 인해 평형 상태가 위반되고 증기가 기둥 벽을 따라 응축됩니다. 가래와 증기의 접촉면이 넓을수록 분리가 더 완전해집니다.
실험실 조건에서 증기 및 환류의 접촉 표면을 증가시키기 위해 단일 유리 또는 와이어 턴의 벌크 패킹이 있는 유리 또는 석영 튜브인 소위 케이지 컬럼이 사용됩니다. 컬럼 내 증기와 액체의 접촉면이 넓어 열 전달이 원활하고 성분 분리가 향상됩니다.
증류 플라스크로 되돌아가는 환류는 휘발성이 낮은 성분으로 농축되고 위쪽으로 유입되는 기체상은 휘발성이 더 높은 성분으로 농축됩니다.
컬럼에서 상평형이 확립되는 속도는 컬럼 설계에 따라 다릅니다. 컬럼의 평형 확립은 일반적으로 온도계를 판독하여 모니터링합니다. 컬럼이 증기로 채워지는 순간 온도계는 특정 온도를 표시하며 시간이 지남에 따라 특정 수준으로 떨어집니다. 이 수준에 도달한다는 것은 평형이 확립되었음을 의미합니다. 즉, 증기는 주어진 컬럼에 대해 가장 휘발성이 높은 성분이 최대로 농축된다는 의미입니다.
정확한 컬럼 분별에 있어 중요한 요소는 환류를 위해 컬럼으로 되돌아가는 응축액, 즉 컬럼 헤드에서 충진된 증류관으로 흐르는 응축수의 비율로 측정되는 환류 비율입니다. 환류 비율의 값은 일반적으로 환류 액체의 방울 수와 취한 증류액의 방울 수에 따라 출구 탭을 사용하여 조정되므로 제품이 순수한 형태로 얻어지는 한 단위 시간당 취하는 양은 거의 일정하게 유지됩니다. 그러나 증류 물질의 양이 감소하거나 끓는점 온도가 높아지면(이는 혼합물의 끓는점이 높은 성분의 증류가 시작됨을 나타냄) 증류액 선택 속도를 크게 줄여야 합니다.
증류 컬럼을 통과하는 증기의 응축과 응축액이 컬럼에서 증류 플라스크로 역류하는 환류 액체로 분리되고 증류액의 선택된 부분이 컬럼 헤드에서 발생합니다. 증기의 일부만 헤드에 유지되고 응축수는 컬럼을 관개하는 데 사용되며 증기의 다른 부분은 냉장고에서 응축되어 증류수 분획으로 선택되는 경우 이러한 헤드를 부분 응축 헤드라고 합니다. . 분석 및 준비 목적의 실험실 컬럼에서는 모든 증기가 응축되고 응축물이 특수 장치에 의해 환류 액체와 증류물로 분리되는 완전 응축 헤드가 주로 사용됩니다.
한 성분을 증류하는 동안 끓는점은 일정하게 유지된 다음 증류액에 다른 성분이 나타나기 때문에 갑자기 증가하고 다시 이 성분의 끓는점에 해당하는 일정한 수준으로 유지됩니다. 온도가 "점프"하는 동안 다양한 양의 중간 분획이 얻어집니다. 컬럼은 중간 분획의 수가 적을수록 더 효율적인 것으로 간주됩니다.
컬럼의 작동 출력은 "플러딩"을 유발하지 않고 컬럼을 통해 역류로 통과하는 증기 및 액체의 양, 즉 중앙 튜브를 과도한 환류로 채우는 양으로 추정됩니다. 각 컬럼은 가장 효율적으로 작동하는 최적의 증류 속도를 가지고 있습니다. 컬럼을 선택할 때 응축수의 일부가 컬럼의 내부 공간을 관개하는 데 사용된다는 사실도 고려해야 합니다. 제품의 미사용 부분은 증류액으로 회수되지 않습니다. 증류된 액체의 양은 컬럼을 관개하는 응축수의 양보다 최소 20배 이상 많아야 합니다.
증류탑의 비교 분리 효율은 일반적으로 이론단수(NTP)로 평가됩니다. 증류탑의 효율을 나타내는 또 다른 값은 1이론단에 해당하는 높이(HETP)로, 이는 컬럼 높이를 이론단 수로 나누어 구합니다.
실험실 실습에서는 다양한 유형의 증류탑이 사용됩니다. 많은 실험실에서는 유리 나선형의 단일 회전 또는 금속 와이어 나선형의 스크랩으로 구성된 대량 포장 컬럼이 특히 널리 사용됩니다. 이러한 유리 기둥의 옵션 중 하나가 그림 1에 나와 있습니다. 159.
정류부 높이가 400mm와 1100mm인 대기압 및 감압에서 정밀 정류를 위한 실험실 기둥 조립용 유리 부품이 연속 생산됩니다. 전체 응축 헤드가 있는 중앙 튜브의 총 길이는 840mm와 1620mm입니다. 증류액의 부피는 10-50 및 50-500 ml입니다. 설치 부품의 연결은 일반적인 교체 가능한 연삭 섹션을 사용하여 이루어집니다. 일반 형태유리 부품으로 조립된 기둥이 그림 1에 나와 있습니다. 160.
RUT 고정식 실험실 증류 장치는 연속 또는 배치 공정에서 다양한 물질을 분리하도록 설계되었습니다. 설치는 감소된 압력과 대기압 모두에서 정류를 수행할 수 있습니다. 이 장치는 세 가지 표준 크기 RUT-20, RUT-25 및 RUT-55의 디스크 유형 컬럼으로 생산됩니다. 대기압 및 감압 상태에서 대량의 유기 물질을 분리하기 위해 UPF 컬럼이 포장된 고정 실험실 설비가 생산됩니다. 실험실 조건에서 탄화수소 혼합물의 석유 분획과 다른 유기 화합물의 복잡한 혼합물을 분리하기 위해 정밀 정류 장치 AChR-2가 제조됩니다.
사용된 컬럼의 디자인에 따라 증류 기술도 크게 달라집니다. 그러나 충전탑에서 증류를 수행하는 일반적인 작업이 있으며 이에 대한 간략한 설명은 아래에 나와 있습니다.
컬럼을 유리 부품으로 조립하는 경우(첨부된 지침에 따라) 세척하고 건조해야 합니다. 이렇게 하려면 증류 플라스크에 넣으세요. 에탄올, 수도꼭지를 닫고 플라스크를 가열하여 증류액을 샘플링하고 동시에 물을 넣어 컬럼 헤드를 식힙니다. 그런 다음, 단위 시간당 헤드에서 컬럼으로 떨어지는 방울의 수가 컬럼에서 플라스크로 떨어지는 방울의 수보다 2~2.5배 적고 재킷 온도가 5~10°가 되도록 가열 모드를 설정합니다. C 알코올의 끓는점을 낮추십시오. 이 경우 열이 "초크"됩니다. 그 결과, 공기가 노즐에서 빠져나오고 공기 전체가 환류로 젖게 됩니다. 증류 플라스크의 가열을 줄이고 과도한 환류가 15-20분 동안 배출되도록 한 후 컬럼의 설정된 가열을 유지하면서 액체 컬럼이 헤드에 다시 모일 때까지 플라스크의 가열을 증가시킵니다. 컬럼을 5-10분 동안 "플러딩" 상태로 유지하여 노즐 위의 액체 부피가 노즐 부피의 10-25%가 되도록 하는 것이 좋습니다. "초크"를 2-3회 반복한 다음 가속 모드가 설정되고 컬럼이 완전 관개에서 30-60분 동안 작동하도록 강제됩니다. 증류액 0.5-1.0ml를 여러 번 채취하여 탭과 출구 튜브를 헹구고, 그 후 플라스크의 가열이 꺼집니다. 컬럼에서 모든 가래가 배출되면 플라스크를 분리하고 헤드의 출구 튜브에 연결된 워터제트 펌프를 사용하여 건조 공기를 컬럼을 통해 펌핑하고 이때 물이 방출됩니다. 설명된 작업을 완료하면 컬럼을 사용할 수 있습니다.
증류할 물질을 증류플라스크에 담는다. 끓는 온도라면 혼합물 성분 150 °C를 초과하지 않는 경우, 증류는 바람직하게는 대기압에서 수행됩니다. 고온- 낮은 경우: 133 Pa(1 mm Hg).
가열이 조절되는 액체 욕조에서 증류 플라스크를 가열하는 것이 바람직합니다. 증류 플라스크의 가열을 켜고 위에서 설명한 대로 컬럼 가열 모드를 설정하고 컬럼이 2회 "초크"되도록 합니다. 그런 다음 플라스크와 재킷에 필요한 가열 모드가 설정됩니다. 완전히 관개되면 상평형이 이루어지도록 컬럼을 약 1시간 동안 유지합니다. 다음으로 컬럼의 최적 작동 모드를 실험적으로 설정합니다.
가열 기능이 없는 컬럼으로 작업할 때 작동 모드는 액체 증발 속도에 의해서만 결정됩니다.
증류액은 연속적으로 또는 주기적으로 수집될 수 있습니다. 연속 샘플링의 경우, 미리 결정된 환류 비율(1:10, 1:20, 1:30)을 설정하기 위해 전체 응축 헤드에서 증류수 탭을 약간 엽니다.
증류액을 채취할 때마다 온도를 측정합니다.
헤드 내 증기의 일정 시간 온도가 일정하다는 사실에서 알 수 있듯이 개별 물질이 리시버에 수집되는 경우 증류액 선택 속도를 높여 환류 비율 값을 줄일 수 있습니다. 분수에서 분수로 이동할 때 환류 비율이 다시 증가하여 증류액 선택 속도가 감소합니다. 이것을 "분수 짜기"라고 합니다.
주기적으로 증류액을 샘플링할 때 1~5초 동안 탭을 완전히 열어 증류액을 선택하고 증류액 중 소량을 리시버에 방출한 다음 탭을 닫습니다. 이는 휘발성 성분의 일부를 제거하기 때문에 컬럼의 평형이 깨지고 헤드의 증기 온도가 상승하기 시작합니다. 밸브가 다시 닫히면 컬럼 내에서 점차 평형 상태가 이루어지고 증기의 온도가 감소합니다. 온도가 설정되면 증류액 샘플을 다시 채취합니다. 증류액의 온도와 부피는 증류액의 다음 부분을 샘플링하는 순간 즉시 계산됩니다.
진공에서 정류할 때 컬럼 헤드에는 진공 리시버가 장착되어 있습니다.
진공 증류
일부 물질은 끓는점에서 부분적으로 또는 완전히 분해되기 때문에 대기압에서 증류될 수 없습니다. 그러한 물질은 증류 플라스크의 압력이 물질의 끓는점이 분해 온도보다 낮아질 정도로 감소하는 경우 증류될 수 있습니다. 예를 들어, 350°C 및 101kPa(760mmHg)에서 분해되어 끓는 물질은 160~210°C 및 1.33kPa(10mmHg) 또는 100~130°C 및 1.33Pa(0.01mmHg)에서 분해되지 않고 증류될 수 있습니다. HG).
진공 증류 중에 물질은 산소에 덜 노출됩니다. 위에서 언급한 것처럼 어떤 경우에는 진공 증류가 공비 혼합물의 분리를 촉진합니다.
진공 증류 장치(그림 161)는 증류 플라스크, 가열 장치, 온도계, 냉장고, 응축수 저장소 또는 수신기 변경 장치, 진공 소스 및 압력 측정 및 조절 장치로 구성됩니다. .
Claisen, Favorsky 및 Arbuzov 플라스크는 증류 플라스크로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 증류 노즐 또는 Claisen 냉장고가 있는 바닥 섹션의 둥근 바닥 또는 날카로운 바닥 플라스크로 사용할 수 있습니다.
증류 플라스크의 모양과 용량은 증류되는 액체의 부피와 끓는점 한계에 따라 결정됩니다. 후자의 부피는 플라스크 부피의 1/2을 초과해서는 안됩니다. 끓는점이 높은 액체는 납땜이 적고 측면 출구 튜브가 넓은 플라스크에서 증류해야 합니다.
"폭발적인" 비등을 방지하기 위해 플라스크 바닥까지 닿는 얇은 유리 모세관을 Claisen 플라스크 또는 Claisen 증류 노즐의 중앙 목에 삽입합니다. 모세관의 적합성은 디에틸 에테르가 들어 있는 시험관에 공기를 불어 넣어 판단합니다. 좋은 모세관은 약간의 과도한 압력이 있어도 작은 개별 기포만 통과하여 액체에 얇은 사슬을 형성합니다. 장치를 진공 펌프에 연결한 후 매우 작은 가스(공기) 기포가 액체를 통과하여 증류된 액체의 혼합과 균일한 비등을 보장해야 합니다.
온도계는 증류 플라스크 또는 노즐의 측면 목에 배치됩니다.
조인트가 없는 Claisen 플라스크를 사용하는 경우 모세관과 온도계는 고무 진공관 조각을 통해 삽입되어 적절한 견고성을 보장합니다.
진공에서 발포 액체를 증류할 때 상당한 어려움이 발생합니다. 액체 이동을 방지하려면 플라스크 또는 노즐의 측면 목을 유리관 조각, 유리솜으로 채우거나 온도계 대신 두 번째 유리 모세관을 삽입하는 것이 좋습니다. 증류 플라스크가 약간만 채워지면 발포 액체가 증류됩니다. 거품은 종종 증류액에 포함된 불순물로 인해 발생합니다. 반복 증류 중에는 일반적으로 거품이 형성되지 않습니다.
증류 플라스크는 일반적으로 끓는점이 200°C 미만인 액체의 경우 실리콘 욕조에서 가열되고, 끓는점이 높은 액체의 경우 금속 욕조에서 가열됩니다. 욕조의 온도는 온도계로 조절됩니다. 증류액은 대기압에서의 증류와 동일한 방식으로 냉각됩니다.
진공을 끄지 않고 여러 증류액 분획을 별도로 수집하기 위해 다양한 장치가 사용됩니다. 그 중 가장 간단한 것은 "거미"롱입니다. "거미"가지들은 수신기에 연결되며, 그 부피는 예상 분수 부피에 비례합니다. 바닥이 둥글거나 뾰족한 플라스크 또는 단면이 연마된 시험관이 수용기로 사용됩니다. 섹션은 순수 피마자유 또는 글리세린으로 윤활 처리됩니다. 윤활제는 좋은 미끄러짐을 보장하고 조인트의 막힘을 방지합니다.
증류 중에 원하는 수의 수신기를 변경할 수 있는 장치가 그림 1에 나와 있습니다. 162. 저비점 액체를 수집하기 위해 이러한 용기를 사용하면 별도의 용기에 있는 증류액 유분의 증기가 접촉할 가능성이 제거되어 유분의 상호 오염이 방지됩니다.
진공을 생성하기 위해 워터젯 펌프를 사용하면 증류된 액체의 증기를 흡수하기 위한 추가 장치가 필요하지 않습니다. 물 유입으로부터 리시버와 증류 플라스크만 보호하면 됩니다. 이를 위해 펌프와 증류 장치 사이에 안전병이 배치됩니다. 오일 진공 펌프를 사용하는 경우 증류 장치와 펌프 사이에 흡수 또는 냉동 시스템이 있어야 합니다.
진공 증류는 폭발적입니다. 대피된 용기의 폭발로 인해 발생하는 작은 유리 파편은 특히 눈에 큰 위험을 초래합니다. 따라서 진공 작업 시에는 보안경을 착용하거나 보호마스크를 착용하는 것이 필요합니다.
진공 증류를 시작하기 전에 열을 사용하지 않고 최소 압력에서 시스템의 견고성을 확인해야 합니다.
뜨거운 액체로 채워진 증류 플라스크에 진공을 생성하지 마십시오. 대기압에서 용매를 증류시킨 후 먼저 플라스크의 내용물을 식힌 다음 진공 펌프를 켜십시오.
진공 건조기와 같이 감압된 압력이 생성되는 유리 용기는 덮개로 덮거나 가볍고 튼튼한 천으로 싸서 파편이 날아오는 것을 방지해야 합니다(용기 폭발 시). 대피한 선박을 이리저리 이동하는 것은 권장되지 않습니다.
석유 제품의 진공 증류가 끝나면 석유 제품의 온도가 자동 점화 온도보다 최소 50°C 낮을 경우 펌프를 켜고 시스템을 공기에 연결해야 합니다.
증기 증류는 물에 약간 녹고 물의 끓는점에서 충분한 증기압을 갖는 물질을 분리, 정제 및 분리하는 데 사용됩니다. 물질이 물에 불용성인 경우, 혼합물의 증기압은 각 성분의 부분 증기압의 합과 같습니다. 결과적으로, 물로 증류할 때 물질의 끓는점은 주어진 압력에서 물의 끓는점보다 항상 낮습니다. 따라서 증기 증류를 사용하면 기존 증류 중에 어느 정도 분해되는 물질을 증류할 수 있습니다.
물질이 물에 용해되면 물이 있을 때 증기압이 감소합니다. 예를 들어, 포름산보다 물에 덜 용해되는 부티르산은 포름산의 끓는점이 101°C이고 부티르산의 끓는점이 162°C임에도 불구하고 포름산보다 수증기로 더 잘 증류됩니다. .
증기 증류는 대기압이나 진공에서 수행할 수 있습니다. 공급되는 수증기는 포화되거나 과열되어야 합니다. 과열 수증기를 사용하면 상당히 낮은 증기압으로 물질을 증류할 수 있습니다. 수증기를 과열시키기 위해 증기 과열기가 사용됩니다. 일반적으로 포화 수증기가 과열 물로 변환되는 가스 버너 또는 가열 욕조에 의해 가열되는 금속 또는 유리 코일입니다.
증기 증류는 그림 1에 표시된 설치를 사용하여 수행됩니다. 163. 위쪽으로 날아가는 튀김이 증기 배출관으로 떨어지지 않도록 플라스크를 비스듬히 배치합니다.
찜기에서 나오는 증기는 매우 습하며 증류플라스크에 물이 빠르게 채워질 수 있으므로 찜기와 증류플라스크 사이에 수분 분리기를 설치합니다.
진공 증기 증류의 경우 증류 플라스크를 증기 발생기로 사용하여 진공 라인에 연결합니다. 플라스크에 배치된 얇은 모세관을 통해 수증기의 흐름을 조절할 수 있습니다.
증기 증류 중에 증류 플라스크를 가열해야 하며 플라스크의 목 부분을 석면 코드로 절연해야 합니다. 응축되지 않은 증류수 증기가 냉장고에서 빠져나오기 시작하면 증기 공급을 줄이거나 냉장고로의 냉각수 공급을 늘려야 합니다.
증류할 때 냉장고에 넣어두면 고체가 굳는 경우가 많습니다. 증류 과정에서 결정을 녹여 냉장고에 냉각수 공급을 일시적으로 중단하는 것이 좋습니다. 고체의 녹는점이 증기의 온도보다 높으면 증류가 끝나면 이 물질을 긴 유리 막대를 사용하여 냉장고 밖으로 밀어내거나 적절한 용매로 추출하여 잘 결정화됩니다.
증기 증류는 때때로 안정적인 유제를 생성합니다. 이 경우 증류된 생성물은 유기용매를 이용하여 분리 또는 추출하여 분리할 수 있다.
물에 녹지 않는 물질의 증류의 끝은 기름진 불순물이 포함되지 않은 맑은 물을 증류하는 것으로 판단합니다. 물에 용해되는 물질을 증류할 때 증류액의 물리적, 화학적 또는 기타 특성에 따라 증류의 진행 정도를 판단합니다.
OSGABRIELYAN,
IG OSTROUMOV,
A.K.AKHLEBININ
화학 시작하기
7 학년
계속. 처음에 대해서는 No. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9/2006을 참조하세요.
3 장.
물질에서 일어나는 현상
(종결)
§ 17. 증류 또는 증류
증류수 얻기
수돗물은 깨끗하고 투명하며 냄새가 없습니다. 그런데 이 물질이 화학자의 관점에서 보면 순수한가요? 주전자를 살펴보십시오. 물을 반복적으로 끓인 결과로 주전자의 나선과 벽에 나타나는 물때와 갈색 침전물을 쉽게 감지할 수 있습니다.
(그림 71). 수도꼭지의 석회질은 어떻습니까? 천연수와 수돗물은 모두 균질한 혼합물이며, 고체와 기체 물질의 용액입니다. 물론 물 속의 함량은 매우 적지만 이러한 불순물은 스케일 형성뿐만 아니라 더 많은 문제를 일으킬 수 있습니다. 심각한 결과. 주사제를 특별히 정제된 물, 즉 정제수만을 사용하여 제조하는 것은 우연이 아닙니다. 증류된.
이 이름은 어디에서 왔습니까? 물과 기타 액체는 다음과 같은 공정을 통해 불순물을 정제합니다. 증류,또는 증류. 증류의 본질은 혼합물을 가열하여 끓이고, 생성된 순수한 물질의 증기를 제거하고 냉각한 후 다시 더 이상 오염 물질을 포함하지 않는 액체로 변환하는 것입니다.
액체 증류를 위한 실험실 설비가 교사 책상에 조립되어 있습니다(그림 72).
교사는 수용성 무기염(중크롬산칼륨)이 함유된 오렌지색의 물을 증류 플라스크에 붓습니다. 그러면 이 물질이 정제수에 들어 있지 않다는 것을 눈으로 직접 확인하게 될 것입니다. 균일한 끓임을 보장하기 위해 3-4개의 다공성 도자기 또는 경석(끓는 돌)을 플라스크에 넣습니다.
냉장고 재킷에 물을 공급하고 전기히터를 이용해 내용물이 끓을 때까지 증류플라스크를 가열한다. 냉장고에 들어가는 수증기가 응축되고 증류수가 리시버로 흘러 들어갑니다.
온도계는 어떤 온도를 표시합니까? 냉장고에 찬물이 공급되고 배수되는 배출구는 무엇이라고 생각하시나요?
증류수는 의약품을 제조하는 데뿐만 아니라 화학 실험실에서 사용되는 용액을 얻는 데에도 사용됩니다. 운전자조차도 증류수를 사용하여 전해질 수준을 유지하기 위해 배터리에 증류수를 추가합니다.
그리고 균질한 용액에서 고체 물질을 얻으려면 다음을 사용하십시오. 증발, 또는 결정화
결정화
고체를 분리하고 정제하는 한 가지 방법은 결정화입니다. 가열하면 물에 대한 물질의 용해도가 증가하는 것으로 알려져 있습니다. 이는 용액이 냉각되면 일정량의 물질이 결정 형태로 침전된다는 것을 의미합니다. 이를 실험적으로 확인해 보겠습니다.
시연 실험.교사가 증류를 위해 물을 "채색"하는 데 사용한 아름다운 주황색 중크롬산칼륨 결정을 기억하십니까? 이 소금 약 30g을 취해 과망간산 칼륨의 여러 결정으로 "오염"시키자. 유입된 불순물로부터 주요 물질을 어떻게 청소할 수 있나요? 혼합물을 끓는 물 50ml에 용해시킵니다. 용액이 냉각되면 중크롬산염의 용해도가 급격히 감소하고 물질이 결정 형태로 방출되며 이를 여과하여 분리한 후 수 밀리리터의 얼음물을 사용하여 필터로 세척할 수 있습니다. 정제 된 물질을 물에 녹이면 용액의 색상으로 과망간산 칼륨이 포함되어 있지 않은지 확인할 수 있습니다. 과망간산칼륨은 원래 용액에 남아 있었습니다.
용액에서 고체의 결정화는 용매를 증발시켜 달성할 수 있습니다. 화학 유리 제품을 배우면서 접한 증발 컵이 설계된 이유입니다.
용액에서 액체의 증발이 자연적으로 발생하는 경우 이 목적을 위해 결정화기라고 불리는 특수한 두꺼운 벽 유리 용기가 사용됩니다. 당신도 그들을 만났어요 실무 № 1.
자연에서 소금 호수는 결정화를 위한 독특한 웅덩이입니다. 그러한 호수 기슭의 물 증발로 인해 엄청난 양의 소금이 결정화되어 정화 후 우리 식탁에 남습니다.
오일 증류
증류는 불순물로부터 물질을 정제하는 것뿐만 아니라 혼합물을 별도의 부분, 즉 끓는점이 다른 부분으로 분리하는 데에도 사용됩니다. 예를 들어, 오일은 매우 복잡한 구성의 천연 혼합물입니다. 오일을 분별 증류하는 동안 휘발유, 등유, 디젤 연료, 연료유 등 액체 석유 제품이 얻어집니다. 이 공정은 특수 장치인 증류탑에서 수행됩니다(그림 73). 귀하의 도시에 정유소가 있다면 다음을 보셨을 것입니다. 화학 장치오일을 생활에 있어서 중요한 것과 꼭 필요한 것으로 지속적으로 구분하는 현대 사회제품(그림 74).
휘발유가 주연료다. 승용차. 트랙터와 트럭은 다음과 같은 다른 석유 제품을 사용합니다. 디젤 연료(디젤). 현대 항공기의 연료는 주로 등유입니다. 이 작은 예를 통해 석유 증류와 같은 과정이 현대 생활에서 얼마나 중요한지 이해할 수 있습니다.
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쌀. 74.
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액체 공기의 분별 증류
모든 가스가 어떤 비율로든 혼합되어 있다는 것을 이미 알고 있습니다. 혼합가스로부터 개별 구성요소를 분리하는 것이 가능합니까? 작업은 쉽지 않습니다. 그러나 화학자들은 매우 효과적인 해결책을 제안했습니다. 가스 혼합물은 액체 용액으로 바뀌고 증류될 수 있습니다. 예를 들어 공기는 강한 냉각과 압축으로 액화되고, 끓는점이 다르기 때문에 개별 구성 요소(분획)가 차례로 끓게 됩니다. 질소는 액체 공기에서 가장 먼저 증발하며(그림 75) 끓는점이 가장 낮습니다(–196 °C). 그런 다음 산소와 아르곤의 액체 혼합물에서 아르곤(–186°C)을 제거할 수 있습니다. 남은 것은 거의 순수한 산소이며 이는 가스 용접, 화학 생산과 같은 기술적 목적에 매우 적합합니다. 하지만 의학적인 목적을 위해서는 더욱 정제가 필요합니다.
이렇게 얻은 질소는 암모니아를 생산하는 데 사용되며, 이는 다시 질소 비료, 약품 및 폭발물, 질산 등을 생산하는 데 사용됩니다.
비활성 가스 아르곤은 아르곤이라고 불리는 특수 용접 유형에 사용됩니다.
1. 증류 또는 증류 란 무엇입니까? 그것은 무엇을 기반으로합니까?
2. 어떤 종류의 물을 증류수라고 합니까? 어떻게 얻나요? 어디에 사용되나요?
3. 석유를 증류하는 동안 어떤 석유 제품이 얻어지나요? 어디에 사용되나요?
4. 공기를 별도의 가스로 분리하는 방법은 무엇입니까?
5. 증발(결정화)은 증류(증류)와 어떻게 다릅니까? 액체 혼합물을 분리하는 두 가지 방법은 무엇을 기반으로 합니까?
6. 증발 과정과 결정화 과정의 차이점은 무엇입니까? 용액에서 고체를 분리하는 두 가지 방법은 무엇을 기반으로 합니까?
7. 다음의 예를 들어보세요. 일상 생활, 증발과 증류가 사용됩니다.
8. 5% 용액 250g을 증발시켜 얻을 수 있는 소금의 질량은 얼마인가? 이 용액에서 증류를 통해 얻을 수 있는 물의 양은 얼마나 됩니까?
실제 작업 번호 4.
소금 결정 성장
(가정 실험)
시작하기 전에 일을 끝내다, 설명을 끝까지 주의 깊게 읽어보세요.
먼저 실험에 적합한 소금을 선택합니다. 물에 잘 녹는 소금(구리, 황산철, 명반 등)은 결정 성장에 적합합니다. 식염(염화나트륨)도 효과가 있습니다.
필요한 장비:
소금 용액을 준비하는 리터 항아리 또는 작은 냄비;
나무 숟가락 또는 젓는 막대;
용액을 여과하기 위한 탈지면이 있는 깔때기;
1 리터 용량의 넓은 목을 가진 보온병 (용액이 천천히 식은 다음 큰 결정이 자라도록 필요합니다).
깔때기나 적절한 보온병이 없다면 직접 만들 수 있습니다.
깔때기를 만들려면 그림과 같이 플라스틱 음료병을 꺼내 가위로 조심스럽게 목을 잘라냅니다. 76.
보온병 대신 일반 유리 리터 병이 적합합니다. 판지나 폼 상자에 넣으세요. 큰 상자를 가져갈 필요가 없습니다. 가장 중요한 것은 상자가 항아리에 완전히 들어 맞는다는 것입니다. 상자와 병 사이의 틈을 헝겊 조각이나 탈지면으로 단단히 밀봉하세요. 병을 단단히 밀봉하려면 플라스틱 뚜껑이 필요합니다.
뜨거운 포화 소금 용액을 준비하십시오. 이렇게 하려면 병에 뜨거운 물을 반쯤 채우세요(화상을 피하기 위해 끓는 물을 사용할 필요는 없습니다). 소금을 조금씩 넣고 저어주세요. 소금이 더 이상 용해되지 않으면 용해되지 않은 결정이 가라앉을 시간을 갖도록 용액을 1~2분 동안 그대로 두십시오. 면봉으로 채워진 깔때기를 통해 뜨거운 용액을 깨끗한 보온병으로 걸러냅니다. 보온병의 뚜껑을 닫고 용액을 2~3시간 동안 천천히 식힙니다.
솔루션이 약간 냉각되었습니다. 이제 실에 매달린 소금 결정인 씨앗을 넣으십시오. 종자를 넣은 후 용기를 뚜껑으로 덮고 오랫동안 방치하십시오. 큰 결정이 자라는 데는 며칠 또는 몇 주가 걸릴 것입니다.
일반적으로 실에는 여러 개의 결정이 자랍니다. 하나의 큰 결정이 자라도록 초과된 것을 주기적으로 제거해야 합니다.
실험 조건과 결과를 기록하는 것이 중요하며, 우리의 경우 이것이 결과 결정의 특성입니다. 여러 개의 결정이 얻어지면 가장 큰 결정에 대한 설명이 제공됩니다.
결과 결정을 검사하고 질문에 답하십시오.
크리스탈을 며칠 동안 키웠나요?
그 모양은 무엇입니까?
크리스탈은 무슨 색인가요?
투명한가 아닌가?
크리스탈 크기: 높이, 너비, 두께.
크리스탈 질량.
결과 크리스탈을 스케치하거나 사진을 찍습니다.
실제 작업 번호 5.
식탁용 소금 청소
이 작업의 목적은 청소입니다. 식탁용 소금강 모래로 오염되었습니다.
당신에게 제공되는 오염된 식탁용 소금은 염화나트륨 결정과 모래의 이질적인 혼합물입니다. 이를 분리하려면 혼합물 구성 요소의 특성 차이, 예를 들어 물에 대한 용해도의 차이를 활용해야 합니다. 아시다시피 식염은 물에 잘 녹는 반면 모래는 물에 거의 녹지 않습니다.
교사가 제공한 오염된 소금을 비커에 넣고 증류수 50~70ml를 첨가합니다. 소금이 물에 완전히 녹을 때까지 유리 막대로 내용물을 저어줍니다.
소금 용액은 여과를 통해 모래에서 분리될 수 있습니다. 이렇게하려면 그림 1과 같이 설치를 조립하십시오. 77. 유리막대를 사용하여 유리 내용물을 필터 위에 조심스럽게 붓습니다. 투명한 여과액은 깨끗한 유리컵으로 흘러 들어가고, 원래 혼합물의 불용성 성분은 필터에 남게 됩니다.
유리 안의 액체는 식염 수용액입니다. 증발을 통해 순수한 소금을 분리할 수 있습니다. 이렇게하려면 여과액 5-7ml를 도자기 컵에 붓고 컵을 삼각대 링에 놓고 알코올 램프 불꽃 위에 조심스럽게 가열하면서 유리 막대로 내용물을 계속 저어줍니다.
용액을 증발시킨 후 얻은 소금 결정을 원래 오염된 소금과 비교하십시오. 오염된 소금을 청소하는 데 사용한 기술과 절차를 나열하십시오.
20세기에 와서야 진정한 대규모 기술 적용이 이루어졌음에도 불구하고 그 뿌리는 18세기로 거슬러 올라갑니다. 과학계가 아르곤은 말할 것도 없고 산소와 질소의 존재 자체에 대해 전혀 몰랐던 세기입니다. 공기는 여러 구성요소로 나눌 수 없는 독립된 원소로 여겨졌습니다. 당시 널리 퍼진 생각에 따르면 특정 물질의 연소 특성은 그 안에 들어있는 가연성 성분인 플로지스톤의 함량에 따라 결정되었습니다. 물질에 플로지스톤이 많을수록 가연성이 높아지고 방출될 때 더 많은 열이 발생합니다.
현실에 대한 보다 적절한 설명을 위한 기초는 스웨덴의 화학자 칼 셸레(Karl Scheele)와 그의 영국 동료 조셉 프리스틀리(Joseph Priestley)에 의해 마련되었습니다. 그는 가열을 통해 특정 복합 화합물을 분리함으로써 촛불이 평소보다 훨씬 더 밝게 타오르는 "인화성 공기"를 얻었습니다. Scheele는 더 나아가 단열 용기에서 물질이 연소되면 공기의 양이 약 20% 감소하는 반면 나머지 공기에서는 연소가 불가능하다는 것을 보여주었습니다. 그러나 플로지스톤 이론을 고수함으로써 이들 뛰어난 과학자들은 확립된 교리의 틀 내에서 명백한 사실에 대한 하나 또는 다른 설명을 제시해야 했습니다. 일련의 실험을 수행한 후 처음으로 그는 공기가 가연성(산소)과 불활성(질소)의 두 부분으로 구성되어 있으며 물질이 연소되면 산소와 결합하여 결합한다는 새로운 연소 이론을 제안했습니다. , 라부아지에였습니다. 그는 정확한 무게 측정을 통해 연소 생성물의 질량이 항상 원래 물질의 질량보다 크다는 사실을 입증했습니다. 동시에, 그가 특정 시약을 태웠던 밀봉된 플라스크의 질량은 변하지 않았습니다. Scheele가 연소 과정에서 공기의 양이 감소한다는 사실을 입증한 사실과 함께 Lavoisier는 공기의 반응성 부분이 원래 물질과 결합하여 연소 생성물을 형성한다고 결론지었습니다. 이것이 산소와 질소가 발견된 방법입니다.
한편, 이들 가스가 산업적 규모로 사용될 수 있기까지 수년이 지났습니다. 19세기 초반 2/3 동안 실험실 방법을 통해 매우 적은 양의 산소를 얻었기 때문에 산소를 널리 사용한다는 이야기는 전혀 없었습니다. 그것은 역설처럼 보일 것입니다. 대기는 산소와 질소의 전체 바다이며 남은 것은이 두 가스를 분리하는 방법을 찾는 것뿐이며 이를 얻는 문제는 해결됩니다. 동시에 끓는 온도의 차이로 인해 공기를 산소와 질소로 분리하는 가장 자연스러운 방법은 오랫동안 사용할 수 없었습니다. 우선, 깊은 공기 냉각이 필요하기 때문입니다. 일반적으로 한때 질소와 산소는 "영구적인" 가스, 즉 액화될 수 없는 가스로 간주되었습니다. 물론 이는 필요한 방법과 기술의 부족만을 반영했을 뿐 이러한 가스의 근본적인 특징은 반영하지 않았습니다.
따라서 순수한 형태의 대기 가스를 산업적으로 생산하는 데 가장 큰 장애물 중 하나는 냉각 기술의 불완전성이었습니다. 폴란드 물리학자 Olszewski와 Wroblewski(크라쿠프 대학교)는 산소와 질소를 액화하기 위해 계단식 냉각 원리를 사용한 James Dewar(영국)와 함께 이 장벽을 극복하려고 시도한 최초의 사람들 중 하나였습니다. 나중에 동일한 계획을 사용하여 Kammerlingh Onnes(네덜란드)가 액체 공기를 얻었습니다. 이 방법의 핵심은 작동 물질이 다른 여러 개의 압축형 냉장고를 사용하여 지속적으로 온도를 낮추는 것입니다.
캐스케이드 프로세스의 작동 원리는 그림을 사용하여 추적할 수 있습니다. 1.
먼저, 냉매로 선정된 가스를 압축기를 이용하여 고압축하여 상온에서 액화시킨다. 압축 중에 방출되는 열은 수냉 시스템에 의해 제거됩니다. 액화 가스는 낮은 압력의 증발기로 공급되어 끓고 열을 제거한 다음 압축기로 들어가 다시 액화됩니다. 이 경우, 1단 증발기는 동시에 2단 액화 냉각수의 냉각조가 됩니다. 당연히 각 단계마다 끓는점이 필요한 냉각 수준에 해당하는 냉매가 선택됩니다.
쌀. 1. 증기 압축 냉장고: 1 – 압축기; 2 – 물; 3 – 냉각 시스템 탱크; 4 – 스로틀; 5 – 액체; 6 – 증발기(저온 유지 장치)
캐스케이드 공정은 기술 가스 생산의 역사에서 중요한 역할을 하여 공기의 근본적인 액화성을 입증했습니다. 그러나 나중에는 더 발전된 기술 계획으로 바뀌었습니다.
1895년에 독일 물리학자가 제안한 Linde 방법은 일종의 유체역학적 저항(스로틀링)을 통해 가스가 팽창할 때 가스의 온도를 변화시키는 줄-톰슨 효과를 기반으로 합니다. 사실 실제 가스의 내부 에너지는 입자 사이의 잠재적 인력 에너지와 혼란스러운 운동의 운동 에너지로 구성됩니다. 에너지 교환이 없을 때 가스가 팽창할 때 외부 환경분자 사이의 상호 작용의 잠재적 에너지는 분자 사이의 거리가 증가함에 따라 증가합니다. 분자가 서로 더 먼 거리로 "당겨지는 것"으로 인해 위치 에너지가 증가하면 운동 에너지(열 운동 에너지) 및 결과적으로 온도가 감소하여 보상됩니다. 사실, 유사한 효과는 특정 온도 임계값까지만 관찰되며 그 이상에서는 부호가 변경됩니다. 이제 가스가 팽창하면서 가열됩니다. 이 경우 위치 에너지 자체는 단순히 부호가 변경됩니다. 이전에는 (특정 온도까지) 인력에 의해 결정되었다면 이제는 반발력이 널리 퍼져 있습니다. 그리고 (반대로) 확장은 다음을 제공합니다. 추가 부스트분자의 열 운동. 정상 온도에서 유사한 "역" 줄-톰슨 효과는 수소의 특징입니다.
그러나 상당히 넓은 온도 범위에서 조절을 통해 공기가 냉각되므로 Linde 사이클에서 이 속성을 사용할 수 있습니다. 그 안에서 공기는 압축기에 의해 200기압의 압력으로 압축되고, 압축열은 열 교환기에서 방출되어 스로틀 밸브를 통해 흐르면서 팽창하고 냉각됩니다. 냉각된 공기는 동일한 열 교환기를 통해 흐르지만 반대쪽에서는 압축 가스의 새로운 부분에서 열을 빼앗아 자체적으로 압축됩니다. 이러한 방식으로 꽤 오랫동안 순환함으로써 공기는 조절 시 일부가 액화되기 시작하는 온도까지 냉각됩니다. 그러나 린데의 장점은 공기 액화를 산업적 기반에 놓을 수 있었다는 것뿐만 아니라, 주로 액화 공기를 분리하여 고도로 정제된 질소와 산소를 얻었다는 점에 있습니다.
이를 위해 그는 생성된 액체 공기의 이중 정류를 사용했습니다. 왜냐하면 단순 증류로는 필요한 순도의 제품을 생산하지 못했기 때문입니다. 산소의 끓는점(-183°C)이 질소의 끓는점(-196°C)보다 13도 높다는 사실에도 불구하고 단순히 질소를 증발시키는 것만으로는 이들 가스를 완전히 분리하는 것이 불가능했습니다.
증류탑의 개념은 끓는점이 낮은 성분(이 경우 질소)이 풍부한 액체가 끓는점이 높은 성분(산소)이 풍부한 가스 혼합물의 증기를 향해 반대 방향으로 이동하는 것입니다. 액체는 컬럼 상단에서 공급되고, 가스 혼합물은 하단에서 증발합니다.
상 접촉 표면을 증가시키기 위해 소위 증류판이 사용됩니다. 그들과 접촉하면 가스가 부분적으로 응축되고 액체가 부분적으로 증발합니다. 이 경우, 기체의 끓는점이 높은 부분은 주로 액체 상태로 변하고, 액체의 끓는점이 낮은 부분은 증발한다. 이러한 교환의 결과로, 가스 혼합물의 상향 흐름은 끓는점이 낮은 성분으로 농축되고, 액체의 하향 흐름은 끓는점이 높은 성분으로 농축됩니다. 기존 증류탑에서는 역류 액체 흐름을 생성하기 위해 탑 출구에서 얻은 저비점 성분의 일부가 응축되어 다시 보내집니다.
문제는 액체 공기를 '한 번에' 분리할 수 없다는 점이다. 가장 효율적인 증류 컬럼을 사용하더라도 출력에서 상당히 순수한 질소를 얻을 수 있지만 컬럼 하단에는 공기의 원래 구성에 비해 산소가 풍부하더라도 질소와 산소의 혼합물이 남아 있습니다.
이것이 바로 Linde가 이중 증류 방식을 제안한 이유입니다. 그 과정에서 일어나는 과정을 간략하게 설명하겠습니다 (그림 2).
- 1) 액화된 공기는 첫 번째(하부) 증류탑에 공급되며, 증류 과정에서 거의 순수한 질소와 질소-산소 혼합물로 분리됩니다.
- 2) 질소는 취해지는 첫 번째 기둥의 상단에서 응축된 다음 액체 형태로 두 번째(상부) 기둥의 상단으로 보내져 아래로 흐르는 액체 흐름을 형성합니다.
- 3) 두 번째 컬럼의 중간 부분에는 질소-산소 혼합물이 공급됩니다. 과정이 연속적이기 때문에 한편으로는 증발기에서 산소가 풍부한 가스 흐름이, 다른 한편으로는 위에서 아래로 흘러 질소가 풍부한 액체가 기다리고 있습니다.
- 4) 이러한 "교차 공격"이 발생하면 앞서 설명한 원리에 따라 질소-산소 혼합물이 분리되기 시작합니다. 순수한 질소는 결국 가스와 함께 위로 올라가고, 순수한 산소는 바닥에 모입니다.
제안된 방식의 우아함은 무엇보다도 두 번째 컬럼의 증발기가 첫 번째 컬럼의 응축기이기도 한다는 사실에 있습니다. 이를 통해 에너지 소비를 크게 줄일 수 있습니다. 그 사이에 필요한 온도 체제두 컬럼의 압력 차이에 의해 보장되며 자동으로 유지됩니다.
Linde와 병행하여 프랑스 과학자 Claude는 공기 분리 작업을 진행했습니다. 동시에 예비 액화를 위해 그는 스로틀링을 사용하지 않았지만 팽창기 - 가스가 팽창하고 작동하고 냉각되는 기계입니다. 이 기술은 주로 저온에서 기계 부품을 작동하는 데 어려움이 있기 때문에 Linde가 제안한 것보다 덜 효과적인 것으로 나타났습니다. 한편, 30년대 초반에는 공기(또는 기타 가스)가 팽창하여 터빈 블레이드를 회전시키고 이를 통해 냉각된 후 액화되는 일반적인 용어로 터보팽창기가 개발되었습니다. 이러한 장치는 다음 분야에서도 부분적으로 사용되기 시작했습니다. 산업 생산품, 그러나 효율성이 상당히 낮았습니다. 터보팽창기 사용의 돌파구는 P. L. Kapitsa에 의해 제공되었는데, 그는 이전에는 아무도 생각하지 못했던 명백해 보이는 아이디어를 제안했습니다. 이전에는 증기 터빈과 특성이 유사한 터빈을 사용하여 가스를 액화했습니다. Kapitsa는 그 안에서 작동하는 차가운 압축 공기가 증기보다 액체에 더 가까운 특성을 가지고 있다는 사실에 주목했습니다. 이로 인해 그는 새로운 터보 팽창기의 프로토타입으로 수력 터빈을 선택하게 되었습니다. “... 올바르게 선택된 유형의 터보팽창기는 물과 증기 터빈 사이의 절충안이 될 것입니다"- Kapitsa는 믿었습니다. 이로 인해 가스 액화 효율이 크게 향상되었으므로 이제는 액체 공기 생산의 기초가 되는 것이 Kapitsa가 개발한 터보팽창기입니다. 후속 분리는 Linde가 제안한 계획을 따릅니다.
쌀. 2. 이중 정류 장치: 1, 2 – 열 정류; 3 - 응축기 증발기
그러나 공기는 질소와 산소 그 이상으로 구성되어 있습니다. 아르곤, 네온, 크립톤, 크세논과 같은 소량의 불활성 가스가 포함되어 있습니다. 저비점 성분인 네온은 헬륨과 함께 두 번째 증류탑의 뚜껑 아래에 수집됩니다. 네온-헬륨 혼합물은 역류 환류 응축기에서 질소를 정제합니다. 그리고 네온 자체는 흡착법으로 추출됩니다. 끓는점이 높은 성분인 크립톤과 크세논은 산소와 함께 기둥 아래로 내려갑니다. 산소-크립톤-크세논 혼합물은 추가 컬럼에서 순수한 산소와 소위 "1차 농축물"로 분리되며, 여기서 불활성 가스의 함량은 원래 혼합물보다 높습니다. 그리고 크립톤과 크세논은 흡착에 의해 1차 농축물로부터 분리됩니다.
아르곤을 사용하면 더 어렵습니다. 끓는점은 산소보다 낮고 질소보다 높습니다. 따라서 일부는 산소로 나오고 다른 일부는 질소로 나옵니다. 이러한 사건의 전개를 방지하기 위해 거기에 있는 혼합물의 특정 부분을 컬럼의 중간 부분에서 가져와 추가 분리 컬럼으로 보냅니다. 여기서 아르곤이 제거된 산소-질소 혼합물이 다시 반환됩니다. 추가 정제를 위해 아르곤 농축물이 공급됩니다.
오늘날에는 극저온 외에도 다른 가스 분리 방법이 있습니다.
예를 들어, 흡착 방식은 비용이 저렴하고 제어가 용이하다는 특징이 있습니다. 생산 과정그리고 생성된 가스의 순도가 상당히 높습니다. 이 방법은 특정 가스를 특별히 (주로) 흡수하는 일부 물질의 능력을 기반으로 합니다. 질소가 생성되면 탄소 분자체가 들어 있는 흡착기에 압력을 가한 공기가 공급됩니다(그림 3). 결과적으로, 산소는 흡착제에 의해 흡수되고, 산출물은 질소입니다. 동시에 흡착제가 흡수할 수 있는 산소의 양은 제한되어 있으므로 분자체를 지속적으로 재생시키는 것이 필요합니다. 이는 일반적으로 압력을 방출함으로써 달성됩니다. 흡착제 표면에서 산소가 증발하고 흡착제는 새로운 공기 배치를 분리할 준비가 됩니다.
산소를 얻으려면 질소가 산소보다 더 빨리 알루미노규산염 체에 흡착된다는 사실을 이용하십시오. 따라서 알루미노실리케이트가 충전된 흡착기를 통해 공기를 통과시키면 순도가 최대 95%인 산소가 생성됩니다.
쌀. 3. 가스의 흡착 분리:
a) 흡착 방법으로 공기로부터 질소를 얻는 방법;
b) 흡착가스 분리를 위한 설치
공기 분리의 막 방법은 대기로부터 가스를 얻는 또 다른 방법입니다. 이는 공기 성분이 일반적으로 폴리머인 가스 투과성 멤브레인을 다양한 속도로 통과한다는 사실에 기초합니다(그림 4). 이 경우, 가스 분리층이 적용된 다수의 중공 폴리머 섬유로 구성된 멤브레인 모듈에 공기가 압력을 가하여 공급됩니다. 산소와 아르곤 분자는 막을 통해 "밀려나오고" 질소가 풍부한 가스 혼합물이 섬유에 남습니다. 여러 개의 멤브레인 모듈을 통해 공기를 순차적으로 필터링하면 상당히 순수한 질소(최대 99.9%)를 얻을 수 있습니다.
쌀. 4. 막 가스 분리:
a) 멤브레인 – 중공 폴리머 섬유;
b) 막 분리를 위한 설치
공기 분리의 막 및 흡착 방법 모두 상대적으로 순수한 질소를 얻을 수는 있지만 아르곤 및 기타 가스는 말할 것도 없고 기술적 목적에 필요한 순도의 산소를 방출한다고 자랑할 수는 없습니다. 따라서 오늘날 가스 분리의 주요 방법은 극저온 정류 방법으로 남아 있으며, 이를 통해 실질적으로 불순물이 없는 최종 제품을 얻을 수 있습니다.
분별 증류라는 용어는 증발과 응축 과정이 순차적으로 반복되는 것으로 이해되어야 합니다.
정류(Rectification)는 증발과 응축 과정이 계속적으로 반복되는 것입니다.
분별 증류는 끓는점에서 끓는 액체의 균일한 혼합물을 분리하는 데 사용됩니다. 다른 온도그리고 서로 끊임없이 끓는 혼합물을 형성하지 않습니다. 분별 증류의 기초는 D. P. Konovalov가 발견한 액체-증기 시스템의 상 평형 법칙입니다. "증기는 해당 구성 요소로 풍부해지며, 액체에 이 구성 요소를 추가하면 끓는점이 낮아지나요?" (즉, 더 쉽게 끓음) 특히 구성 요소의 끓는점 차이가 작은 경우 혼합물을 더 완벽하게 분리하는 데 도움이 됩니다.
컬럼 내 증기와 액체 사이의 접촉 표면이 크기 때문에 열 전달이 촉진되고 상 분리(증기 및 액체)가 개선됩니다. 이로 인해 증류 플라스크로 되돌아가는 액상에는 휘발성이 낮은 성분이 농축되고, 위쪽으로 들어가는 기상에는 휘발성이 높은 성분이 농축됩니다.
상평형 다이어그램에서 모든 끓는점의 증기상에는 액체상보다 더 많은 양의 저비점 성분이 포함되어 있음이 분명합니다. 이 경우 각 끓는점은 엄격하게 정의된 액체와 증기의 조성에 해당합니다.
따라서 끓는 이원 혼합물에서 생성된 증기는 항상 두 구성 요소를 모두 포함하지만 휘발성이 더 높은 구성 요소(구성 M1)로 농축됩니다. 이러한 증기가 완전히 응축되면 증기와 동일한 조성의 액체가 생성됩니다. 이 액체를 2차 증류하는 동안 증기가 형성되고(구성 M2), 끓는점이 낮은 성분이 더욱 풍부해집니다. 결과적으로, 각각의 제1분획에 대해 상평형(증류) 조건을 반복적으로 반복한 결과, 궁극적으로 마지막 증류로부터 제1분획에서 다른 성분을 함유하지 않는 혼합물의 저비점 성분을 얻는 것이 가능하다. 따라서 마지막 분획은 원래 혼합물의 순수한 고비점 성분으로 구성됩니다. 이는 본질적으로 분별 증류 분리의 원리입니다.
이는 실험실에서 단순 증류탑으로 사용됩니다. 다양한 방식환류 응축기(그림 46)는 효율성이 높을수록 표면적이 커집니다.
환류 응축기의 효과는 끓는 용액의 증기가 완전히 냉각되지 않으면 끓는점이 더 높은 액체 증기의 부분 응축이 발생한다는 것입니다. 생성된 중간 응축물을 환류라고 합니다.
환류액은 반응 플라스크로 다시 흘러 들어가고, 증기는 끓는점이 낮은 성분으로 농축되어 냉장고로 들어가서 완전한 응축을 겪습니다.
Dephlegmators는 약 1-2oC의 좁은 끓는점 범위로 응축수의 일부 방출을 촉진합니다.
분별 증류의 경우, 혼합물은 환류 응축기가 있는 증류 플라스크, 온도계, 냉장고, 알론지 및 리시버로 구성된 장치(그림 47)에 분산됩니다.
장치를 조립하고 설치한 후 작동 혼합물이 로드됩니다.
쌀. 47.
증류액은 분당 30-40방울의 속도로 리시버에 들어가야 합니다. 첫 번째 부분의 온도 범위 상한에 도달하면 수신기가 변경됩니다. 가열을 멈추지 않고 계속해서 두 번째 수용기에 다음 부분을 수집합니다. 그런 다음 수신기가 세 번째 수신기로 변경됩니다. 증류플라스크에 액체가 2~3ml 남으면 증류를 중단한다.
물질의 혼합물을 더 잘 분리하기 위해 2차 증류가 수행됩니다. 첫 번째 분획을 증류 플라스크에 넣고 동일한 온도 한계 내에서 증류합니다. 배기 증기의 온도가 제1 온도 구간의 상한에 도달하면 증류를 중단하고 장치를 냉각시킨다. 1차 증류의 중간분획을 증류플라스크에 넣고 상기와 같이 다시 증류를 시작한다. 중간 분획의 증류가 끝나면 잔류물에 세 번째 분획을 첨가하고 증류를 계속하여 두 번째와 세 번째 수용기에 분획을 모읍니다. 증류를 여러 번 반복하면 평균 분율이 크게 감소하여 첫 번째 분획과 세 번째 분획으로 나누어집니다. 이 경우 극한 분율의 온도 범위가 좁아집니다. 이러한 방식으로 끓는점 범위가 매우 가까운 성분의 혼합물을 꽤 잘 분리하는 것이 가능합니다.
공비혼합물은 끓을 때 조성이 변하지 않는 두 가지 이상의 액체의 혼합물, 즉 평형 액체상과 증기상의 조성이 동일한 혼합물입니다.
예를 들어, 물과 에틸 알코올의 공비혼합물은 95.57%의 C2H5OH를 함유하고 78.15°C에서 끓습니다. 이는 허용되는 산업적 에틸 알코올 농도 96%를 설명합니다. 이는 공비 혼합물이며 추가 증류를 통해 분획으로 나눌 수 없습니다. 공비 혼합물의 끓는점은 저비점 성분의 끓는점보다 낮거나(양의 공비 혼합물) 높을 수 있습니다(음의 공비 혼합물).
압력이 변하면 끓는점이 변할 뿐만 아니라 공비 혼합물의 조성도 변하여 순수한 액체와 다릅니다.
공비 혼합물을 분리하기 위해 다양한 기술이 사용됩니다.
고체 다공성 물질에 대한 흡착으로 인해 구성 요소 중 하나가 제거됩니다.
다공성 막에서의 분리
비다공성 막의 투과증발
대기압 이외의 압력, 특히 진공 하에서의 증류는 위를 참조하세요.
추가 성분을 사용한 증류로 삼중(또는 그 이상) 공비혼합물 생성
2성분 양성 공비 혼합물의 상태 다이어그램.
증류 압력 분쇄
공비혼합물(azeotrope)이라는 단어는 그리스어 jEein(끓는 것)과 fsrpt(상태)가 접두사 b-(아님)과 결합되어 "끓을 때 변화가 없음"이라는 일반적인 의미를 제공하는 데서 유래합니다.
공비 증류
특정 비율로 섭취된 많은 물질은 서로 공비 혼합물을 형성합니다. 알려진 공비 혼합물에는 예를 들어 96% 에틸 알코올(수용성) - bp가 포함됩니다. 78.15 °C - 최소 끓는점; 126 ° C의 일정한 끓는점을 갖는 농축 브롬화 수소산 - 혼합물의 두 구성 요소 (브롬화수소 및 물)에 비해 최대 끓는점입니다.
최대 끓는점을 갖는 공비 혼합물을 형성하는 두 물질의 혼합물을 가열할 때, 공비 혼합물의 조성에 비해 과잉으로 존재하는 성분이 먼저 증류됩니다. 그 후, 최대 끓는점(최소 증기압을 가짐)을 갖는 공비 혼합물이 증류 제거됩니다. 최소 비등점을 갖는 공비혼합물을 형성하는 혼합물을 증류할 때, 먼저 공비혼합물을 증류한 다음 과잉 성분을 증류 제거합니다. 최소 끓는점을 갖는 3000개 이상의 이중 공비 혼합물과 최대 끓는점을 갖는 약 250개만이 알려져 있습니다(일반적으로 이는 극성이 높은 균질 혼합물입니다)***.
공비 건조는 실제로 매우 중요합니다. 이를 위해 물과 공비 혼합물을 형성하고 바람직하게는 추위에 물과 혼합되지 않는 화합물(예: 벤젠)을 건조할 물질에 첨가합니다. 그런 다음 혼합물을 가열하고 증류액을 하향 응축기에서 응축한 후 눈금 용기에 수집합니다. 벤젠과 공비 혼합물을 형성하는 물(혼합물의 끓는점은 60°C, 물은 100°C, 벤젠은 80°C)은 수용기에서 두 층으로 분리됩니다. 이러한 방식으로 물질을 건조시켜 물 방출이 끝나는 순간을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 물이 방출되는 반응의 진행을 관찰할 수 있으며, 물을 증류하여 평형 반응을 전환할 수도 있습니다. 원하는 방향으로.
알려진 공비 혼합물은 Gordon A., Ford R. Chemist's Companion이라는 책에 나와 있습니다. M., 미르, 1976. 28
벤젠, 이성질체 자일렌, 톨루엔, 클로로포름 및 사염화탄소는 공비 건조 중에 물을 분리하는 데 가장 자주 사용됩니다. CHCl3와 CCl4는 물보다 무겁다는 사실을 잊어서는 안됩니다.
분별 증류전체 범위를 가지고 있습니다 중요한 응용, 예를 들어 액체 공기, 정유, 알코올 음료 생산(이 장의 소개 텍스트 참조) 등에서 산소, 질소 및 비활성 가스를 얻습니다.
그림에서. 그림 6.16은 일반적인 실험실 분별 증류 설정의 개략도를 보여줍니다. 수직 기둥은 유리구슬이나 무작위로 배열된 짧은 길이의 유리관으로 채워져 있습니다. 대신 버블 컬럼을 사용할 수 있습니다. 이러한 기둥을 사용하면 승화 증기가 아래로 흐르는 액체와 접촉할 수 있습니다.
언제 무슨 일이 일어나는지 봅시다 2성분 혼합물의 분별 증류 xA(C)(그림 6.17). 이 혼합물을 가열하면 온도가 C 지점까지 상승합니다. 그런 다음 액체가 끓기 시작합니다. 생성된 증기는 휘발성이 더 높은 성분 A의 액체보다 더 풍부합니다. 끓는점에서 이 증기와 액체는 평형 상태에 있습니다. 이 평형은 상태도의 연결선 CD에 해당합니다. 분별탑을 통해 상승하는 증기는 점차 냉각되어 최종적으로 액체로 응축됩니다. 이러한 온도 감소는 상태도에서 수직선 DD로 표시됩니다. 점 D에서는 xA(D) 조성을 갖는 응축수와 xA(E) 조성을 갖는 증기 사이에 새로운 평형이 설정됩니다. . 액체 응축수가 컬럼 아래로 흐르고 증기가 컬럼을 통해 상승합니다. 따라서 기둥의 각 높이에서 흐르는 액체와 상승하는 증기는 평형 상태에 있습니다. 이러한 평형은 연결선으로 표시됩니다. 증기가 기둥을 통해 상승하면서 각각의 연속적인 평형을 통과하면서 휘발성이 더 높은 성분이 점점 더 풍부해집니다. 결국 증기는 기둥 상단의 구멍을 통해 빠져나와 응축되고, 생성된 액체는 수용기로 흘러 들어갑니다. 한편, 플라스크 안의 액체에는 휘발성이 덜한 성분이 점점 더 풍부해지며, 그 결과 끓는점이 점차 높아집니다.
기둥 상단의 구멍을 통해 증기가 제거되기 때문에 기둥의 평형이 지속적으로 이동합니다. 평형이 안정될 때까지 플라스크를 충분히 천천히 가열하는 경우에만 우수한 분리가 이루어집니다. 실제로 분별 증류는 일반적으로 다성분 액체 혼합물을 분리하는 데 사용됩니다.
우간다에서는 수제 증류 장치에서 맥주를 분별 증류하여 얻은 알코올 음료 "잉굴리(inguli)"의 생산이 널리 퍼져 있습니다. 우간다에서는 잉굴리 생산 라이센스 보유자가 자신의 제품을 산업 증류소에 판매합니다. "와라기"라고 불리는 것이 그것으로부터 얻어집니다. 홈메이드 인굴리 및 유사한 홈메이드 제품 알코올 음료동아프리카 국가에서 생산된 는 두 번째 부분에 첫 번째와 세 번째 부분의 독성 불순물이 포함되어 있는 경우가 많기 때문에 섭취하기에 위험합니다. 이러한 이유로 대부분의 동아프리카 국가에서는 이러한 알코올 음료의 생산과 소비가 금지되어 있습니다.
인굴리.당밀과 바나나 주스에서 맥즙을 발효시키면 아프리카 맥주 '잉굴리', 증류를 통해 3개의 분획을 수집합니다.
첫 번째 분획에는 독성이 낮은 끓는점 알데히드, 케톤 및 알코올이 포함되어 있습니다. 예를 들어, 프로판알(bp. 48 °C, 독성), 프로파논(bp. 56 °C, 독성) 및 메탄올(bp. 64 °C, 매우 독성이 있어 시력 상실 유발) 이 부분은 파괴됩니다.
두 번째 증류 분획은 목적 생성물 인굴리를 나타냅니다. O. 물과 에탄올을 함유하고 있습니다. 에탄올(에틸알코올)의 끓는점은 78℃입니다. 소량으로 섭취하면 해롭지 않습니다(그러나 이 장 시작 부분의 소개 텍스트 참조).
세 번째 분획에는 끓는점이 12~130°C인 알코올이 포함되어 있습니다. 이 세력도 파괴되었습니다.