химический каталог




Практические работы по органической химии. Выпуск первый и второй

Автор Ю.К.Юрьев

жно нагревать чсолбу в бане, заполненной подходящей жидкостью, температура которой не должна превышать температуру кипения перегоняемой жидкости более чем на 20°. Опасность перегрева ¦в этом случае значительно уменьшается, пузырьки пара могут подниматься не только со дна колбы, но и образовываться во всех точках соприкосновения жидкости со стеклом.

Наиболее часто применяется следующий способ, предотвращающий бурное вскипание жидкости во время перегонки при атмосферном давлении: в жидкость вносят несколько кусочков пористой глиняной тарелки или пористого фарфора — «кипятильники». Они равномерно выделяют небольшое количество воздуха мелкими пузырьками и обеспечивают равномерное кипение.

Следует помнить, что кипятильники следует вносить только в холодную жидкость. Нн в коем случае нельзя.бросать

77

кипятильники в жидкость, уже нагретую до температуры кипения: внезапное и обильное парообразование может вызвать разбрызгивание жидкости из колбы.

Если перегонка прерывалась, то прежде чем возобновить-нагревание следует добавить в колбу 1—2 свежих кипятильника, так как из старых воздух почти весь был удален нагреванием, и вследствие адсорбции жидкости при охлаждении они стали мало эффективными.

Существуют другие способы, обеспечивающие равномерное кипение. Например, вносят в жидкость кусочки пемзы, небольшой кусочек платиновой проволоки (используется хорошо известное свойство платины адсорбировать большое количество газов) или наполняют колбу стеклянной ватой па 4—5 мм выше уровня жидкости. Пользуются также длинными стеклянными капиллярами, запаянными на расстоянии 0,5 см от конца: этими концами капилляры погружают в жидкость; длинные концы должны выступать над жидкостью и входить в горло колбы. Воздух, заполняющий маленькую полость капилляра, даст при нагревании струю маленьких пузырьков.

Действие таких и всяких других кипятильников основано^ на том, что превращение нагретой жидкости в пар происходит тотчас же после введения в жидкость паровой фазы (любого инертного газа)- Это явление можно сравнить с кристаллизацией, наступающей при внесении твердой фазы в переохлажденную жидкость, например в переохлажденную воду.

II. перегонка смеси двух иесмешивающихся

жидкостей, перегонка с водяным паром

Ниже рассматривается перегонка смеси двух жидкостей,, нерастворимых друг в друге и вследствие этого не смешивающихся между собой. В действительности не существует жидкостей, абсолютно нерастворимых одна в другой, и очень часто несмешивающимися называют жидкости, взаимная растворимость которых незначительна. Такие две практически не смешивающиеся жидкости при сливании их вместе образуют два слоя, которые располагаются один над другим в обратном, соответствии с величиной удельного веса каждой из жидкостей. Предполагается также, что две нерастворимые одна в-другой несмешивающиеся жидкости не влияют друг на друга и в химическом отношении.

Насыщенный пар таких несмешивающихся жидкостей следует закону Дальтона о парциальных давлениях: если при постоянной температуре смешать два или большее число га-

78

зов или паров, не реагирующих друг с другом, то каждый из них в этой смеси будет обладать тем же давлением, какое он имел бы в чистом состоянии — «Общее давление смеси газов-равпо сумме парциальных давлений ее ингредиентов»:

р = Pi + Pz + Рз 4- ¦¦¦+ Р„,

где Р — общее давление, a pi, р2... р„ — парциальные дав-ления компонентов смеси.

Таким образом, поскольку рассматриваемые жидкости являются несмешивающимися и не влияющими химически друг на друга, то общее давление пара над смесью будет равно сумме упругостей паров каждого из компонентов смеси при данной температуре.

Смесь двух несмешивающихся (нерастворимых друг в друге) жидкостей закипает при такой температуре, прн которой сумма упругостей паров компонентов смеси становится равной атмосферному давлению.

Следовательно, температура кипения смеси двух несмешивающихся жидкостей лежит ниже точек кипения каждого из компонентов смеси.

Так как смесь двух несмешивающихся жидкостей образует два слоя, то процесс перегонки такой смеси может казаться излишним: достаточно было бы разделить эти два слоя в делительной воронке. Однако если одной из жидкостей является вода, а другой — летучая жидкость, смешанная с нелетучей примесью, от которой она должна быть освобождена, то перегонка такой смеси становится весьма важным процессом, широко используемым как в лаборатории, так и в промышленности. Перегонка смеси воды и не смешивающейся, с нею жидкости — «перегонка с паром» — позволяет при атмосферном давлении отделить высококипящий компонент смеси при температуре, лежащей ниже 100°. При выделении веществ, разлагающихся при температуре кипения или вблизи нее, такая перегонка представляет большое удобство; она может применяться также для отделения от нелетучих или от нежелательных веществ (например, смол).

При перегонке смеси двух несмешивающихся жидкостей температура кипения смеси во время перегонки остается постоянной до тех пор, пока ие перегонится одна из жидкостей; только тогда температура кипения повышается до уровня, отвечающего температуре кипения остающейся в колбе жидкости. Это объясииется тем, что общее давление пара смеси двух несмешивающихся жидкостей не зависит от относительных

7&

количеств жидкостей, составляющих смесь. Пар, образующийся при перегонке смеси, содержит все ее компоненты в соотношении по объему, пропорциональному относительному давлению каждой из жидкостей. Состав пара остается постоянным, пока имеются обе несмешивающиеся жидкости.

Состав пара можно легко вычислить. Допустим, что к смеси приложимы газовые законы, тогда число молекул каждого компонента в отходящем паре должно быть пропорционально его парциальному давлению, т. е. давлению пара чистой жидкости при дайной температуре (температура кипения смеси).

Если рА и рЕ—давления паров жидкостей А и Б при температуре кипения смеси, то общее давление Р равно:

Р = рк+Рь, (I) л состав пара выражается отношением:

(2)

"л _ Ра «б Рв

где «А и яБ — количества веществ в молях, содержащиеся в

данном объеме пара. Но йд = -т— и «б =-. гдеш—вес

МА Мъ

вещества в данном объеме пара, а М—молекулярный вес вещества.

Тогда

(3)

Относительные веса двух компонентов в паровой фазе равны относительным весам их в дистилляте, т. е. весовые количества каждой из жидкостей, собираемых в приемник, прямо пропорциональны парциальным давлениям паров этих веществ и их молекулярным весам.

Уравнение (3) наглядно показывает большое значение перегонки с паром, так как чем меньше произведение МА • pKf тем больше значение шБ . Вода имеет малый молекулярный вес и сравнительно невысокое давление пара, вследствие чего значение МАрА низко.

В промышленном производстве это обусловливает возможность экономически выгодного выделения веществ, обладающих высоким молекулярным весом и малой упругостью

пара. При обычных способах перегонки, даже при пониженном давлении, такие вещества часто невозможно выделить из-за наступающего при этом разложения.

Таблица 5

Примеры веществ, перегоняемых с паром

Название вещества Молекулярный вес мБ Т. кип., "С Ръ при 100°, ! мм Hg Процентное содержание в дистилляте

Гераниол ...... 154 230 5 5.6

148 235 8 7.1

164 250 2 1.7

Таблица 6

Давление паров смеси воды и бромбензола

Температура, 'С Давление пара, мм Hg

воды рк бромбензола />Б смеси Р = Рк+Ръ 30 40 60 60 70 80 90 95 100 32 55 92 149 233 355 526 634 760 6 10 17 28 44 66 98 118 141 38 65 109 177 277 421 624 752 901 В табл. 5 приведены молекулярные веса и температуры кипения подобных веществ — гераниола, анетола и эвгенола, упругости их паров при 100° и процентное содержание их в дистилляте при перегонке с водяным паром.

В качестве примера рассмотрим перегонку с паром бром-бензола, кипящего при нормальных условиях при 156,2°. Давления паров воды и бромбензола при различных температурах приводятся в табл. 6.

6 Ю. К. Юрьев

81

Нанеся эти значения на соответственные к

страница 18
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88

Скачать книгу "Практические работы по органической химии. Выпуск первый и второй" (3.5Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
дефлекторы для opel mokka
3d домашний кинотеатр
сантехника roca цены
садовая мебель скамейки

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(07.12.2016)