تحلیل نکات کنکوری فرایند جداسازی اجزای هوای مایع به روش تقطیر جز به جز

آموزش جامع آنلاین و مجازی شیمی کنکور دکتر نباتی

آموزش آنلاین شیمی کنکور کلاس آنلاین شیمی کنکور تدریس آنلاین شیمی کنکور معلم خصوصی آنلاین شیمی کنکور

مبحث فرایند جداسازی اجزای هوا به روش تقطیر جز به جز، از مباحث بسیار تحلیلی و نکته دار فصل دوم شیمی دهم است که در سوالات ترکیبی و سوالات شمارشی کنکور سراسری خیلی مطرح می شود.

به همین خاطر در این مقاله می خواهم با همدیگر نگاه دقیقی به این مبحث سوال خیز در کنکور سراسری بیندازیم.

 

نکات تحلیلی فرایند جداسازی اجزای هوای مایع

نکته اول: روش تقطیر جز به جز یک فرایند فیزیکی محسوب می شود که برای جداسازی موادی با نقطه جوش نزدیک به هم به کار می رود.

نکته دوم: مقایسه درصد حجمی هشت گاز مهم هواکره به صورت زیر است:

N₂ > O₂ > Ar > CO₂ > Ne > He > Kr > Xe

نکته سوم: نیتروژن و اکسیژن دو عنصر فراوان در هواکره است.

نکته چهارم: کربن دی اکسید تنها ترکیب موجود در بین گازهای هواکره است.

نکته پنجم: ۵ مورد از ۸ گاز هواکره مربوط به گازهای نجیب می باشد.

نکته ششم: مراحل جداسازی اجزای هوا به روش تقطیر جز به جز به صورت زیر است:

مرحله اول: همه هوا از صافی عبور داده شده تا گرد و غبار آن گرفته شود.

مرحله دوم: با استفاده از فشار، دمای هوا را پیوسته کاهش می دهند که با رسیدن به دمای صفر درجه سانتیگراد، رطوبت هوا (H₂O) به صورت یخ جدا می شود. با کاهش پیوسته دوباره دمای هوا و رسیدن به ۷۸- درجه سانتیگراد، گاز کربن دی اکسید به حالت جامد درآمده و از مخلوط گازی جدا می شود.

مرحله سوم: مخلوط باقیمانده را تا دمای ۲۰۰- درجه سانتیگراد سرد می کنند. به این ترتیب، مخلوط بسیار سردی از چند مایع تشکیل می شود که به آن هوای مایع می گویند.

مرحله چهارم: با عبور هوای مایع از یک ستون تقطیر و افزایش دما، هر یک از مایعات موجود در این مخلوط، در نقطه جوش خود تبخیر شده و می توان بخارهای آن ها را به طور جداگانه جمع آوری کرد.

نکته هفتم: گاز هلیم جزو هوای مایع نیست. چون دمای جوش آن ۲۶۹- درجه سانتیگراد و بسیار پایینتر از دمای ۲۰۰- درجه سانتیگراد می باشد.

نکته هشتم: ترتیب نقطه جوش چهار گاز مهم هواکره به صورت زیر است:

O₂ > Ar > N₂ > He

نکته نهم: اگر نمونه ای از هوای مایع با دمای ۲۰۰- درجه سانتیگراد را وارد برج (ستون) تقطیر بکنیم، ترتیب جدا شدن گازها به صورت زیر است:

N₂ → Ar → O₂

نکته دهم: تهیه اکسیژن خالص با کمک تقطیر جز به جز خیلی سخت است. چون نقطه جوش اکسیژن و آرگون به هم نزدیک است.

نکته یازدهم: هنگام مایع کردن چند گاز، ابتدا گازی مایع می شود که نقطه جوش بالاتری دارد.

نکته دوازدهم: هنگام تبخیر یا جوشیدن، ماده ای زود به گاز تبدیل می شود که نقطه جوش پایینی دارد.

 

دکتر مهدی نباتی

 

 

 

تدریس خصوصی و گروهی شیمی کنکور و المپیاد در تهران