H. Becker, W. Berger, G. Domschke и др. - Органикум I (1125883), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Установление определенного флегмового числа при использовании дефлегматорон очень затруднено, н поэтому онн почти не применяются в лабораториях. Однако для определенных целей (наприиер, пря отгонке ннзкокипящего вещества из реакционной снеси) известную пользу может привести приненеяне так называемой насадки Хана (рвс. 59), катарам работает по принципу дефтегиатора. Сосуд А заполняют жидкостью, температура кипения которой близка к температуре кипении отгоияеиого вещества; в иростейщеи случае этот сосуд заполняют санни отгоняечыи вещсстаон.
2.3.4. Перегонна с водяным паром А Упругость паров над смесью двух взаимо- растворимых жидкостей определяется упругостями паров отдельных компонентов по закону Рауля [уравнение (А.З)1. Упругость паров над смесью, если только не образуется азеотроппая смесь, лежит между упругостяРис. 59. Насадка ми паров чистых компонентов, а температура Хана. кипения смеси находится между их темпера- турами кипения, Напротив, если два соединения практически взаимно иерастворимы, то они и не оказывают никакого влияния на упругость паров смеси: ил =1',т*.. узв = Уз (А.
16) р )зл ' В. Суммарная упругость паров р над гетерогенной смесью определяется просто 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 наиболее низкокипящего компонента. Состав дистиллята в этом случае не зависит от абсолютных количеств компонентов. Оба вещества содержатсн в дистилляте в количествах, пропорциональных упругостям их паров (прн температуре кипения смеси): (А.17) Однако уравнение (А.17) в большинстве случаев можно считать лишь приближенным, так как допущенис, что жидкости совершенно взаимно нерастворимы, не совсем справедливо.
о Приняты тс жс обозначения, что н в уравнении (А.З). Напболес важным примером такой двухфазной перегонки, встречающимся на практике, является перегонка с водяным паром Вещество, весьма малорастворимос в воде, перегоняют в смеси с водой или пропускают в такую смесь водяной пар. Таким образом можно успешно перегонять вещества, температура кипения кото- рых лежит значительно выше 1ОО "С. Р Перегонку с водяным паром проводят в приборе, изображенном на рис.
42, заменив капилляр трубкой для ввода пара. Эта труб- ка должна доходить почти до дна колбы, в которой находится перегоияемое вещество, Для перегонки через колбу пропускают интенсивный ток пара. Водные растворы целесообразно предварительно нагреть почти до температуры кипения и нагревать (особенно при длительной перегонке) содержимое колбы также и во время пропускания водяного пара. Это позволит избежать чрезмерного увеличения объема перегоияемой смеси. А. Введение в лабораторную технику 81 гс г ж,„ч„, При перегонке с водяным паром следует применять только эффективные холодильники, так как теплота конденсации водяного пара весьма велика.
Перегонку продолжают обычно до тех пор, пока дистиллят не перестанет разделяться на два слоя. Затем отсоединяют источник водяного нара и только потом прекращают подачу пара (почему?). Если в лаборатории нет специального паропровода, водяной пзр для перегонки можно получить в круглодониой колбе с барометрической трубкой плн в специальном металлическом парообразователе (паровике) (рнс. 60). Малые количества веществ можно перегонять с водяным па. ром в приборе, изображенном на рис. 61. При этом обычно не требуется дополнительного источника пара, вполне достаточно нагреть смесь вещества с водой до кипения.
Для перегонки веществ, упругость паров которых при 100'С столь незначительна, что они плохо персгоняются (илп совсем не перегоняются) с водяным паром, можно использовать перегретый водяной пар, Пароперегревате.ги (рис. 62) включают между парообразователем н колбой для перегонки и нагревают горелкой до необходимой температуры, Колбу для перегонки помешают в нагревательную баню, температуру которой поддерживают примерно на 10'С выше температуры подаваемого пара. 2.3.5. Перегонна азеотропнык смесей Многие вещества образуют азеотропные смеси, т. е. прн определенном соотношении компонентов смесь нл!еет максимально большую нли минимально малую температуру кипения (табл. 6).
Азеотропную смесь невозможно разделить перегонкой на отдельные компоненты, тзк как жидкость и пар над ней имеют одинаковый состав (рззд. А,2,3.3 и рис. 52). Из числа известных азсотропных смесей можно назвать, например, постоянно кипящую бромистоводородную кислоту (т. кип. !26'С, максимум температуры кипенна) и 9бгуо-ный этиловый спирт (т. кип. 78,15'С, минимум температуры кипения). Образование азеотронной смеси можно использовать для извлечения одного вещества нз смеси, Важное значение имеет азеогроггная сушка, при которой к высушиваемому соединению добавляют по возможности мало смешивзюшееся с водой нз холоду вещество, образующее с водой азеотропную смесь (например, бензол).
Затем нагревают смесь до кипения н приборе, изображенном на рис. 63,а. Вода образует с бензолом азеотропную смесь (т. кип. 69'С) и при охлаждении отделяется в виде капель; выделившуюся воду сливают из градуированной трубки водоотделителя. Таким образом можно легко определгггь момент окончания отгонкн воды и ее количество. Точно так же можно наблюдать за тсчспнсм химических реакций. прн которых выделяется вола.
По- Таблица б Нанболвс часто встрсчвюгцмсся азсотропныс смеси Ссствв взсатрппппв смеси, масс.",, Теюгврзтур.г ннпенвв взспзрппв Н смес», 'С тсмпвратурв иное~ив компонен- тов, 'С Лзвстрппивп смесь 78,15 70 4 96 9 91 23 77 го 80 4 96 100 78,3 100 78 100 !00,7 100 101,3 !00 77 Води — згвнол Вода — зтнлзцетзт Вбдз — мурзвьннви кнслотз Вода — лиоксзн Вола — четырсххлористый уг. лсрод Вода — бснзол Вода — толуол Этанол — зтплвцстзт Втаиол — бснзол 'Этзнол — хлороформ Этвнол — чсгыреххлорнстый углерод Этилвцстзт — четырсххлориетый углерод Метинах — чстыреххлористый углерод Метанол — бензол ,Хпорофорзг — настои гголуол — уксусная кислота Этвнол — бснюл — вода 10 ,3 87 69 ч 84,1 72 68,2 59.4 64,9 9 91 20 80 30 70 32 68 9З 16 84 100 80,6 100 110,6 78,3 78 78,3 80,6 78,3 61,2 78,3 77 78 77 43 57 2! 79 64,7 77 55,7 39 61 80 20 72 28 19 74 7 64,7 80,6 61,2 56,4 110,6 !18,5 78,3 80,6 100 48,3 64,7 106,4 64,9 <тонино отгоняя воду из реакционной смеси, можно сместить равновесие химической реакции в желательном направлении.
Для отделения воды при работе с малыми количествами веществ может авужнть насадка Тилепапе с соответствующим вкладышем (рис. 65, а). Нанбогзее часто для отделения воды при азеотропной сугпке применяют бензол, толуол, ксилол, хлороформ, четыреххлористый 3гглерод. Поскольку два последних растворителя тяжелее волы, для них следует использовать водоотделитель, изображенный на Вне, 63, б.
До начала нагревания градуированную трубку заполня!от соответствук>щим растворителем, засасывая его. Для отгонки больших количеств воды удобнее пользоваться приспособлением, 6 — 1465 Способы разделенна веществ й. Введение в лабораторную технику 82 2.4. СУВЛИМАЦИЯ (ВОЗГОНКА! и т о Рнс.
64 Приборы для возгонки, Рпс. бз Приспособления, псподьзтсыыс прп псрегопнс в>еотроппых снессб а — ирипор лии исрсгоиии с вовоогдслите. иеи и иихс ~р*хтироиои ов гробик О и в - иругис сипи оои гислигсосв показанным на рнс. 63, в, в котором возможен постоянный сток воды, выделяющейся прп азеотропной перегонке.
Этот прнбор работает безукоризненно только в том случае, если он установлен строго вертнкально и перед отгонкой был заполнен днстнллятом (почему?), Псречнсленные выше растворителя можно сушить (прн не слишком высоких требованиях относительно нх влажности) также и прн помошн перегонки; прн этом первые мутные части днстнллята отбрасывают. Упругость пара твердых веществ также растет прн повышеннн температуры. Многие вешества можно перевести в газовук> фазу, нс расплавляя нх, прн конденсация пара происходят непосредственно образование твердой фазы. В этом случае говорят о стблпмацнн (возгонке). Точкой возгонки считают температуру, прн которой упругость пара твердого вешества равна внешнему давлению.
Прн этой температуре кристаллы нспаря>отея не только с поверхностн, но и по всему объему, что сопровожлае>ся растрескпванпсм н тем самым может привести к загрязнению суГ>лнмата. ))оэтому возгонку осушествляют обычно прн температурах нпжс точки возгонки, так чтобы упругость пара оставалась нпжс внешнего давлення. Разделяюшее действне, достигаемое прн возгонке для всшеств.
упругости паров которых мало отличаются, как правило, невысоко. Примитивно простой прибор для возгонки состоит нз фарфоровой чашки и поставленной на нее стеклянной воронки (ркс. 64, а). Диаметр воронки должен быть нем>того меньше днаметра чашкн Трубку воронки неплотно закрывают ватой. Чтобы сублнмат не попадал обратно в чашку, ее покрывают круглым бумажным фнльтоом, в котором в несколькнх местах сделаны отверстия. Для щсств удобно использовать приспособление, по- , 6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
