อะซีโอโทรปเป็นส่วนผสมของของเหลว ที่รักษา องค์ประกอบและจุดเดือดระหว่างการกลั่น เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นส่วนผสมของ azeotrope หรือส่วนผสมที่เดือดคงที่ Azeotropy เกิดขึ้นเมื่อส่วนผสมถูกต้มเพื่อสร้างไอที่มีองค์ประกอบเหมือนกับของเหลว คำนี้มาจากการผสมคำนำหน้า “a” ซึ่งแปลว่า “ไม่” และคำภาษากรีกที่แปลว่าเดือดแล้วกลับ คำนี้ถูกใช้ครั้งแรกในสิ่งพิมพ์โดยนักเคมีชาวอังกฤษ John Wade (1864-1912) และ Richard William Merriman ในปี 1911
ในทางกลับกัน ของผสมที่เป็นของเหลวซึ่งไม่ก่อตัวเป็นแอซีโอโทรปภายใต้สภาวะใดๆ จะเรียกว่าซีโอโทรปิก
ประเภทของ Azeotropes
Azeotropes สามารถจำแนกตามจำนวนองค์ประกอบ ความเข้ากันได้ หรือจุดเดือด:
- จำนวนองค์ประกอบ – ถ้าอะซีโอโทรปประกอบด้วยของเหลวสองชนิด จะเรียกว่าไบนารีอะซีโอโทรป แอซีโอโทรปที่ประกอบด้วยของเหลวสามชนิดคืออะซีโอโทรปที่ประกอบไปด้วยสามส่วน นอกจากนี้ยังมี azeotropes ที่ทำจากองค์ประกอบมากกว่าสาม
- ต่างกันหรือเป็นเนื้อเดียวกัน – อะซีโอโทรปที่เป็นเนื้อเดียวกันประกอบด้วยของเหลวที่ผสมกันได้ พวกเขาสร้างวิธีแก้ปัญหา azeotropes ต่างกันนั้นผสมกันไม่สมบูรณ์และก่อตัวเป็นของเหลวสองเฟส
- บวกหรือลบ – แอซีโอโทรปที่เป็นบวกหรือแอซีโอโทรปที่มีจุดเดือดต่ำที่สุดเกิดขึ้นเมื่อจุดเดือดของส่วนผสมต่ำกว่าจุดเดือดของส่วนประกอบใดๆ แอซีโอโทรปที่เป็นลบหรือแอซีโอโทรปที่มีจุดเดือดสูงสุดเกิดขึ้นเมื่อจุดเดือดของส่วนผสมสูงกว่าจุดเดือดขององค์ประกอบใดๆ
ตัวอย่าง
การต้มสารละลายเอทานอล 95% ในน้ำจะทำให้เกิดไอระเหยที่เป็นเอทานอล 95% ไม่สามารถใช้การกลั่นเพื่อให้ได้เอทานอลที่มีเปอร์เซ็นต์สูงขึ้นได้ แอลกอฮอล์และน้ำเป็นส่วนผสมที่ผสมกันได้ ดังนั้นจึงสามารถผสมเอทานอลในปริมาณเท่าใดก็ได้เพื่อให้เป็นสารละลายที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีพฤติกรรมเหมือนอะซีโอโทรป
ในทางกลับกัน คลอโรฟอร์มและน้ำก่อให้เกิดเฮเทอโรอะซีโอโทรป ส่วนผสมของของเหลวทั้งสองนี้จะแยกออกจากกัน ก่อตัวเป็นชั้นบนซึ่งประกอบด้วยน้ำเป็นหลักโดยมีคลอโรฟอร์มละลายอยู่เล็กน้อย และชั้นล่างประกอบด้วยคลอโรฟอร์มเป็นส่วนใหญ่โดยมีน้ำละลายอยู่เล็กน้อย หากต้มทั้งสองชั้นพร้อมกัน ของเหลวจะเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือดของน้ำหรือคลอโรฟอร์ม ไอที่เกิดขึ้นจะประกอบด้วยคลอโรฟอร์ม 97% และน้ำ 3% โดยไม่คำนึงถึงอัตราส่วนในของเหลว การควบแน่นของไอนี้จะส่งผลให้เกิดชั้นที่มีองค์ประกอบคงที่ชั้นบนของคอนเดนเสทจะคิดเป็น 4.4% ของปริมาตร ในขณะที่ชั้นล่างจะคิดเป็น 95.6% ของส่วนผสม
การแยกอะซีโอโทรป
เนื่องจากการกลั่นแบบแยกส่วนไม่สามารถใช้เพื่อแยกส่วนประกอบของอะซีโอโทรปได้ จึงต้องใช้วิธีอื่น:
- การกลั่นแบบสวิงแรงดันใช้การแกว่งแรงดันเพื่อเปลี่ยนส่วนประกอบของส่วนผสมเพื่อเพิ่มคุณค่าให้กับการกลั่นด้วยส่วนประกอบที่ต้องการ
- อีกเทคนิคหนึ่งเกี่ยวข้องกับการเติมสารเอนเทรนเนอร์ ซึ่งเป็นสารที่เปลี่ยนแปลงความผันผวนของหนึ่งในส่วนประกอบของอะซีโอโทรป ในบางกรณี สารก่อฟองจะทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบเพื่อสร้างสารประกอบที่ไม่ระเหยง่าย การกลั่นโดยใช้สกิมเมอร์เรียกว่าการกลั่นแบบอะซีโอโทรปิก
- การระเหยเกี่ยวข้องกับการแยกส่วนประกอบโดยใช้เมมเบรนที่สามารถซึมผ่านไปยังองค์ประกอบหนึ่งได้มากกว่าอีกองค์ประกอบหนึ่ง การซึมผ่านของไอเป็นเทคนิคที่เกี่ยวข้อง ซึ่งใช้เมมเบรนที่สามารถซึมผ่านไปยังเฟสไอของส่วนประกอบหนึ่งได้มากกว่าอีกองค์ประกอบหนึ่ง
น้ำพุ
- เวด จอห์น และริชาร์ด วิลเลียม เมอร์ริแมน ” CIV.—อิทธิพลของน้ำต่อจุดเดือดของเอทิลแอลกอฮอล์ที่ความดันสูงและต่ำกว่าความดันบรรยากาศ ” วารสารสมาคมเคมี ธุรกรรม 99.0 (1911): 997–1011 ความประทับใจ.
