Eine Frage zu einfachem Destillieren sowie zu Prinzipien der Physikalischen Chemie und der Chemietechnik
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Beim Lesen habe ich die Fähigkeiten nicht gut erlernt, jetzt versuche ich, das nachzuholen. Ich hoffe, ihr könnt mir dabei helfen. 1. Ein System aus leichtem A und schwerem B, bei dem die beiden Komponenten vollständig miteinander mischbar sind und keine Azeotropen bilden. Wenn die Menge des leichteren A zu Beginn fest bei 100 g liegt, kann man durch Änderung der Menge des schweren B – beispielsweise 20 g, 50 g, 100 g, 200 g, 500 g usw. – unter konstantem Druck durch einfache Destillation erreichen, dass am Ende noch 5 g des leichteren A vorhanden sind. Wie hoch sind dann die Siedepunkte für diese verschiedenen Mengenverhältnisse? 2. Wenn die Anfangsmenge des leichten Stoffes A auf 100 g festgelegt wird, ist die Menge des schweren Stoffes B unbekannt. Der Siedepunkt wird dabei festgelegt – am Ende soll bei demselben Siedepunkt noch genau 5 g des leichten Stoffes A übrig sein. Ist es dann möglich, dies durch Änderung der anfänglichen Menge des schweren Stoffes B zu erreichen? 3. Falls ich erreichen möchte, dass am Ende noch 5 g des leichten Stoffes A übrig bleiben, während die Anfangsmengen der Stoffe A und B sowie der Siedepunkt ungewiss sind – wie kann man das dann einstellen, um dieses Ergebnis zu erzielen? 4. Wenn alle oben genannten Parameter festgelegt sind und bei einem bestimmten Siedepunkt am Ende nur noch 5 g des leichten Stoffes A übrig bleiben, dann frage ich mich: Kann ich durch Verringerung des Drucks bei einem noch niedrigeren Siedepunkt meine Anforderungen erfüllen?
Zu viele Fragen – sprechen wir erst über die erste. Zwei Komponenten, einfache Destillation, Anfangskomposition: Unter bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen gibt es nur eine Lösung. Es kann nicht sein, dass B Werte von 20, 50 oder 100 hat und am Ende nur noch 5 g von A übrig sind. Andernfalls müssten die Temperatur und der Druck geändert werden – das wären dann mehrere verschiedene Vorgehensweisen. Für den Rest gilt eben diese Vorgehensweise.
Vielleicht habe ich es nicht ganz richtig beschrieben, ich möchte Folgendes fragen. Die Anfangsmenge des leichten Bestandteils A ist festgelegt – beispielsweise 100 g. Auch die Temperatur des Siedepunkts am Ende der Destillation ist festgelegt, nämlich 160 °C. Unter konstantem Druck kann man durch Änderung der Anfangsmenge des schweren Bestandteils B das Verhalten des verbleibenden Mengenanteils des leichten Bestandteils A beeinflussen. Die Anfangsmengen von B liegen beispielsweise bei 20 g, 50 g, 100 g bzw. 200 g. Wie verhält sich dann die verbleibende Menge des leichten Bestandteils A in diesen Fällen?
Das lässt sich berechnen – es wird bereits im Kapitel zur Destillation in den Grundlagen der Chemietechnik behandelt. Wenn man nur die Muster erkennen will, reicht es aus, sich die Phasendiagramme anzusehen (sofern diese vorhanden sind).
Okay, ich werde es noch einmal versuchen, um herauszufinden, wie es funktioniert. Wenn ich es nicht verstehe, komme ich wieder zu dir, um es gemeinsam zu lernen: Handshake