实验九、减压蒸馏
一、实验目的
1.了解减压蒸馏的基本原理
2.学会使用水(油)泵进行减压蒸馏的操作。
3.学习减压蒸馏装置的搭装和气密性的检查
4.掌握压力—沸点经验曲线的用法。
二、基本原理
Log P = A + B/T
式中:P为液体表面的蒸汽压;T为溶液沸腾时的绝对温度;A和B为常数。
如果用logP 为纵坐标,1/T为横坐标可近似的得到一条直形,从二元组分已知的压力和温度可算出A和B 的数值,再将所选择的压力带入上式即可求出液体在这个压力下的沸点。
减压蒸馏适用于在常温下沸点较高,常压蒸馏时易发生分解、氧化、聚合等热敏性有机化合物的分离提纯。
一般把低于一个大气压的气态空间称为真空,因此,减压蒸馏也称为真空蒸馏。
三、各种真空度范围
1. 10~760 mmHg 为粗真空,有机试验常用
2. 10-3~10 mmHg 为低真空,用于精细试验
3. 10-8~10-4 mmHg为高真空
4. <10-9 mmHg为超高真空
760mmHg —(n格/10) 760 mmHg
四、液体在常压、减压下沸点的近似图
1. 例如:水在760 mmHg时的沸点为100度,若求20mmHg时水的沸点值,可先在B线上
100度这一点上与C线上20mmHg这一点连线并延长至A线上,在A线上的交点即为20 mmHg时水的沸点22度。
2. 另外,压力对沸点的影响还可以做以下估算:
3. 从大气压降到25 mmHg,高沸点(250~300度)的化合物的沸点随之下降100~125
度左右;
4. 当减压降至25mmHg以下时,压力每降低一半时,沸点下降10度。
五、减压蒸馏的注意事项
A为常量蒸馏装置,B为微量蒸馏装置。
本次试验用电热套加热、用水泵减压蒸馏。
1. 玻璃仪器有:100ml圆底烧瓶,克氏蒸馏头,直冷,双股接引管,圆底烧瓶50ml×2,
50ml量筒一支,抽气管,减压毛细管,温度计及其套管
2. 蒸馏瓶内液体不可超过一半,因为减压下蒸汽的体积比常压下大得多。
3. 装仪器时,首先要求检查磨口仪器是否有裂纹。
安装仪器时每一个磨口都必须配合好,
同时为了提高气密性要求在磨口上涂凡士林。
4. 由于蒸汽体积比常压时大地多,故减压操作时要缓慢平稳地进行。
避免蒸汽过热。
减压
蒸馏时仪器不能有裂缝,不能使用薄壁及不耐压的仪器(如锥形瓶、平底烧瓶),仪器安装正确,不能有扭力和加热后产生内应力。
5. 为便于接收,减压蒸馏应使用双股接引管或多股接引管。
6. 在减压情况下,沸石已起不到汽化中心的作用,一般用毛细管通人空气或惰性气体,进
行气动搅拌。
7. 装好仪器后,首先检查气密性。
8. 空试操作:旋紧D(抽气管的螺旋夹),打开G(安全瓶活塞,开动泵,关闭G,观看
真空度。
若真空度能顺利达到要求,打开D,慢开G,控制进气量,并观察压力瓶回到原位后,停泵。
若空试时,系统达不到所需的真空度,需要细心检查,可用手卡住安全瓶与真空接引管间的胶管,观察真空度是否变化。
如果真空度不变,可能泵本身漏气,或者泵效能有问题。
若真空度可以上升,即说明仪器装置系统有漏气之处,应一个个接口处仔细查找。
检查出漏气之处,排除故障后,才能进入正常操作。
7. 减压系统仪器装置要做到气流通畅又密封,各种仪器安装尽量紧凑。
六、给学生简单介绍油泵的真空系统及构造
●缓冲瓶:用吸滤瓶即为安全瓶,真空接引管支口与安全瓶相连。
安全瓶不仅可以防
止水压下降时水冲泵的水倒吸至蒸馏装置,而且还可以通过它来安装减压系统压力
表以及排空活塞G,可防止物料进入减压系统。
即:1)调节压力,2)防止把产物
抽至泵中。
●压力表:用来测量蒸馏系统的蒸馏压力,一般用水银压力计测量减压系统的压力。
●干燥塔:石蜡干燥塔:吸收有机物
●硅胶干燥塔:吸收微量水
●碱(NaOH块状)干燥塔:吸收酸性气体
●氯化钙干燥塔:吸收水气
●冷阱:冷凝杂质
思考题
•何种情况下采用减压蒸馏?有些化合物沸点较高,在常压下蒸馏往往发生水解,氧化,聚合,在这种情况下不能采用减压蒸馏地方法。
•组装减压蒸馏装置时应注意什么问题?1)仪器壁要厚,要耐压,2)气密性要好,3)仪器不能有裂纹,4)仪器安装要正确,不能有扭力,5)仪器接口(内上部)要抹凡士林。
•减压蒸馏操作流程是什么样的?1)空试,2)加料),3)开始加热,4)停止蒸馏。
•在化合物的沸点不明确,压力计又不准确时,且化合物量大杂质又少,要减压纯化该化合物,应接收什么情况下的馏分?应接收压力、温度都稳定不变时的馏分。
特别注意
1. 抹凡士林时一定只抹磨口的上部的一半,然后安装后轻轻旋转后就可以,千万避免凡士
林太多结果全进入最终产品中去了。
乙二醇物理常数
2. Fw:62.07; mp:-18; bp: 196-198; n D20: 1.4370; d: 1.113。