Stránka | 1
11a
Téma: Zpracování ropy
Metodický list
Aktivita:
Jednoduchá destilace
Cílová skupina: žáci II. stupně ZŠ, nižší
ročníky gymnázií
Použité metody a formy:
demonstrační pokus
Časová náročnost: 15 - 20 minut
Prostředí výuky: třída, učebna
chemie
Cíle aktivity: Žák si osvojí informace o principu destilace.
Žák vyvodí, jakým způsobem se provádí destilace (rektifikace) ropy.
Žák aplikuje získané poznatky v environmentálním kontextu.
Teoretická
východiska:
Destilace je jedním z nejdůležitějších způsobů oddělování složek kapalných směsí a jejich
čištění. Složky směsi, jejichž teploty varu se od sebe liší o více než 20°C, lze oddělit
jednoduchou destilací, za předpokladu, že se při teplotě varu nerozkládají.
Destilace spočívá v převádění kapalných látek pomocí zahřívání na látky plynné a v jejich
následné kondenzaci chlazením zpět do skupenství kapalného. Kapaliny získané destilací
se nazývají destiláty a zařízení, v němž destilace probíhá, nazýváme destilační přístroj. Jeho
hlavními součástmi jsou:
• zdroj tepla (jimž se destilovaná látka zahřívá),
• destilační nádoba (v níž se destilovaná látka zahřívá),
• teploměr (pro kontrolu teplotu),
• chladič (v němž zkapalňují páry látky)
• předloha (nádobka, do které se jímá destilát).
Části destilačního přístroje jsou spojovány pomocí zátek nebo zábrusů nebo zátek.
Zdroje tepla musí být upraveny tak, aby byl stejnoměrně ohříván celý objem kapaliny. Z
toho důvodu se užívá vzdušných, vodních, olejových, parafinových lázní nebo elektrického
topného hnízda. Destilační baňky se plní nejvýše do 2/3 celkového objemu a vkládají se do
nich kousky pórovité pemzy nebo skleněné kuličky a střepy pro zabránění utajenému varu.
Teploměr musí být tak dlouhý, aby nádobka se rtutí byla asi 10 mm pod postranním
vývodem destilační baňky, čímž se zajišťuje měření teploty par.
Volba chladičů se řídí teplotou varu látky. Jejich účinnost je tím větší, čím větší je obsah
chladícího povrchu. Vodní chladiče využívají většinou protiproudového systému chlazení.
Zábrusové nástavce a vůbec zábrusová aparatura se využívají při destilacích zdraví
škodlivých nebo snadno vznětlivých látek a zajišťují přímé napojení chladiče na předlohu a
odvod nezkapalněných plynů mimo pracovní prostor.
Nejjednodušší je provedení destilace za normálního tlaku – jednoduché destilace. Pro
destilaci látek, jejichž teplotu varu potřebujeme snížit, využíváme destilací za sníženého
tlaku. Pro látky, které je nutno chránit před rozkladem, využíváme destilace s vodní parou
nebo destilaci za sníženého tlaku.
U látek s blízkými teplotami varu se využívá frakční destilace, která umožňuje, aby se část
zkondenzovaných par kontinuálně vracela do destilační baňky stékáním proti proudu par a
tak docházelo k neustálému vypařování a kondenzaci. Jedná se tedy o opakovanou
destilaci neboli rektifikaci, kterou provádíme v destilačních (rektifikačních) kolonách.
Pomůcky: frakční baňka 500 cm
3
, Liebiegův chladič, teploměr, zátka, alonž, Erlenmayerova baňka,
2 ks gumové hadice (délka dle potřeby), tyčinka, špachtle, kádinka 400 cm
3
, nálevka,
keramická síťka, plynový kahan, varné kuličky
Chemikálie: manganistan draselný (krystalický), destilovaná voda
Stránka | 2
Bezpečnost
práce:
Manganistan draselný
Označení nebezpečnosti: Oxidující, Zdraví škodlivý, Nebezpečný pro životní
prostředí
R-věty :
Dotek s hořlavým materiálem může způsobit požár.
Zdraví škodlivý při požití.
Vysoce toxický pro vodní organismy.
Může vyvolat dlouhodobé nepříznivé účinky ve vodním prostředí.
Při nadýchání:
Postiženého přeneste na čerstvý vzduch. Zajistěte pacientovi dostatečný přívod
vzduchu a případně
podávejte kyslík. Převlékněte postiženého v případě, že byl produktem zasažen
oděv. Zajistěte
postiženého proti prochladnutí. V případě přetrvávajících obtíží vyhledejte lékaře.
Při styku s kůží:
Svlékněte kontaminovaný oděv. Postižená místa oplachujte pod tekoucí vodou
alespoň 15 minut.
Pokud nedošlo k poranění pokožky, je vhodné použít mýdlo, mýdlový roztok nebo
šampon. V případě
přetrvávajících obtíží vyhledejte lékaře.
Při zasažení očí:
Pokud má postižený kontaktní čočky, neprodleně je vyjměte. Okamžitě začněte
vyplachovat oči při
otevřených víčkách směrem od vnitřního koutku k vnějšímu proudem pitné vody po
dobu nejméně 15 minut. Vyhledejte lékařské ošetření.
Při požití:
V žádném případě nevyvolávat zvracení. Okamžitě vypláchněte ústní dutinu vodou.
Po opláchnutí
vodou aplikujte inaktivační roztok: malé množství vody (1/2 dl) s cukrem, roztok
kyseliny askorbové
(2g) - podpora redukce látky. Vyhledejte lékařské ošetření.
http://www.eurosarm.cz/chem_detail.php?ID=311011800000&name=Manganistan_drase
lný
Zadání úkolu (ů): Na základě pokusu odvodit princip destilace a získané vědomosti aplikovat na
opakovanou destilaci (rektifikaci) ropy.
Postup a návod
k praktickým
činnostem:
1) Destilační přístroj sestavíme podle obrázku.
2) Do frakční baňky nalijeme 200 cm3
vody.
3) V kádince si připravíme roztok manganistanu draselného tak, že do asi 250 cm
3
vody přidáme 1 špachtli manganistanu draselného. Část vlijeme do frakční baňky
a část roztoku necháme v kádince pro srovnání.
4) Ještě před začátkem destilace vsypeme do frakční baňky několik kousků varných
kuliček k zamezení utajeného varu.
5) Po zkoušce těsnosti začneme vpouštět chladící vodu do pláště protiproudového
Liebiegova chladiče a po té začneme roztok v destilační frakční baňce zahřívat. Od
počátku destilace několikrát odečteme teplotu na teploměru a po získání asi 50
cm
3
destilátu přerušíme destilaci a srovnáme vzhled výchozího roztoku v kádince
a v destilační baňce se vzhledem destilátu v předloze.
POZNÁMKA:
Ve výuce na ZŠ je možné tento pokus, pro značnou časovou náročnost (20 min), zařadit na
úvod vyučovací hodiny nebo využijeme videopokusu.
Stránka | 3
Obrázek:
www.bgml.chytrak.cz/nakre.htm
Závěr: Na tomto příkladu je možné žákům demonstrovat destilaci směsi dvou látek vody a
vodného roztoku manganistanu draselného. Na obdobném principu funguje i destilace
ropy.
Původní roztok manganistanu draselného byl fialově zbarvený. Výsledný destilát byla
bezbarvá kapalina – voda.