химический каталог




Практические работы по органической химии. Выпуск первый и второй

Автор Ю.К.Юрьев

торый дает частичная конденсация, виден из рис. 23. Если температура пара понижается, то часть его конденсируется, превращаясь в жидкость, обогащенную веществом Б, а остающийся пар обогащается, следовательно, веществом А.

Пары, проходящие через дефлегматор или колонку, содержат значительно больше вещества А, чем пар, находящийся непосредственно над жидкостью. Аналогично, жидкость, возвращающаяся в колбу из дефлегматора, богаче вышекипящим, тяжелым компонентом Б.

Главной частью колонок для фракционирования является длинная вертикальная трубка, через которую проходят пары, где они частично конденсируются; конденсат стекает вниз и возвращается в колбу. Внутри колонки или дефлегматора эта стекающая «вниз жид-

Рис. 26. Ректификационная колонка: / — конденсатор; 2— кран для отбора дистиллята: 3 — холодильник; 4 — изогнутый переход; 5 — хлоркальциевая трубка; 6 — трубка для термометра; 7— соединительная трубка; 8—отвчдная трубка; 9—верхний счетчик капель (счетчик орошения!; 10 — центральная трубка с наездкой; //— обогревающая трубка рубашки; 12— изолирующая трубка рубашки; 13 — расширение центральной трубки с сетчатым колпачком; 14— нижний капельник; 15—хвостовик; 16—колба (куб); 17—колбонагре-ватель; 18, 19 — автотрансформаторы; 20. 21 — амперметры; 22 — трехходовой кран с лолулунныы ходоы

т Ю. К. Юрье!

97

кость входит в тесное соприкосновение с поднимающимся вверх паром и благодаря теплообмену пары обогащаются более летучим компонентом А за счет жидкости, которая как бы стремится прийти в равновесие с паром. Таким образом, уже в самом дефлегматоре или колонке комбинируются повторная ректификация и дефлегмация в течение одной перегонки.

Для хорошего разделения смеси при такой перегонке необходимо выполнение следующих условий: 1) из дефлегматора или колонки все время должно возвращаться в колбу относительно большое количество жидкости, 2) жидкость и пар должны хорошо перемешиваться, 3) необходима большая активная поверхность соприкосновения жидкости и пара.

Следует избегать большого внешнего охлаждения, причем эта опасность особенно существенна при перегонке жидкостей с высокой температурой кипения; ее предотвращают хорошей изоляцией наружной поверхности колонки или, если это возможно, помещают колонку в вакуумную рубашку или снабжают двойной рубашкой с электрообогревом внутренней рубашки (рис. 26).

Таким образом, если привести в состояние кипения смесь двух компонентов, из которых А является более, а Б менее летучим, то температура кипения смеси и ее насыщенных паров лежит между точками кипения чистых компонентов: эквимолекулярная смесь бензола и толуола закипает при 93° (термометр в жидкости).

Температура кипения смеси лежит тем ближе к точке кипения одного из компонентов, чем больше концентрация этого компонента в смеси.

IV. ПЕРЕГОНКА СМЕСЕЙ ДВУХ ЖИДКОСТЕЙ С МАКСИМУМОМ ИЛИ МИНИМУМОМ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ

Известно лишь ограниченное число смесей, которые подчинялись бы закону идеальных смесей в широком интервале концентраций и давали бы действительно прямую на графике «давление пара (ордината) — состав жидкости в молярных долях (абсцисса)». К ним относятся смеси: к-гексан+н-гептан при 30°; бромистый этил+ -J-йодистый этил при 30°; хлористый н-бутил+бромистый н-бутил при 50°; дибромэтан-г-дибромпропан при 85°; бен-зол+толуол при 70° и бензол-р-дихлорэтан при 50°.

В подавляющем большинстве случаев реальные смеси дают отклонения от закона идеальных смесей. Отклонения

98

могут быть как положительными, так и отрицательными, т. с давление пара может оказаться больше или меньше вычисленного по формуле (7). Если смесь дает положительное отклонение (например, сероуглерод+ацетон при 35°), то кривая общего давления пара располагается выше вычисленной и проходит через максимум. Если смесь дает отрицательное отклонение (например, хлороформ-{-ацетан при 35°), то кривая общего давления пара располагается ниже вычисленной и имеет минимум. Можно показать, что в точках максимума илн минимума состав пара и жидкости, с которой он находится в равновесии, одинаков.

На рис, 27 приведен пример смесей с положительными отклонениями от закона Рауля, а на рис. 28 с отрицательными отклонениями.

Сплошные кривые АРБ и БРА представляют реальные кривые парциальных давлений пара отдельных компонентов в бинарных смесях; сплошные кривые РАРБ представляют кривые общего давления паров смесей. Пунктирные же прямые отвечают соотношениям в идеальных смесях.

Рис. 27.' Положи- Рис. 28. Отрицательные отклоне- тельные отклонения от закона ния от закона Рауля Рауля

Одной из причин, приводящих растворы к отклонениям от идеальных, являются силы взаимодействия между молекулами. Обозначим молекулы первого компонента через хА, второго— через *Б. Обозначим взаимное притяжение однородных молекул хА через ад и притяжение однородных молекул хъ — через яБ , а притяжение разнородных молекул хА и хъ— через аДБ .

99

Если притяжения или силы взаимодействия между молекулами хА и хА того же порядка, что и между молекулами *Б и хб т0 такими же будут и силы взаимодействия между разнородными молекулами *д и хБ и вследствие этого

В таких случаях смеси компонентов ведут себя как идеальные, и при смешении компонентов не наблюдается ни сжатия, ии расширения объема, ни выделения, ни поглощения тепла.

Если силы взаимодействия между молекулами хА и хд заметно больше сил взаимодействия между молекулами хв и хБ и, следовательно, притяжения между однородными молекулами хА и хА, а также хБ и хБ больше, чем притяжения между разнородными молекулами хА и хБ, то молекулы хА стремятся к ассоциации и как бы вытесняют молекулы хБ. В результате этого возникают положительные отклонения свойств смесей от свойств идеальных.

В таких случаях адг, < Уиа-об", вследствие чего общее давление пара над смесью больше вычисляемого по формуле (7) и кривая давления пара проходит через максимум, отвечающий определенному составу смеси, при котором смесь обладает минимумом температуры кипения.

Главной причиной отрицательных отклонений реальных смесей от идеальных является наличие больших притяжений между разнородными молекулами хА и хБ , чем между однородными молекулами хА и хА , а также хъ и хБ т, е. наличие тенденции к химическому соединению двух веществ.

В таких случаях адБ>]/аА-ав , вследствие, чего общее давление пара над смесью меньше вычисляемого по формуле (7) и кривая давления пара проходит через минимум, отвечающий определенному составу смеси, при котором смесь обладает максимумом температуры кипения.

При смешении веществ, образующих смеси, обладающие теми или иными из указанных отклонений, во многих случаях происходит расширение смеси и поглощение тепла, или сжатие смеси и выделение тепла.

Смеси с минимумом температуры кипения. Типичная кривая «температура кипения — состав» для такого рода смесей дана на рис. 29.

Если нагревать раствор состава L\, то давление пара возрастает до тех пор, пока в точке /[ оно не станет равным атм*-

ЮО

сферному, и раствор закипит при температуре Л. Состав пара, перегоняющегося вначале, vi. По мере перегонки температура повышается от t\ до f2 и в это время собирается погон, состав которого находится в пределах от vt до v2. Если полученный дистиллят подвергнуть новой перегонке, то из рисунка

видно, что состав пара приближается к составу системы, обладающей минимумом температуры кипения. Следовательно, при фракционированной перегонке получается дистиллят, представляющий собой смесь состава хотя конечный

остаток по составу приближается к А-

Аналогично, если подвергнуть перегонке раствор состава L'\, то он закипает при температуре f\, и при этой температуре пар (а потому и дистиллят) имеет состав v\. При продолжении перегонки состав пара изменяется до v'2, а жидкости до /-'э. И в этом случае дробная перегонка приводит к

1GJ

получению раствора состава Lmln, остаток же по своему составу близок к Б.

Таким образом нз смеси двух жидкостей произвольного состава можно выделить в чистом виде лишь компонент, находящийся в избытке (А

страница 22
< 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
купить wdtns ромашки в москве
Рекомендуем фирму Ренесанс - лестницы на чердак выдвижные - всегда надежно, оперативно и качественно!
кресло престиж комплектующие
транс сервис временное хранение вешей

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
(11.12.2016)