Hauptunterschied – azeotrope vs. extraktive Destillation
Der Hauptunterschied zwischen azeotroper und extraktiver Destillation besteht darin, dass bei der azeotropen Destillation die Bildung eines Azeotrops erforderlich ist, um die Komponenten eines Gemisches zu trennen, während bei der extraktiven Destillation keine Azeotropbildung stattfindet.
Destillation ist der Prozess der Reinigung einer Flüssigkeit durch Erhitzen und Abkühlen. Bei der azeotropen Destillation wird vor der Trennung von Komponenten aus einem Gemisch ein Azeotrop gebildet. Ein Azeotrop ist ein Gemisch aus Komponenten mit konstantem Siedepunkt. Bei der extraktiven Destillation muss kein Azeotrop gebildet werden. Bei diesem Verfahren wird einer binären Mischung eine dritte Komponente zugesetzt. Diese dritte Komponente kann die Volatilität bestehender Komponenten beeinflussen.
Was ist azeotrope Destillation?
Azeotrope Destillation ist eine Trenntechnik, die verwendet wird, um die Komponenten einer Mischung durch Bildung eines Azeotrops zu trennen. Azeotrope sind Stoffgemische mit konstantem Siedepunkt. Solche Gemische lassen sich nicht durch einfache Destillation in Komponenten auftrennen, da alle Komponenten den gleichen Siedepunkt haben. Wenn ein azeotropes Gemisch gekocht wird, ist der Anteil der Komponenten in der Flüssigkeit und seiner Dampfphase gleich.
Bei der azeotropen Destillation wird der azeotropen Mischung eine neue Komponente (bekannt als Schleppmittel) hinzugefügt, um ein neues Azeotrop zu bilden, das bei einer niedrigeren Temperatur als das vorhandene Azeotrop siedet. Dann hat das System zwei nicht mischbare flüssige Phasen mit unterschiedlichen Siedepunkten (heterogen).
Abbildung 01: Das System zur Trennung von Ethanol (E) von Wasser (W) unter Verwendung von Benzol (B)
Betrachten wir zum Beispiel eine Mischung aus Ethanol und Wasser. Es ist als binäres Azeotrop bekannt, weil es zwei mischbare Komponenten in der Mischung gibt. Wenn dieser Mischung Benzol als Schleppmittel zugesetzt wird, kann dies die Flüchtigkeit anderer Komponenten in der Mischung beeinflussen. Das Gemisch wird jetzt als tertiäres Azeotrop bezeichnet, da es drei Komponenten in dem Gemisch gibt. Wenn diese Mischung destilliert wird, spricht man von azeotroper Destillation.
Was ist Extraktivdestillation?
Extraktive Destillation ist eine Trenntechnik, die die Zugabe einer dritten Komponente zu einem binären Gemisch beinh altet, um die Trennung der beiden Komponenten zu ermöglichen. Die dritte Komponente verdampft jedoch nicht während des Destillationsprozesses; die dritte Komponente sollte weniger flüchtig sein. Sonst sollte es einen höheren Siedepunkt haben.
Wenn das binäre Gemisch zwei Komponenten mit relativ ähnlichen Siedepunkten hat, dann können diese Komponenten nicht durch einfache Destillation getrennt werden. Dies geschieht, da beide Komponenten bei nahezu ähnlichen Temperaturen verdampft werden (schlechte Auflösung).
Abbildung 02: Ein System, das die extraktive Destillation der A- und B-Mischung unter Verwendung von E-Lösungsmittel zeigt
Bei der extraktiven Destillation entsteht kein Azeotrop. Das Verfahren beinh altet ein Lösungsmittel mit einer sehr geringen Flüchtigkeit als Lösungsmittel der Komponentenmischung. Es ist als Trennlösungsmittel bekannt. Während der Destillation wird die Komponente mit der höchsten Flüchtigkeit leicht als Kopfprodukt verdampft. Der Rest ist das Lösungsmittel und die andere Komponente (in der binären Mischung). Da das Lösungsmittel mit der zweiten Komponente kein Azeotrop bildet, kann es auch mit einer verfügbaren Methode leicht abgetrennt werden.
Zum Beispiel kann die Extraktion von Toluol aus Paraffin im extraktiven Destillationsverfahren erfolgen. Die Mischung aus Toluol und Isooctan hat nahezu ähnliche Molekulargewichte. Daher ist die Abtrennung von Toluol aus diesem Gemisch sehr schwierig. Wird dieser Mischung jedoch Phenol zugesetzt, erhöht sich der Siedepunkt von Isooctan. Dadurch lässt sich Toluol leicht aus dieser Mischung abtrennen.
Was ist der Unterschied zwischen azeotroper und extraktiver Destillation?
Azeotrop vs. Extraktive Destillation |
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| Azeotrope Destillation ist eine Trenntechnik, die verwendet wird, um die Komponenten einer Mischung durch Bildung eines Azeotrops zu trennen. | Extraktive Destillation ist eine Trenntechnik, die die Zugabe einer dritten Komponente zu einem binären Gemisch beinh altet, um die Trennung der beiden Komponenten zu ermöglichen. |
| Technik | |
| Bei der azeotropen Destillationstechnik ist die Bildung eines Azeotrops vor der Destillation wichtig. | Bei der extraktiven Destillation wird der Mischung eine nichtflüchtige Komponente zugesetzt, die die Flüchtigkeit der Komponenten in der Mischung beeinflussen kann. |
| Trennung | |
| Azeotrope Destillation trennt eine Komponente in die Dampfphase, die die gleiche chemische Zusammensetzung wie in der flüssigen Phase hat. | Extraktive Destillation trennt eine Komponente aus einer Matrix von Substanzen. |
Zusammenfassung – Azeotrop vs. Extraktive Destillation
Destillation ist eine chemische Technik, die zur Trennung verschiedener Komponenten in einem Gemisch verwendet wird. Es gibt viele Arten von Destillationstechniken, wobei die einfache Destillation die einfachste Art ist. Azeotrope Destillation und extraktive Destillation sind zwei wichtige Arten der Destillation. Der Unterschied zwischen azeotroper und extraktiver Destillation besteht darin, dass die Bildung eines Azeotrops erforderlich ist, um die Komponenten eines Gemisches zu trennen, während bei der extraktiven Destillation keine Azeotropbildung stattfindet.
