ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перегонка из "Практические работы и семинарские занятия по органической химии" Перегонку чаще всего применяют для очистки веществ или для разделения смесей веществ с различной температурой кипения. При перегонке чистого вещества температура кипения постоянна (состав жидкости и пара одинаков). Это используется для характеристики вещества (определение температуры кипения) и для контроля за его чистотой. [c.46] При простой перегонке полного разделения удается достичь лишь в том случае, когда примесь совершенно нелетуча или разница в температурах кипения разделяемых компонентов достаточно велика (не менее 100 град). Для разделения компонентов смеси с меньшей разницей в температурах кипения применяют фракционную перегонку. Рекомбинацией фракций и повторной перегонкой можно увеличить эффективность разделения. Фракции отбирают по температуре кипения дистиллята, которая в течение процесса перегонки непрерывно повышается. Трудоемкую и занимающую много времени операцию систематической разгонки фракций можно сократить, применяя эффективную аппаратуру (колонку), в которой пары вещества частично конденсируются по пути от перегонной колбы до холодильника. При такой фракционной перегонке (ректификации) достигается эффективный контакт потока паров вещества с жидкостью, возвращающейся обратно в перегонную колбу, вследствие чего дистиллят к моменту равновесия в колонке оказывается значительно обогащенным наиболее летучим компонентом. Вещества, которые во время кипения при атмосферном давлении частично или полностью разлагаются, перегоняют при пониженном давлении (в вакууме.) Одним из вариантов перегонки в вакууме является молекулярная перегонка. Ее применяют для очистки или выделения веществ с очень низкой упругостью паров. Перегонку можно использовать также для очистки твердых веществ с низкой температурой плавления и сжиженных газов. [c.46] Уравнение (3) объясняет зависимость между относительной концентрацией лег-кокипящего компонента в парах и в жидкости. Можно заметить, что состав пара и жидкости различен только тогда, когда а 1. И только в этом случае можно разделить компоненты перегонкой. Обогащение паров легколетучим компонентом, с другой стороны, тем больше, чем больше а, т. е. чем больше различаются упругости паров чистых компонентов. [c.47] Кривая равновесных состояний каждой бинарной смеси имеет характерную форму. Чем больше отличаются друг от друга температуры кипения компонентов, т. е. чем выше а, тем более выпуклую форму имеет кривая. Наоборот, при низких значениях а кривая по форме приближается к прямой. [c.47] В случае образования азеотропных смесей кривая равновесных состояний пересекает диагональ (см. рис. 59, кривая ) точка пересечения отвечает составу азеотропной смеси (в этой точке х=у). Образование азеотропной смеси тем вероятнее, чем ближе друг к другу температуры кипения рассматриваемых веществ или чем больше различие в их полярности. Как правило, возникновение азеотропной смеси мешает перегонке, препятствуя разделению веществ. Иногда удается преодолеть эти трудности, изменяя давление. [c.48] Давление паров жидкости сильно возрастает с температурой. Когда давление пара становится равным внешнему давлению, оказываемому на поверхность жидкости, последняя начинает кипеть. Как правило, при этих условиях температура жидкости больше не повышается. С усилением нагревания кипящей жидкости повышается скорость парообразования. [c.48] Температурой кипения называется температура, при которой давление пара жидкости в каждой точке над ее поверхностью равно внешнему давлению. Внешнее давление на жидкость оказывают атмосферный воздух, другие газы, пары и т. д. Температура кипения при 760 мм рт. ст. называется нормальной температурой кипения, Чем ниже внешнее давление, тем ниже температура кипения жидкости. [c.48] Простейший прибор для перегонки состоит из перегонной колбы, холодильника, алонжа и приемника (рис. 61). Термометр, показывающий температуру кипения перегоняемой жидкости, размещают так, чтобы шарик ртути находился чуть ниже боковой трубки и полностью омывался парами. Водяное охлаждение применяют при перегонке жидкостей, кипящих до 120° С (для холодильников из иенского стекла— до 140—150° С). При перегонке веществ с более высокой температурой кипения подачу холодной воды прекращают и охлаждают пары только нагретой водой, имеющейся в рубашке холодильника. При температуре кипения перегоняемой жидкости выше 160° С пользуются воздушным холодильником. [c.48] Высокоплавящиеся вещества удобно перегонять в колбе с боковой трубкой саблевидной формы (рис. 62). Однако в такие колбы можно собрать только одну фракцию. [c.48] Дефлегматоры и фракционировочные колонки сконструированы так, чтобы обеспечить непрерывный ряд частичных конденсаций пара и частичного испарения конденсата. Одна перегонка с дефлегматором заменяет серию последовательных перегонок из обычной перегонной колбы. Если температура пара понижается, то часть его конденсируется, превращаясь в жидкость, обогащенную при более высокой температуре кипящим веществом В, а остающийся пар обогащается, следовательно, ниже кипящим веществом А. Пары, проходящие через колонку, содержат значительно больше вещества А, чем пар, находящийся непосредственно над жидкостью. Аналогично жидкость, возвращающаяся в колбу из де егматора, богаче компонентом В. [c.50] Прибор для ректификации (рис. 64) состоит из следующих частей колбы для испарения жидкости (куб колонки) 1-, колонки 2 головки колонки 3 (в ней измеряется температура, конденсируются пары, разделяется конденсат иа флегму и дистиллят) приемника 4. [c.50] При работе под уменьшенным давлением необходимо использовать устройство для смены приемников под вакуумом (рис. 65). [c.50] Главная часть колонки — длинная вертикальная трубка, через которую проходят пары. В ней они частично конденсируются. Конденсат стекает вниз и возвращается в колбу. Внутри колонки стекающая вниз жидкость тесно соприкасается с поднимающимся вверх паром. Благодаря теплообмену пары обогащаются более летучим компонентом А за счет жидкости, которая стремится прийти в равновесие с паром. Таким образом, уже в самом дефлегматоре или колонке комбинируются повторная ректификация и дефлегмация в течение одной перегонки. [c.50] Для хорошего разделения смеси при такой перегонке необходимо выполнить следующие условия 1) из дефлегматора или колонки все время должно возвращаться в колбу относительно большое количество жидкости 2) жидкость и пар должны хорошо перемешиваться 3) нужна большая активная поверхность соприкосновения жидкости и пара. [c.50] Чтобы отбирать фракции, не отключая вакуума и не прерывая работы колонки, пользуются различными специальными устройствами. К наиболее простым из них относится так называемый паук — модификация алонжа, позволяющая простым поворотом сменить приемник, в который собирают дистиллят. Большое количество фракций любого объема позволяет отобрать алонж, изображенный на рис. 65. [c.52] В отличие от обычной перегонки молекулярная перегонка проходит не при какой-либо определенной температуре, а в любом интервале температур, пока между поверхностями жидкости и холодильника существует температурный перепад. [c.53] Молекулярную перегонку можно применять во всех случаях, когда обычные методы перегонки сопровождаются разложением вещества. Особое значение этот метод имеет для очистки природных соединений, главным образом витаминов (А, В, Е), стероидов и других неомыляемых компонентов жиров растительного и животного происхождения. Она применяется также широко для выделения некоторых продуктов из нефти (апиезоны). [c.53] Посредством молекулярной перегонки, как правило, не удается выделить химически индивидуальные вещества. [c.53] Общая упругость Р паров гетерогенной смеси определяется суммой упругостей паров отдельных компонентов. Таким образом, суммарная упругость паров смеси больше упругости паров каждого отдельного компонента, и температура кипения такой смеси всегда ниже температуры кипения самого низкокипящего компонента. [c.53] В большинстве случаев более целесообразно подогревать перегонную колбу, следя за тем, чтобы содержимое колбы имело постоянный объем. Трубка, по которой пар поступает в колбу, должна доходить до самого ее дна. Это позволяет наиболее экономно расходовать водяной пар. Для перегонки небольших количеств хорошо зарекомендовал себя прибор, изображенный на рис. 69. При перегонке с перегретым водяным паром между источником пара и перегонной колбой включают пароперегреватель. В качестве пароперегревателя используют спиральную металлическую трубку, которую нагревают пламенем горелки. [c.54] Вернуться к основной статье