공비증류, 분별증류

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공비증류

1902년경 Young은 에탄올-물계에서 에탄올을 분리해 내는데 벤젠을 첨가할 것을 제안했다.
즉, 벤젠 첨가에 의한 알코올의 탈수증류에 있어 벤젠은 물과 친화력이 매우 작아 거의 용해되지 않으며 알코올과의 친화력이 매우 크므로 물을 함유하고 있는 벤젠을 첨가하면 알코올의 증기압이 상당히 감소하여 증기 속에는 수증기의 함량이 증가한다. 그러므로 이것을 증류하면 수분은 휘발하고 알코올이 남게 된다. 이처럼 첨가하는 물질이 한 성분과 친화력이 크고 휘발성이어서 원료중의 한 성분과 공비혼합물 즉 끓는점이 같은 혼합물을 만들어
끓는점이 높은 성분을 분리시키고 다시 이 새로운 공비혼합물을 분리시키는 조작을 공비증류(azeotropic distillation)라 하고 이때 첨가되는 첨가제를 공비제(entrainer)라고 한다.
또 초산(118.5°C)− 물(100°C)계는 공비혼합물을 만들지는 않지만 액과 증기와의 조성의 차
(y-x)가 적어서 즉, 비휘발도가 적어서 이론적으로 증류효과가 좋지 않다. 환류를 아주 크게 해주든지 혹은 다수의 단수를 필요로 한다. 그러나 이 때 초산 부틸과 같이 물에 불용성인 휘발성 첨가제를 사용하면 y가 커져서 탈수효과를 높일 수 있다.

Azeotrope (공비혼합물)
간략하게 말해서 공비혼합물(Azeotrope)은 기체의 조성(composition)과 액체의 조성이 동일한 혼합물을 의미한다. 또한 이렇게 상태의 조성을 공비조성(Azeotropic composition)이라고 한다. 이러한 공비혼합물은 주로 분별증류의 특별한 예로써 설명되곤 한다. 공비혼합물을 형성하는 혼합물은 특정한 조성에서 공비혼합물을 형성하므로 완전한 분별증류를 할 수가 없다.

키워드

공비증류,   분별증류,   공비 혼합물