Azeotropo
Che cos'è un azeotropo?
Consideriamo una miscela di due liquidi A e B che viene riscaldata.
Dalla fase liquida si formerà un vapore che solitamente ha una composizione diversa da quella della fase liquida.
Nel caso in cui il vapore che distilla ha la stessa composizione della soluzione da cui proviene, questa prende il nome di soluzione azeotropica o azeotropo.
Pertanto, se si distilla una soluzione con composizione azeotropica, essa distilla inalterata, cioè il distillato (vapore) ha la stessa composizione del residuo liquido (un comportamento simile si ha nel caso di una miscela eutettica).
Il nome azeotropo deriva dal greco e significa "che bolle senza cambiamento".
Il fatto che un liquido distilli inalterato è caratteristico dei composti puri; però nel caso delle soluzioni azeotropiche non si può parlare di un composto A-B, perché variando la pressione a cui avviene la distillazione, varia, oltre che la temperatura di ebollizione, anche la composizione della soluzione azeotropica.
Nel caso di composti puri, invece, la variazione di pressione ha soltanto influenza sulla temperatura di ebollizione ma, ovviamente, non sulla composizione del distillato.
Si possono avere miscele azeotropiche tra le seguenti coppie di sostanze:
- Acetone-alcol metilico
- Acetone-cloroformio
- Acetone-tetracloruro di carbonio
- Acido nitrico-acqua
- Alcol isopropilico-acqua
- Acqua-cloroformio
- Cloroformio-alcol metilico
- Clorofromio-acetone
- Cloroformio-acido formico
- Diclorometano-pentano
- Glicole propilenico-anilina
- Acetone-tetracloruro di carbonio
- Acido acetico-tetracloruro di carbonio
- Alcol etilico-tetracloruro di carbonio
- Acqua-acido bromidrico
- Acqua-acido fluoridrico
- ecc.
Azeotropo di minima e azeotropo di massima
Una miscela azeotropica può bollire ad una temperatura più bassa o più alta sia delle singole specie chimiche da cui è costituita, che di ogni altra miscela di queste.
In questi casi si parla rispettivamente di azeotropo di minima e azeotropo di massima.
Nell'azeotropo di minima la miscela azeotropica bolle ad una temperatura più bassa sia delle singole specie chimiche da cui è costituita, che di ogni altra miscela di queste.
Un esempio di miscela azeotroica di minima è quella costituita dal 95,6% in massa di etanolo e dal 4,4% di acqua.
Alla pressione di 1 atm, la temperatura di ebollizione dell'etanolo è 78,4°C, mentre la temperatura di ebollizione dell'acqua è di 100°C.
La temperatura di ebollizione della miscela azeotropica etanolo/acqua è invece di 78,1°C (si ha quindi un azeotropo di minima).
Un esempio di miscela azeotroica di massima è quella costituita dal 20,2% in massa di acido cloridrico e dal 79,8% di acqua.
Alla pressione di 1 atm, la temperatura di ebollizione dell'acido cloridrico è di -84°C, mentre la temperatura di ebollizione dell'acqua è di 100°C.
La temperatura di ebollizione della miscela azeotropica acido cloridrico/acqua è invece di 110°C (si ha quindi un azeotropo di massima).
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