딘 스타크 트랩

반응 평형은 제품 측에 평형을 구동하기 위해 형성된 제품의 시약 또는 제거의 과잉에 영향을 받을 수 있다. 평형은 온도 나 압력에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 이 기본 원칙은 Le Chatelier의 원칙이라고 하며 온도, 압력, 농도 또는 부피의 변화로 인해 반응의 재조정이 새로운 평형을 확립할 수 있다고 명시되어 있습니다. 시약의 과잉을 추가 하 여, 농도 변화 하 고 새로운 평형 설정, 제품 측면을 선호. 예를 들어, 가수 분해의 평형을 운전하는 것은 물을 과도하게 추가하여 쉽게 얻을 수 있습니다.

에스테리화와 같은 부산물로 물이 형성되는 반응의 평형에 영향을 미치는 것은 간단하지 않으며 특수 유리 제품이 필요합니다. 이 특별한 유리 제품인 딘 스타크 트랩은 반응매체(도 1)로부터형성된 물을 제거하는 데 도움이 됩니다. 톨루엔과 같이 물로 아제오트로프를 형성하는 용매는 일반적으로 사용됩니다. azeotrope는 액체 상의 조성이 가스 상의 조성과 동일한 증류의 지점이다. 아제오트로픽 점을 지나간 단순한 증류를 통한 추가 분리는 불가능합니다. 이것은 물의 지속적인 제거를 보장하기 때문에 평형에 영향을 딘 스타크 트랩을 사용할 때 장점이다. 반응 혼합물을 가열하면 형성된 톨루엔/물 아제오트로프가 팽창하고 응축기에서 응축되어 딘 스타크 트랩으로 흐르게 됩니다. 톨루엔과 물은 톨루엔을 맨 위 층으로, 물바닥층으로 두 개의 분리된 층을 형성한다. 톨루엔은 반응 플라스크로 다시 흐를 수 있지만, 물은 바닥 층으로 갇혀 궁극적으로 반응 평형에서 제거되어 제품 측면을 향한 반응을 유도합니다.

그림 1. 딘 스탁 장치

물은 형성되고 반응의 과정을 통해 갇혀된다. 완전한 변환 시 형성된 물의 이론적 양은 응력의 측정된 양과 비교하여 반응 진행을 결정할 수 있다.

이 실험은 생생하게 르 샤텔리에의 원리와 평형을 구동 할 수있는 방법을 보여줍니다.

딘 스탁 트랩은 일반적으로 다양한 상황에서 용매 혼합물에서 물을 제거하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 물이 다른 용매와 아제오트로프를 형성하지 않을 때 간단한 증류를 통해 물을 제거하면 설계에 따라 딘 스타크 트랩으로 가능합니다. 아제오트로픽 증류의 경우, 여조기의 추가가 필요합니다. 여조는 물과 azeotrope를 형성하지만 액체 상에서 물과 혼합하지 않는 유기 용매입니다. 여조관이 추가되면 딘 스타크 트랩의 측면 팔에 갇혀물이 지속적으로 제거됩니다. 딘 스탁 트랩과 는 달리, 정상적인 증류 장치는 증류된 여조가 용매 혼합물로 다시 흐를 수 없기 때문에 여조기를 지속적으로 첨가해야 합니다.

딘 스타크 트랩은 또한 에스테르 또는 아세탈 형성과 같은 부산물로 물이 형성되는 반응의 평형을 구동하는 데 사용할 수 있습니다. 용매가 여과자인 아제오트로픽 증류를 통해, 물은 반응에서 제거되어 평형으로부터 제거된다.

마지막으로, 딘 스타크 트랩을 사용한 아제오트로픽 증류를 사용하여 용매 또는 용매 혼합물의 수분 함량을 결정할 수도 있습니다. 딘 스타크 트랩으로 물을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 트랩에 5-Å 분자 체를 배치하여 휘발성 알코올도 제거할 수 있습니다.