колбу с веществом, нагретую до более высокой температуры, или применение предварительно перегретого до определенной температуры пара. Обычно оба эти приема комбинируют. Необходимо поддерживать определенную температуру перегретого пара, чтобы контролировать скорость перегонки и избежать разложения.

При повышении температуры скорость перегонки с паром возрастает во много раз, и поэтому применение перегретого пара представляет очень большой интерес как средство очистки малолетучих веществ. Иллюстрацией могут служить данные (табл. 45), полученные при перегонке серы с водяным паром при различной температуре.

Для образования перегретого пара применяют пароперегреватели различных конструкций. Обычно пар из парообразователя поступает в металлический или стеклянный змеевик, помещенный в воздушной или масляной бане, нагретой до определенной температуры. Необходимо измерять как температуру поступающего в колбу перегретого пара, так и температуру пара с отгоняемым веществом при выходе из колбы. Во избежание охлаждения перегретого пара при прохождении его через перегонную колбу последнюю рекомендуется погрузить как можно глубже в баню, нагретую до требуемой температуры, а все горло колбы плотно обернуть асбестовым шнуром.

Если перегонка с перегретым паром ведется при температуре, превышающей 120—130°, то следует иметь в виду, что для конденсации пара необходимо к перегонной колбе присоединить последовательно сначала воздушный, а лишь затем водяной холодильник.

Нередко очень хорошие результаты можно получать при перегонке с водяным паром в вакууме. Давление пара воды как сильно ассоциированного вещества падает быстрее при понижении температуры, чем давление пара других веществ. Поэтому летучесть вещества с паром в вакууме будет, как правило, относительно больше. Этот способ неоднократно был с успехом использован для очистки веществ с большим молекулярным весом. При этом почти всегда имеют место условия перегонки с перегретым паром, так как приходится нагревать перегонную колбу значительно выше, чем это необходимо для кипения воды при данном разрежении.

Для перегонки с водяным паром в вакууме удобнее и проще всего поместить в перегонную колбу очищаемое вещество вместе с достаточно большим количеством воды и вести перегонку в вакууме, получаемом от водоструйного насоса. При этом следует обращать внимание на хорошее охлаждение приемника, так как в противном случае часть вещества в парообразном состоянии вместе с парами воды может, не конденсируясь, попасть в насос и будет потеряна.

Также можно вводить пар в колбу для перегонки в вакууме извне, через капилляр, который обычно служит для пропускания воздуха. При этом перед капилляром помещают в качестве

i 1 А. Я. Берлин

162

Глава VII. Перегонка

[зеотропные смеси

предохранителя Т-образную трубку; через один конец трубки избыток пара, образующегося в генераторе, уходит в атмосферу. Таким образом, погружая перегонную колбу в баню, нагретую до более высокой температуры, чем температура кипения воды приданном разрежении, и изолируя горло колбы асбестом, можно легко осуществить перегонку в вакууме с перегретым паром.

АЗЕОТРОПНЫЕ СМЕСИ

Существуют двойные и тройные смеси с определенным соотношением компонентов, у которых состав насыщенного пара и жидкости одинаков. Такие смеси кипят при температуре более низкой или более высокой, чем температура кипения каждою компонента смеси в отдельности, и называются постояннокипя-щими, или азеотропными смесями. Явление азеотропии обусловлено сложными взаимоотношениями молекул в жидкости, основанными главным образом на силах сцепления, ассоциации и сольватации. Большую роль в этих явлениях играют водородные связи, т. е. свойство атома водорода в группах ОН, NH2, СООН и т. п. быть координационно связанным с атомами кислорода или

азота в группах—N02, ^>С=0, —N=N— и т. п.

то

100 90 | 80

г?>« во

[Я

0 so

1 -«

\30

Щ 20 ^ 10 Л ч so * во

4 70

в *»

%30

8 го •э

5 ю

/

'/

iN ~< г

1 I4-.

1 1

1 | 5*

ЗЯ to il i( i6 il 50 5! Si SB i Температура S °C

Рис. 106. Диаграмма фазового равновесия смеси сероуглерода с ацетоном: 1—состав жидкости; 2—состав

2—состав

Для наглядности приведены графические изображения фазового равновесия смеси сероуглерода с ацетоном, обладающей минимумом температуры кипения (39,2°) при содержании Ы,0/о мол сероуглерода, и смеси хлороформа с ацетоном, имеющей максимум температуры кипения (64,5°) при содержании 65,5% мол. хлороформа (рис. 106 и 107). При другом соотношении веществ в исходной смеси содержание компонентов в жидкой и паровой фазах будет различным, а при перегонке такая смесь будет вести себя, как состоящая из двух индивидуальных веществ: азеотропной смеси указанного состава и компонента, содержащегося в избытке по отношению к этой азеотропной смеси.

Какого-либо определенного -правила, которое позволило бы заранее предсказать возможность