ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические основы из "Основной практикум по органической химии" В противоположность обычной, простой перегонке (см. упр. 6),. во Бремя которой пар и конденсат проходят через прибор один раз в одном направлении, при противоточной перегонке, или ректификации, часть конденсата постоянно стекает навстречу пару. Этот принцип реализуется в перегонных колонках. [c.48] Ректификация служит для разделения смесей жидкостей, температуры кипения которых отличаются менее чем на 8Э град, т. е. жидкостей со сравнимыми давлениями паров. В этих случаях разделить смесь однократной простой перегонкой не удается. Аналогично поведению чистой жидкости бинарная смесь двух полностью смешивающихся друг с другом жидкостей начинает кипеть при температуре, при которой общее давление паров обоих компонентов становится равным внешнему давлению. Так, например, эквимолярная смесь этанола и бутанола кипит примерно при 93 °С под атмосферным давлением (чистый этанол кипит при 78 °С, чистый бутанол при 117,5 Х). Однако первые порции полученного дистиллата будут содержать больше этанола, чем его содержится в перегоняемой смеси. [c.48] Оба компонента смеси — в нашем примере этанол и бутанол — имеют при некоторой температуре определенное давление паров. В данном случае говорят об их парциальном давлении, причем сумма парциальных давлений создает общее давление паров над смесью. По закону Рауля парциальное давление р этанола равно произведению давления пара чистого этанола Р на мольную долю этанола в смеси. [c.49] Обогащение пара летучим компонентом, т. е. тем, который имеет большее давление пара, составляет основу разделения смеси путем ректификации. Поскольку пар содержит больше этанола, ясно, что остаток будет обогащен бутанолом, т. е. его мольная доля в остатке возрастает. Однако это приводит к тому, что в соответствии с уравнением (2) парциальное давление более высоко-кипящего компонента повышается. По мере обогащения остатка бутанолом возрастает температура кипения и доля бутанола в парах увеличивается. [c.49] Если в ходе обычной, простой перегонки, собирать дистиллат в виде отдельных фракций, то первые из них будут обогащены этанолом, а последние — содержать меньше этанола, чем его было в исходной смеси. Ход перегонки наглядно изображен на рис. 21. [c.49] подчиняющиеся закону Рауля хотя бы в первом приближении, называют идеальными. Встречающиеся на практике реальные смеси ведут себя существенно иначе, чем это предписывается законом Рауля. Так, на диаграммах могут наблюдаться минимумы или максимумы в этих случаях говорят о азеотропно кипяищх смесях, неразделимых с помощью перегонки, поскольку образующийся в этих точках пар имеет тот же состав, что и жидкость. Примером азеотропной смеси может служить 96%-ный водный этанол. [c.50] Вместо того чтобы многократно повторять процесс простой перегонки, устанавливая при каждой перегонке равновесия между жидкостью и паром в соответствии с уравнениями (1) и (2), можно получить тот же результат при помощи непрерывной противоточной перегонки ректификации) в колонке. Принцип действия колонки лучше всего рассмотреть на примере тарельчатой колонки (рис, 22). [c.50] Схема колпачковой тарельчатой колонки. [c.51] Число теоретических тарелок колонки соответствует числу простых перегонок, которые надо было бы произвести, для того чтобы добиться такого же разделения, как при ректификации с помощью колонки. [c.51] Примером простой лабораторной колонки является колонка Вигре. Для уменьшения потерь тепла ее обычно окружают воздушной или вакуумной рубашкой (рис. 23). [c.51] Ректификацию высококнпящих или термически нестойких смесей можно проводить в вакууме. [c.51] Вернуться к основной статье