Bạn có hỗn hợp 3 chất lỏng không phân trộn có điểm sôi tương gần nhau. a. Trình bày nguyên tắc chưng cất phân đoạn và các yếu tố ảnh hưởng tới độ phân tách. b. Nếu một thành phần tạo azeotrope với thàn...

a. Nguyên tắc chưng cất phân đoạn là tách các chất trong hỗn hợp dựa trên sự khác nhau về điểm sôi của chúng. Trong quá trình chưng cất, khi hỗn hợp được đun nóng, chất có điểm sôi thấp hơn sẽ bay hơi trước và được ngưng tụ thành chất lỏng ở ống ngưng. Quá trình này sẽ tiếp tục cho đến khi các thành phần trong hỗn hợp được tách ra. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân tách bao gồm: - **Sự khác biệt về điểm sôi**: Nếu điểm sôi của các chất gần nhau, quá trình phân tách sẽ khó khăn hơn. - **Áp suất**: Thay đổi áp suất có thể làm thay đổi điểm sôi của các chất, giúp tách biệt chúng dễ hơn. - **Số lượng đĩa trong cột chưng cất**: Càng nhiều đĩa, hiệu suất tách biệt càng cao, vì mỗi đĩa cho phép sự tiếp xúc giữa hơi và lỏng nhiều hơn. - **Tốc độ làm nóng**: Nên điều chỉnh tốc độ làm nóng để tránh mất đi các chất có điểm sôi thấp hơn. b. Nếu một thành phần trong hỗn hợp tạo azeotrope với một thành phần khác, có thể áp dụng một số giải pháp sau: - **Thêm tác nhân**: Thêm một chất phụ gia có thể làm thay đổi tính chất hóa lý của hỗn hợp, giúp phá vỡ azeotrope. - **Chưng cất áp suất giảm**: Thay đổi áp suất giúp giảm điểm sôi của các chất, từ đó có thể tách được các thành phần mà trước đó đã tạo azeotrope. c. Công thức tính số đĩa lý tưởng trong chưng cất phân đoạn được viết như sau: \[ N = \frac{\ln\left(\frac{X_D}{X_B}\right)}{\ln\left(\frac{K_B}{K_D}\right)} \] Trong đó: - \(N\) là số đĩa lý tưởng cần thiết. - \(X_D\) là nồng độ của chất cần tách trong sản phẩm (chất đỉnh). - \(X_B\) là nồng độ của chất cần tách trong sản phẩm đáy. - \(K_B\) và \(K_D\) lần lượt là hệ số phân chia của chất ở đáy và đỉnh. Ý nghĩa của công thức này là giúp dự đoán số lượng đĩa lý tưởng cần thiết để đạt được mức độ tách biệt mong muốn giữa các thành phần trong hỗn hợp, từ đó hỗ trợ trong thiết kế và tối ưu hóa quá trình chưng cất.