L’Azeotropia è l’impossibilità di separare per distillazione due sostanze in soluzione.
La distillazione separa due sostanze in soluzione sfruttando la differenza del punto di ebollizione di ciascuna.
Se la separazione per distillazione non avviene siamo di fronte a un caso di Azeotropia.
Una soluzione azeotropica si comporta come una soluzione pura: inseparabile.
Punto azeotropo
Il punto azeotropo è il momento in cui la composizione del liquido e del vapore sono uguali, cioè i componenti sono presenti nei medesimi rapporti fra lo loro sia nella fase liquida che in quella gassosa, come se le componenti non fossero separabili.
Cause dell’azeotropia:
1) quando la temperatura di ebollizione delle componenti della soluzione è molto vicina;
2) quando le molecole dei differenti componenti si attraggono, formando legami intermolecolari che ostacolano la separazione.
L’azeotropia di una soluzione avviene solo a determinate temperature:
Azeotropia di minima
L’azeotropia di minima è tipica delle soluzioni endotermiche.
In una soluzione endotermica in corrispondenza col valore minimo della temperatura di ebollizione di entrambi i componenti si forma un azeotropo: è l’azeotropia bassobollente.
Esempio di azeotropia di minima: etanolo al 95,6% e acqua al 4,4%.
La temperatura di ebollizione dell’etanolo è 78,4° e dell’acqua a 100°.
Il loro azeotropo bolle a 78,1°: bolle a una temperatura inferiore sia dell’etanolo che dell’acqua.
E’ impossibile separare completamente l’alcol etilico dall’acqua, al massimo di ottiene una purezza di etanolo del 95,6%.
Azeotropia di massima
L’azeotropia di massima è tipica delle soluzioni esotermiche.
In una soluzione esotermica in corrispondenza col valore massimo della temperatura di ebollizione di entrambi i componenti si forma un azeotropo.
E’ anche detta azeotropia altobollente.
Esempio si azeotropia di massima: acido cloridrico 20,2% e acqua al 79,8%.
La temperatura di ebollizione dell’acido cloridrico è -84° e dell’acqua a 100°.
Il loro azeotropo bolle a 110°: bolle a una temperatura superiore sia dell’acido cloridrico che dell’acqua.
Separazione delle soluzioni azeotropiche
Le soluzioni azeotropiche non si possono separare per distillazione, per cui si separano con altri metodi:
- distillazione azeotropica: si immette un terzo componente,
- distillazione a pressione variabile: cioè cambiando la pressione quando ci si avvicina alla zona azeotropica,
- separazione per azione chimica
- distillazione con sale disciolto
- distillazione estrattiva
- pervaporazione e altre separazioni a membrana