Prof. Antonio Lavecchia

DISTILLAZIONE

Teoria della Distillazione

misuratore di pressione

T1, P1 T2, P2

T1>T2 P1>P2

Teoria della Distillazione

Leggi di Dalton e di Raoult • Legge di Dalton:

• Legge di Raoult:

BA P+P=P

A0AA XP=P

BA

AA n+n

n=X

• Combinando le due leggi si ottiene:

BBAA XPXPP 00 +=

Leggi di Dalton e di Raoult

• Risolvendo, si avrà:

B0B

A0A

B

A

XPXP

PP

=

• In fase liquida, la tensione di vapore parziale di A e B è data da:

A0AA XP=P B

0BB XPP =

• In fase vapore, la tensione di vapore parziale di A e B è data da:

totVapAA PXP = tot

VapBB PXP =

• Se facciamo il rapporto fra le due espressioni, avremo:

• Se facciamo il rapporto fra le due espressioni, avremo:

totVapB

totVapA

B

A

PXPX

PP

=

B0B

A0A

VapB

VapA

B

A

XPXP

XX

PP

==

Diagramma di Distillazione di una Miscela Binaria Ideale

T di ebollizione della miscela alla pressione stabilita

Frazione molare della miscela

0AT

0BT

1T

1L1V

Vapore

Liquido

L + V

T

XB = 1 o 100%

Curva del liquido o

dell’ebollizione

Curva del vapore

A B 2L

2T

2VXA = 1 o 100%

T2 < T1

Deviazioni Positive dalla Legge di Raoult

Diagramma di Distillazione di una Miscela Binaria non Ideale Formante

un Azeotropo a Minimo

Etanolo Benzene

T Composizione del vapore

composizione M

TM

TEt

TBenz

L2

T2

L1

T1

V2 V1 L3

T3

V3

Azeotropo bassobollente

Composizione del liquido

Azeotropi con Punto di Minimo

Azeotropi con Punto di Minimo

Deviazioni Negative dalla Legge di Raoult

Diagramma di Distillazione di una Miscela Binaria non Ideale Formante

un Azeotropo a Massimo

CHCl3 Acetone

T Composizione del vapore

composizione M

TM

TCHCl3

TAcet

L1

T1

L2

T2

V1 V2 L3

T3

V3

Azeotropo altobollente

Composizione del liquido

Azeotropi con Punto di Massimo

Azeotropi con Punto di Massimo

Distillazione

• Distillazione semplice

• Distillazione frazionata

• Distillazione in corrente di vapore

Apparecchiatura per la Distillazione Semplice

Distillazione Frazionata

Distillazione Frazionata

Diagramma di Distillazione Isobaro di una Miscela Ideale di due Liquidi A e B

miscibili liqliq BA +

RISCALDAMENTO

Vapore ascendente Liquido discendente

xB 0 1

T

T

M

VAPORE

LIQUIDO

0AT

0BT

T2

T3

T4

T5

x1v

x3v

x4v

x5v

x2v

x2l

x3l

x4l

x5l

x1l x5v

x5l x1

l

T1

x1v x2

v x3v x4

v

x2l x3

l x4l

piatto di distillazione

Colonna di Vigreux

Distillazione Frazionata

Colonna impaccata con

filamenti di acciaio

colonna Hempel

Distillazione sotto vuoto

Distillazione sotto vuoto

Distillazione in Corrente di Vapore Ptot PB PA

TA TB TA+B t

P’A

P’B

X

Ptot sistema > comp. + volatile B

Peb della miscela < comp. più volatile B

Distillazione in Corrente di Vapore

• E’ possibile calcolare la composizione del vapore

• I vapori di due liquidi immiscibili A e B si comportano come i gas ideali:

PV = nRT

VRT

n=P A0A V

RTn=P B

0B

• nA ed nB = numero di moli dei due componenti A e B

Kn=P A0A Kn=P B

0B

Distillazione in Corrente di Vapore

A

AA PM

g=n

B

BB PM

g=n

dove: gA e gB = peso in gr. dei due componenti in fase gassosa PMA e PMB = peso molecolare

KPMg

=PA

A0A KPM

g=P

B

B0B

Distillazione in Corrente di Vapore

B

B

A

A

0B

0A

PMg

K

PMg

K=P

PB

B

A

A0B

0A

gPM

×PMg

=PP

B

A0B

0A

B

A

PMPM

×PP

=gg

• da cui:

Distillazione in Corrente di Vapore Metodo con vapore esterno

Tubo a squadra

H2O

Foglie di rosa,

scorze di limone

valvola di equilibrio

della P

condensatore

Vapore acqueo

Distillazione in Corrente di Vapore Metodo con vapore interno