Tính chất cơ bản của hỗn hợp chất lỏng không hòa tan vào nhau

Chưng cất đơn giản là phương pháp tách các chất lỏng dựa trên sự khác biệt về nhiệt độ sôi. Nó hiệu quả nhất khi các cấu tử có sự chênh lệch nhiệt độ sôi lớn và được sử dụng để tách hỗn hợp lỏng khỏi các tạp chất không bay hơi hoặc tách các cấu tử có nhiệt độ sôi khác xa nhau.

• Phương án A sai: Khi nhiệt độ sôi của 2 cấu tử gần bằng nhau, chưng cất đơn giản không hiệu quả vì hơi của cả hai cấu tử sẽ bay lên cùng nhau, dẫn đến sản phẩm không tinh khiết.
• Phương án B sai: Chưng cất đơn giản không phù hợp khi cần độ tinh khiết cao. Để đạt được độ tinh khiết cao, cần sử dụng các phương pháp chưng cất phức tạp hơn như chưng cất phân đoạn.
• Phương án C đúng: Chưng cất đơn giản hiệu quả trong việc tách một chất lỏng khỏi các tạp chất không bay hơi (ví dụ: tách nước khỏi muối).
• Phương án D sai: Các cấu tử khó bay hơi thường có nhiệt độ sôi rất cao, và việc chưng cất chúng có thể không hiệu quả hoặc không thực tế, đặc biệt nếu chúng phân hủy ở nhiệt độ cao.

Để chứng minh phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng và đoạn cất, người ta thừa nhận 4 giả thuyết sau:

1. Mỗi đĩa là một bậc cân bằng lý tưởng. Giả thiết này cho rằng pha lỏng và pha hơi rời khỏi đĩa cân bằng nhau.
2. Nhiệt độ của pha lỏng và pha hơi trên mỗi đĩa là bằng nhau.
3. Áp suất trên tất cả các đĩa là bằng nhau.
4. Cân bằng mol phân tử không đổi, tức là số mol của pha lỏng và pha hơi là không đổi khi đi qua một đĩa.

Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn cất (phần trên của tháp) được xác định dựa trên cân bằng vật chất của cấu tử dễ bay hơi trong đoạn này. Phương trình có dạng y = (R/(R+1))*x + (xD/(R+1)), trong đó R là tỉ số hồi lưu, xD là nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong sản phẩm дистиллят. Do đó, đáp án A là đáp án đúng.

Trích ly chất lỏng là một quá trình tách chiết, thường được sử dụng khi một hoặc nhiều thành phần trong hỗn hợp có tính chất đặc biệt mà các phương pháp tách khác (như chưng cất) không hiệu quả hoặc không thể áp dụng.

A. Đúng. Các chất dễ phân hủy ở nhiệt độ cao không thể sử dụng phương pháp chưng cất vì nhiệt độ cao sẽ làm hỏng chúng. Trích ly chất lỏng cho phép tách các chất này ở nhiệt độ thấp hơn, bảo toàn chúng.

B. Sai. Tách hỗn hợp các cấu tử có nhiệt độ sôi khác xa nhau là ứng dụng của phương pháp chưng cất.

C. Sai. Dung dịch quá đậm đặc có thể được xử lý bằng các phương pháp khác như cô đặc hoặc kết tinh.

D. Sai. Hỗn hợp đẳng phí được tách bằng phương pháp chưng cất đẳng phí hoặc trích ly lỏng - lỏng với dung môi đặc biệt.

Vậy đáp án đúng là A.

Để tạo dung dịch quá bão hòa, ta có thể sử dụng các phương pháp sau:

• Bốc hơi một phần dung môi: Khi dung môi bay hơi, nồng độ chất tan tăng lên, đến một mức nào đó dung dịch trở thành quá bão hòa.

• Đun nóng dung dịch: Độ tan của nhiều chất tăng khi nhiệt độ tăng. Khi dung dịch nóng bão hòa được làm nguội từ từ, nó có thể trở thành quá bão hòa.

Các phương án C và D không trực tiếp tạo dung dịch quá bão hòa, mà chỉ kích thích quá trình kết tinh khi dung dịch đã ở trạng thái quá bão hòa hoặc gần bão hòa.

Vậy, đáp án đúng là A và B. Tuy nhiên, theo các đáp án đã cho, đáp án B là phù hợp nhất vì nó mô tả trực tiếp quá trình làm tăng nồng độ chất tan đến mức quá bão hòa.