实验二 常压蒸馏和分馏(预习指导)

《实验二 常压蒸馏和分馏(预习指导)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实验二常压蒸馏和分馏（5学时）一、实验目的1．了解蒸馏、分馏的原理和意义。2．学习蒸馏和分馏的基本装置的正确安装及使用。3．了解分馏柱的种类和选用方法。4．掌握常量法测定沸点的方法。二、实验原理1．蒸馏将液体加热至沸腾，使液体变为蒸汽，然后使蒸汽冷却再凝结为液体，这两个过程的联合操作称为蒸馏。蒸馏是分离和提纯液态有机化合物最常用的重要方法之一。蒸馏可分离挥发和不挥发的两种物质，也可分离沸点差大于30℃的液体混合物。蒸馏还可用于回收溶剂。纯粹的液体有机化合物在一定的压力下具有一定的沸点（沸程0.5-1

2、.5oC）。利用这一点，我们可以测定纯液体有机物的沸点。又称常量法。对鉴定纯粹的液化有机物有一定的意义。2．分馏应用分馏柱将几种沸点相近的混合物进行分离的方法称为分馏。将几种具有不同沸点而又可以完全互溶的液体混合物加热，当其总蒸气压等于外界压力时，就开始沸腾气化，蒸气中易挥发液体的成分较在原混合液中为多。在分馏柱内，当上升的蒸气与下降的冷凝液互相接触时，上升的蒸气部分冷凝放出热量使下降的冷凝液部分气化，两者之间发生了热量交换，其结果，上升蒸气中易挥发组分增加，而下降的冷凝液中高沸点组分（难挥发组分）

3、增加，如此继续多次，就等于进行了多次的气液平衡，即达到了多次蒸馏的效果。这样靠近分馏柱顶部易挥发物质的组分比率高，而在烧瓶里高沸点组分（难挥发组分）的比率高。这样只要分馏柱足够高，就可将这种组分完全彻底分开。影响分馏效率的因素：（1）理论塔板数：经过一次汽化和冷凝的热力学平衡过程，相当于一次普通蒸馏所达到的理论浓缩效率，当分馏柱达到这一浓缩效率时，那么分馏柱就具有一块理论塔板，柱的理论塔板数越多，分离效果就越好。分离一个理想的二元组分，其理论塔板数和沸点差值之间的关系见教材表2-8。（2）回流比：回

4、流比越大，分离效果越好（3）柱的保温。蒸馏和分馏的基本原理是一样的，都是利用有机物质的沸点不同，在蒸馏过程中低沸点的组分先蒸出，高沸点的组分后蒸出，从而达到分离提纯的目的。不同的是，分馏借助于分馏柱使一系列的蒸馏不需多次重复，一次得以完成（分馏即多次蒸馏），应用范围也不同，蒸馏时混合液体中各组分的沸点要相差30℃以上，才可以进行分离，而要彻底分离沸点要相差110℃以上。分馏可使沸点相近的互溶液体混合物（甚至沸点仅相差1－2℃）得到分离和纯化。工业上的精馏塔就相当于分馏柱。必须指出，分馏和蒸馏一样，对

5、恒沸混合物体系不适用。水能与多种物质形成恒沸混合物，所以一般在蒸馏或分馏前都必须干燥，除尽水分。三、试剂及器材1．器材：洒精灯和石棉网、铁架台、十字夹和铁夹、25mL圆底烧瓶、温度计（150℃）、蒸馏头、温度计套管、直形冷凝管、接引管（尾接管）、锥形瓶（25mL）、乳胶管、填充式分馏柱、玻璃珠。2．试剂：无水乙醇5ml、止暴剂、乙醇-水混合物10ml(1:1)四、主要试剂及产品的物理常数名称分子量性状折光率比重熔点℃沸点℃溶解度：克/100ml溶剂水醇醚乙醇46.07liq1.36000.7893-

6、14478∞∞∞丙酮58.07liq1.35880.7899-9456.2∞∞∞五、实验内容与基本操作1．蒸馏及分馏装置的正确安装和应用（1）仪器的安装与拆除蒸馏装置主要包括蒸馏烧瓶、冷凝管和接受器三部分，分馏装置只多一根分馏柱。装置安装要领为：先下后上、先左后右、先松后紧；要准确端正，横平竖直，全套仪器装置的轴线在同一个平面内。温度计的安装位置：温度计水银球的上限应当与蒸馏头侧管的下限在同一水平线上。拆除要领：蒸馏完毕，先灭火、停止通水、拆下仪器，顺序与装配顺序相反。（2）仪器的选择根据蒸馏物的量

7、，选择大小合适的蒸馏瓶。所蒸的液体体积一般不超过烧瓶容积的2/3，不能少于1/3。常用冷凝管有四种：蛇形冷凝管、球形冷凝管、直形冷凝管、空气冷凝管。球形冷凝管多用于回流反应，球形冷凝管冷却面积大。因其倾斜时球形凹面能存液，因此不能用于蒸馏。当被冷凝物沸点高于130℃时，应选用空气冷凝管。当被冷凝物沸点低于130℃时，应选用直形冷凝管。当被冷凝物沸点很低时，应使用蛇形冷凝管。（3）为什么要加沸石？操作时应注意什么？在加热后，当液体中缺乏汽化中心，形成气泡非常困难时，液体的温度可能上升到超过沸点很多而不

8、沸腾，即产生“过热”现象。一旦有一个气泡形成，由于液体在此温度下的蒸汽压已远远超过大气压和液柱压之和，因此上升的气泡增大得非常快，甚至将液体溢出瓶外，称为“暴沸”。因此在加热前应加入助沸物以期引入气化中心，保证沸腾稳定。常加入几粒沸石，引入汽化中心，使沸腾稳定，不发生暴沸现象。沸石是具有化学稳定性的表面多孔物质。孔隙里边充满空气，放入液体中加热时，孔中气体膨胀，当孔中气压增至能克服大气压与液体静压时，气体从孔里溢出，在液体中形成一串小气泡，当液体沸腾时变成液体的汽化中