zum Directory-modus

Tutorial MenueFlüssigkeitenLerneinheit 8 von 10

Azeotrope, nichtideale Mischungen

Niedriger siedende Azeotrope

Die Wechselwirkungen unterschiedlicher Moleküle in einer Mischung können aber auch schwächer sein als zwischen gleichartigen (Wechselwirkungen:  AA ≈ BB >> AB). Ist dieses Verhalten sehr stark ausgeprägt, so bilden die beiden Komponenten ein zweiphasiges System; sie mischen sich nicht vollständig. In weniger extremen Fällen erfolgt jedoch eine entropiebedingte Bildung einer homogenen Lösung. Als Beispiel soll das System Methanol/Tetrachlorkohlenstoff betrachtet werden.

Beispiel Methanol/Tetrachlorkohlenstoff

Die polareren Methanol-Moleküle zeigen stärkere Wechselwirkungen untereinander als mit CCl4 . Der Dampfdruck der Lösung ist höher als er sich nach dem Raoult'schen Gesetz berechnet. Er besitzt ein Maximum, das über dem Dampfdruck der reinen flüchtigeren Komponente liegt:

Abb.1
Beispiel Ethanol/Benzol

Als weiteres Beispiel soll das System Ethanol/Benzol betrachtet werden:

Abb.2
Abb.3
Dampfdruckkurve
Abb.4
Siedediagramm

Das Siedediagramm zeigt die Bildung eines Azeotropen, hier allerdings mit Siedepunktsminimum.

Destilliert man derartige Gemische, so destilliert bevorzugt das Azeotrop ab, denn es stellt die niedrigst siedende Komponente dar; anschließend geht die in Bezug auf das Azeotrop überschüssige Komponente über.

Beispiel 96 %iges Ethanol

Ein anderes Beispiel für ein niedrig siedendes Azeotrop ist 96 %iges Ethanol. Destilliert man eine wässrige Lösung mit geringem Ethanolgehalt, so destilliert bei 78,17 °C das Azeotrop als 96 %ige Lösung ab. Im Destillierkolben bleibt Wasser zurück. Wasser und reines Ethanol (78,33 °C) sieden höher als das Azeotrop.

Die Beispiele zeigen, dass sich Systeme, die Azeotrope bilden, nicht einfach durch Destillation in ihre Komponenten zerlegen lassen. Die Lage des azeotropen Punktes ist allerdings druckabhängig; man kann deshalb in verschiedenen Fällen eine destillative Trennung bei vermindertem Druck erreichen. Die Reindarstellung der wertvolleren Komponente lässt sich erreichen, wenn man die andere chemisch umsetzt. So kann man reines (absolutes) Ethanol erhalten. wenn man das im azeotropen Gemisch (96 % Ethanol, 4 % Wasser) vorhandene Wasser mit Calciumoxid, Calciumcarbid, Magnesium oder Natrium umsetzt und anschließend das Ethanol abdestilliert. Unter Ausnutzung der Bildung ternärer (aus 3 Komponenten bestehend) Azeotrope kann in manchen Fällen ebenfalls die Reindarstellung einer Komponente gelingen.

Seite 6 von 10