химический каталог




Практические работы по органической химии. Выпуск первый и второй

Автор Ю.К.Юрьев

ривые (рис. 21), находим, что общее давление пара смеси бромбензол+вода делается равным 760 мм, т. е. атмосферному давлению — при 95,5°; это и есть температура кипения смеси.

90° ш° Щ°

Температура "С

Рис. 21. Давление пара смеси бромбензола и воды

При 95,5ерА —646 мм и рБ =120 мм; молекулярный вес воды МА=]Ь\ молекулярный вес бромбензола Мъ = 157. Подставляя эти значения в уравнение (3), находим

шА 646 X 18 6,2 120 X 157 ~" 10 '

т. е. на каждые 6,2 г воды в приемник поступает 10 г бромбензола, и таким образом дистиллят содержит 61% бромбензола по весу, хотя давление пара бромбензола при темпера-120

туре кипения смеси равно лишь давления пара воды.

82

Для смеси анилина (т. кип. 184,4") и воды из табл. 7 находим, что смесь их кипит при 98,5° (рА =720 мм).

Таблица 7

Давление паров смеси анилин—нода

Давление пара, мм Hg

Температура, JC

воды рА

анилина р&

Р = Рк-\-Ръ

смеси

98

98.5 99

707 720 733

42 43 44

749 777

(рБ =43 мм; МБ =93) и дистиллят должен содержать 23 вес. % анилина и 77 вес. % воды, т. е. для перегонки 1 кг анилина с паром необходимы 3,35 кг водяного пара.

Экспериментальные данные показывают, что при перегонке с паром переходит несколько меньшее количество анилина, так как анилин заметно растворим в воде, и вследствие этого давление его пара несколько понижено.

Наконец, для смеси бензола (т. кип. 80,2е) и воды находим нз таблиц, что температура кипения смеси 69,25° рА =225 мм; рБ =>535 мм; Мъ =78), и в дистилляте, получаемом при перегонке бензола с паром, содержится 10,3 весовой части бензола на одну часть воды, т. е. дистиллят содержит 91% бензола по весу. ^

Все приведенные данные показывают, что перегонка в целях идентификации вещества по его температуре кипения может применяться лишь к веществам, ие содержащим воды, т. е. высушенным теми или иными осушителями. В обычных условиях органического синтеза получают вещества в результате реакций, протекающих в водных растворах, или с выделением воды, нли, наконец, полученные вещества подвергаются промыванию водными растворами или водой. В таких случаях имеется насыщенный раствор воды в полученном веществе даже в том случае, когда вода и вещество являются практически не смешивающимися жидкостями и при сливании образуют два слоя (например, 100 г воды растворяют 3,6 г анилина; 100 г анилина растворяют 5 г воды).

Если подвергнуть перегонке вещество, не удалив из него воду, то вначале оно будет перегоняться с водяным паром

6'

83

при температуре кипения, лежащей ниже истинной, вследствие чего часть вещества будет отброшена и чистого вещества будет выделено меньше, чем было получено в действительности.

Поэтому прежде чем перегонять полученное вещество, необходимо тщательно высушить его. О высушивании жидких органических соединений см. стр. 37.

III. перегонка смесей жидкостей, смешивающихся во всех отношениях

Более сложным случаем перегонки является перегонка смесей жидкостей, смешивающихся друг с другом во всех отношениях.

Полная растворимость компонентов жидкой смеси друг в друге вызывает понижение упругости паров каждой из жидкостей. Общее давление пара такой смеси, точка ее кипения ие постоянны и находятся в зависимости от состава жидкой смеси.

Теория перегонки основывается на законах, установленных Д. П. Коноваловым * в 1884 г. в результате детального изучения изменения упругости пара растворов жидкостей в зависимости от нх состава:

Растворы, кривая упругости пара которых не имеет ни .максимума, ни минимума, не образуют нераздельно кипящих ¦ смесей.

Растворы, кривая упругости пара которых имеет максимум,, образуют нераздельно кипящую смесь.

Растворы, кривая упругости пара которых имеет минимум, ¦образуют также нераздельно кипящую смесь.

На основании этих законов, вполне определяющих направление, по которому изменяется состав дистиллята при пере-тонке, различают следующие три класса смесей:

1- Смеси, выделяющие пары, в которых содержание легко-летучего компонента (т. е. кипящего при более низкой температуре) всегда больше, чем в исходной смеси.

Конечным результатом повторной перегонки является полное разделение жидкостей. Состав жидкости в колбе при перегонке будет все больше и больше приближаться к составу вышекипящеД жидкости.

* Д П. Коновалов. Об упругости пара растворов, изд. 3. Изд-во АН СССР. Л., 1928; ЖРФХО, 16, 11 (1884).

&4

2. Смеси, которые при одном определенном составе обладают наинизшей точкой кипения. При этом составе смеси содержание легколетучего компонента в паровой и жидкой фазах одинаково.

При перегонке растворов произвольного состава температура кипения повышается и остается жидкость, все более и более удаленная по своему составу от раствора, соответствующего максимуму упругости пара (т. е. обладающего наинизшей температурой кипения). Следовательно, дистиллят по своему составу приближается к этому нераздельно кипящему раствору.

Подвергая повторной перегонке остаток, получают, наконец, одну из жидкостей в чистом виде. Какая из двух жидкостей будет получена в чистом виде — зависит от состава первоначально взятого раствора.

3. Смеси, которые при одном определенном составе обладают наивысшей точкой кипения. При это» составе смеси содержание легколетучего компонента в паровой и жидкой фазах одинаково.

При перегонке эта смесь будет оставаться в остатке, дистиллят же будет приближаться к составу одной из жидкостей. При повторной перегонке дистиллята одни нз компонентов будет выделен в чистом виде, а в кубе останется нераздельно кипящий раствор.

Закономерности испарения смеси жидких веществ, смешивающихся друг с другом во всех отношениях, имеют важное значение как для лабораторной, так и заводской практики. На таком испарении основываются «дробная» нли «фракцио» нированная» перегонка, целью которой является выделение в чистом виде компонентов гомогенной смеси двух или большего числа жидких веществ, обладающих различными температурами кипения. Это достигается путем систематического-последовательного испарения и систематического конденсирования получающегося пара. Такая перегонка применяется к первому классу указанных выше смесей.

Дробная перегонка смеси двух жидкостей, смешивающихся во всех отношениях и не образующих нераздельно кипящих смесей

Для простоты изложения будет рассматриваться,, перегонка смесей, состоящих лишь из двух жидкостей (бинарные смеси).

85

Для теоретических расчетов дробной перегонки смеси двух жидкостей необходимо знать отношения между температурами кипения или давлениями паров смеси жидкостей и их составом. Если кривые, выражающие эти отношения, известны, то можно уже заранее сказать, легко или трудно будет произвести разделенно и возможно ли вообще осуществить его.

В дальнейшем изложении будут рассматриваться сначала идеальные растворы двух жидкостей, которые обладают следующими свойствами:

1) при смешении компонентов не происходит поглощения или выделения тепла, 2) не изменяется объем, 3) давление пара каждого компонента над смесью равно давлению пара чистого вещества при данной температуре, умноженному на его молярную долю в растворе *.

Последнее нз указанных свойств является выражением закона Рауля, найденного эмпирически и устанавливающего, что давление пара любого вещества при постоянной температуре понижается, если в нем растворить другое вещество: «Относительное** понижение давления паров данного вещества численно равно молярной доле второго вещества в смеси». Таким образом, давление пара вещества пропорционально количеству вещества в молях, находящемуся в единице объема раствора (формулировка для смеси жидкость — жидкость):

рА = КхА, (4)

где рА —давление пара вещества АпхА—его молярная доля в растворе.

Если ^A = l, т. е. речь идет о чистом веществе А, то

Pa ~ а 3 Ра , т. е. давлению пара чистого вещества при данной температуре. Подставив это значение К в уравнение (4), получаем

ра =Р°аха. (5)

Аналогично,при*Б=1 получаемрБ ~K=p^n далеерБ =р?хв(Ь),

" Молярной долей или молекулярной концентрацией пазьшжтся отношение числ

страница 19
< 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
заборы из профнастила в г. новомосковск то
подарочные алкогольные наборы для мужчин
Наборы ножей Zanussi
емкости для дачного душа

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
(04.12.2016)