Εκχύλιση
Goated video: https://www.youtube.com/watch?v=J3QFoXRoKEg
notes:
Η εκχύλιση είναι διαδικασία διαχωρισμού (στα πλαίσια την ύλης μας διαχωρισμού τριών ουσιών) οι οποίες μπορεί να είναι διαλυτές ή όχι μεταξύ τους και με οποιονδήποτε συνδυασμό ή προϋποθέσεις.
Το τρίγωνο στα διαγράμματα ονομάζεται Ternary Diagram ή Perry & Green diagram ή Τριαδικό Διάγραμμα.
Περιγραφή του διαγράμματος: Το Τριαδικό Διάγραμμα μπορεί να πάρει δύο μορφές α) το ισοσκελές (κλασσικό) και β) το ορθογώνιο τρίγωνο (χρήσιμο για απλούστευση, όταν οι ουσίες είναι εξίσου αναμείξεις μεταξύ τους). Τα σημεία στις κορυφές τους (χ1=1,0,0), (0,χ2=1,0) και (0,0,χ3=1) αντιπροσωπεύουν διαλύματα με καθαρές ουσίες 1,2 και 3 αντίστοιχα. Όσο κινούμαστε κατά μήκος μιας βάσης του τριγώνου το γραμμομοριακό κλάσμα της ουσίας που αντιστοιχεί στην κορυφή από την οποία απομακρυνόμαστε ελαττώνεται γραμμικά. Και αντίστοιχα, το γραμμομοριακό κλάσμα της ουσίας προς της οποίας την κορυφή κινούμαστε αυξάνεται γραμμικά.
Τι σημαίνει αυτό; Υπάρχει μια γραμμικότητα στις σχέσεις, οπότε η χρήστη του διαγράμματος είναι πολύ πιο οικεία στην ανθρώπινη αντίληψη μεγεθών στην καθημερινότητά μας.
Διαλείμματα μη-εξίσου αναμείξεων ουσιών. Σε αυτήν την περίπτωση το διάγραμμα περιέχει μια σκιασμένη περιοχή που περιέχει συνδυασμούς γραμμομοριακών κλασμάτων που δεν είναι εφικτά, λόγω της μη-αναμειξιμότητας των ουσιών σε εκείνο τον βαθμό. Άρα τα μίγματα που παράγονται χωρίζονται σε δύο φάσεις. Η καθεμία με τις δικές της αναλογίες γραμμομοριακών κλασμάτων.
Αυτά τα γραμμομοριακά κλάσματα μπορούν να υπολογισθούν ή να βρεθούν μέσω του διαγράμματος. (Σημείωση, προφανώς σε κείμενο δεν μπορώ εύκολα να περιγράψω την δεύτερη μέθοδο, οπότε δες το βίντεο). Ο υπολογισμός γίνεται με τον <<κανόνα του λεβιέ>> ή Lever Rule
Lever Rule
Ας υποθέσουμε πως έχουμε ένα μείγμα τριών εξίσου αναμείξιμων ουσιών...
Τραβάμε μια ευθεία μεταξύ του σημείου που αντιστοιχεί στην σύσταση αρχικού μίγματος/feed/starting point etc. και του μίγματος το οποίο προσθέτουμε. Είναι λογικό πως η σύσταση του τελικού μίγματος θα βρίσκεται πάνω στην ευθεία αυτή και λογικά προς την μεριά με τις πιο έντονες συγκεντρώσεις. Αλλά πόσο πιο κοντά; Ή μέγεθος είναι υπολογιστική και το αποτέλεσμα ακριβές, αλλά η απόσταση ενός άκρου από το κέντρο είναι ποιοτική, δλδ βρίσκουμε τον λόγο των αποστάσεων μεταξύ των σημείων και αυτού του ενδιάμεσου σημείου. Προφανώς, αφού και το διάγραμμα είναι γραμμικό, αυτός ο λόγος θα είναι ίσος με τον λόγο της μάζας ροής στων μιγμάτων συστάσεων F και S, γιατί είναι ο ποιοτικός αντικατοπτρισμός της διαφοράς μεταξύ των παροχών τους. F/S = SM/MF όπου F το σημείου του αρχικού μίγματος, S το σημείο του προστιθέμενου μίγματος, (Μ, το ενδιάμεσο σημείο/ το σημείο-σύσταση του τελικού μίγματος), SM η απόσταση S με Μ και SF η απόσταση M με F.
Αν, τώρα, τα στοιχεία ήταν μη-εξίσου αναμείξειμα μεταξύ τους, πχ το ένα στοιχείο αναμειγνύεται εξίσου στα δύο υπόλοιπα, αλλά τα δύο υπόλοιπα αναμειγνύονται σε πολύ μικρό βαθμό ή καθόλου, τότε σχηματίζεται η προαναφερθέντα σκιασμένη περιοχή.
Σε αυτήν την περίπτωση, χρησιμοποιούμε την ίδια μέθοδο με την οποία υπολογίσαμε τις συστάσεις των δύο φάσεων. Τα δύο μίγματα βρίσκονται, σχεδόν, αντιδιαμετρικά τις καμπύλης ισορροπίας και γι αυτό τον λόγω είναι πλούσια και φτωχά σε μία από τις τρεις ουσίες. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο επιτυγχάνεται η εκχύληση . Μέσω συστηματικής και επαναλαμβανόμενηςπροσθήκης ουσίας μη-αναμείξιμη με την οποία που θέλεις να διαχωρίσεις. Στο σλαιντ 17 είναι πιο ξεκάθαρο, πως με κύκλο εκχύλισης η κλίση μεταξύ Rn ελαττώνεται, άρα η σύσταση του μίγματος που περνάει στην επόμενη φάση συγκλίνει στην κορυφή του Β. Η μέθοδος αυτή λέγεται hunter-nash: https://www.youtube.com/watch?v=e0Yt5RMkyj4
Εκχύλισμα: πλούσιο στην ουσία που θέλουμε για διαχωρίσουμε
Λείμμα: φτωχό στην ουσία που θέλουμε να διαχωρσίσουμε
