Test z Destylacja mieszaniny etanolu i wody

Pytanie 1: Aparatura do destylacji frakcyjnej składa się wyłącznie z kolby destylacyjnej, chłodnicy i odbieralnika.

A. Tak

B. Nie

Wyjaśnienie: Destylacja frakcyjna, oprócz kolby destylacyjnej, chłodnicy i odbieralnika, wykorzystuje również kolumny rektyfikacyjne z półkami lub wypełnieniem w celu zwiększenia efektywności rozdzielania.

Pytanie 2: Podczas destylacji mieszaniny etanolu i wody, para powstająca nad wrzącą cieczą jest bogatsza w etanol niż sama ciecz.

A. Tak

B. Nie

Wyjaśnienie: Materiał badawczy wyraźnie stwierdza, że etanol, będący składnikiem bardziej lotnym, łatwiej przechodzi w stan gazowy. Oznacza to, że para powstająca nad wrzącą mieszaniną będzie miała inny skład niż ciecz, z której pochodzi – będzie bogatsza w etanol. Jest to fundamentalna zasada destylacji: para jest zawsze wzbogacona w składnik o niższej temperaturze wrzenia (bardziej lotny).

Pytanie 3: Zgodnie z dostarczonym materiałem, co najlepiej charakteryzuje azeotrop etanolowo-wodny?

A. Mieszanina, która wrze w temperaturze 78,37 °C i ma stały skład fazy ciekłej i parowej wynoszący 100% etanolu.

B. Mieszanina dwóch cieczy, która wrze w stałej temperaturze około 78,15 °C i ma taki sam skład fazy ciekłej i parowej, około 95,6% etanolu.

C. Mieszanina, którą można rozdzielić za pomocą prostej destylacji na czysty etanol i wodę, ponieważ para jest zawsze bogatsza w składnik bardziej lotny.

D. Mieszanina o minimalnej temperaturze wrzenia równej 100 °C, składająca się głównie z wody.

Wyjaśnienie: Zgodnie z materiałem, azeotrop to mieszanina dwóch lub więcej cieczy, która wrze w stałej temperaturze i ma stały skład fazy ciekłej i parowej. Azeotrop etanolowo-wodny wrze w temperaturze około 78,15 °C i ma skład około 95,6% etanolu, co oznacza, że w tym punkcie nie można już rozdzielić składników za pomocą prostej destylacji. Opcja 1 dokładnie odzwierciedla te cechy.

Pytanie 4: Dlaczego podczas destylacji mieszaniny etanolu i wody to pierwszy destylat charakteryzuje się najwyższym stężeniem etanolu?

A. Ponieważ w początkowej fazie destylacji etanol, jako składnik bardziej lotny, łatwiej przechodzi w stan gazowy, a jego stężenie w cieczy jest jeszcze wysokie, co sprawia, że powstała para jest znacznie bogatsza w etanol niż ciecz.

B. Ponieważ w miarę postępu destylacji etanol jest dodawany do mieszaniny, co zwiększa jego stężenie w pierwszych frakcjach.

C. Ponieważ azeotrop etanolowo-wodny ma niższe stężenie etanolu niż czysty etanol, więc początkowe frakcje są zawsze bardziej stężone.

D. Ponieważ temperatura wrzenia czystej wody jest znacznie niższa niż etanolu, co ułatwia jej szybkie odparowanie na początku procesu, pozostawiając więcej etanolu.

Wyjaśnienie: W początkowej fazie destylacji, gdy stężenie etanolu w cieczy jest jeszcze wysokie, etanol – jako składnik bardziej lotny – intensywniej przechodzi w stan gazowy. Skutkuje to tym, że para powstająca nad wrzącą mieszaniną jest znacznie bogatsza w etanol niż sama ciecz. W miarę postępu destylacji etanol jest stopniowo usuwany z mieszaniny, co prowadzi do spadku jego stężenia w pozostałej cieczy i, w konsekwencji, do zmniejszenia stężenia etanolu w kolejnych frakcjach destylatu.

Pytanie 5: Po procesie fermentacji destylacja nie jest niezbędna do uzyskania spirytusu o stężeniu 90-95% objętościowo.

A. Tak

B. Nie

Wyjaśnienie: Destylacja jest konieczna do uzyskania spirytusu o wyższym stężeniu niż to, które powstaje po fermentacji (zazwyczaj 5-15% objętościowo). Proces ten pozwala na uzyskanie spirytusu surowego o stężeniu około 90-95% objętościowo, a dalsze oczyszczanie może podnieść stężenie do około 96,5%.