химический каталог




Препаративная органическая химия

Автор Н.С.Вульфсон

данном руководстве.

На рис. 37 представлен ряд кривых для случаев перегонки при определенном числе тарелок, но с разной степенью дефлегмации.

Подобные кривые получаются и для случаев перегонки при различном числе теоретических тарелок, но определенной степени дефлегмации.

Кривая А имеет значительно более сильный изгиб, чем кривая С.

Это означает, что в первом случае получается сравнительно большее

количество почти однородной фракции в сравнении с количеством загрязненной промежуточной фракции. Крутой ход кривой свидетельствует о

? ——«"брошей степени разделения.

I op

«за ^

s w

Если две колонны способны разделить смесь на чистые компоненты, то говорят, что обе колонны дают одинаковую степень разделения. Но если одна из колонн дает 95% чистых компонентов, считая на количество взятой смеси, и 5% промежуточной фракции, а другая соответственно 70 и 30%, то первая колонна характеризуется лучшей степенью разделения, чем вторая.

Рис. 37. Зависимость состава гот общего количества дистиллята.

Все приведенные рассуждения относятся к колоннам, не имеющим мертвого объема. Допущение это нереально, но введение его было необходимо для упрощения рассуждения. Результаты расчетов, проведенных указанными выше методами, показывают допустимые отклонения от действительных тогда, когда мертвый объем колонны не превышает 10% объема перегоняемой жидкости. В противном случае следует вводить поправки.

В. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ

ВЕЩЕСТВ

В- одном из предыдущих разделов были рассмотрены основы общих физико-химических методов разделения, применяемых в препаративной органической химии. Настоящий раздел посвящен описанию нескольких специальных физико-химических методов, при описании которых были учтены результаты исследований, проводившихся в последние годы. Следует отметить, что значительная часть этого раздела касается работ, проведенных польскими исследователями. Ниже будут рассмотрены только те методы, которые имеют значение для лабораторной практики.

АЗЕОТРОПИЯ. ПОНЯТИЕ ДИАПАЗОНА

Рассмотрение явления азеотропии для гомологического ряда веществ дает много ценных указаний для их разделения и очистки. Допустим, что дано вещество А (азеотропирующий фактор) и ряд гомологов (а также их изомеров) Н0, Нг, Н2... Н„, образующих с веществом А ряд азеотроп-ных смесей. Температуры кипения соответствующих смесей будут /д» ^н0> ^Hi-.^Hn- Вещество А образует двухкомпонентные азеотропы (положительные или отрицательные) с теми гомологами, температуры кипения которых не слишком сильно отличаются от его температуры кипения. Обозначая крайние изомеры, образующие еще азеотропы с веществом А через Ие и Hft, а температуры кипения этих изомеров через tHe и tnk, можно сказать, что в пределах этих температур образуются двухкомпонентные азеотропы. Иными словами, с компонентом А образуют азеотропы гомологи с температурой кипения ниже ^нй.и выше tne.

Разница температур tnk и 1це обозначается символом 2д(Н) и носит название диапазона азеотропирующего фактора А относительно гомологического ряда Н. Графическое изображение этих понятий дано на рис. 38 и 39.

Как видно из диаграммы (рис. 39), изобара tA~tHe является касательной в точке tae к горизонтали, проведенной через эту точку. То же можно сказать об изобаре t\—tak касательной в точке ^д.

Тот факт, что изобары носят характер касательных, объясняется тем, что азеотропное понижение (или повышение) для соответствующих азеотропов очень мало и состав соответствующих «касательных» азео-тропов очень ненамного разнится от чистых веществ А или Не.

Под азеотропным понижением понимается разница между температурой конденсации нижекипящего вещества (входящего в состав положительного азеотропа) и температурой конденсации азеотропа. Азеотропное повышение относится к случаю отрицательных азеотропов и выражается разницей между температурой конденсации азеотропа и температурой конденсации вышекипящего компонента, входящего в состав отрицательного азеотропа.

Азеотропные смеси, характеризующиеся вышеописанным характером изобар, носят название касательных азеотропов. Очевидно, что приведенный случай является идеальным. Практически азео-тропы бывают касательными только тогда, когда азеотропное понижение составляет 0,1—0,2°; они содержат обычно 2—6% другого вещества (хотя иногда и значительно больше); каждый из таких азеотропов граничит с одной стороны с зеотропом, а с другой стороны—с азеотропом, образованным ближайшими гомологами с компонентом А. Эти последние системы носят название почти касательных зеотропа и азеотропа (рис. 40).

Понятие касательной азеотропии и почти касательной зеотропии и основанное на нем понятие диапазона азеотропного фактора введено

5—77 4

В. Свентославским1. В результате его работ стало возможным установит систематику азеотропов и создать научные основы разделения вещест с помощью, азеотропной перегонки2.

ПОЛИАЗЕОТРОПНЫЕ СИСТЕМЫ

В настоящее время лучше всего изучены положительные трехкомпс нентные системы.

Их можно легко представить в виде систем, содержащих два азео тропирующих фактора А и В и вещество H/s являющееся одним из чле нов гомологического ряда Н. Каждый из компонентов А и В имеет опре деленный диапазон ZA(H) И ZB(H). Если диапазон ZA(H) лежит цели ком внутри диапазона ZB(H), то фактор А носит название главного, , фактор В—побочного (рис. 41а,б).

Рис. 41. Зависимость температуры кипения смесн поли азеотроп ной системы от состава а—диапазон ?Д(Н) лежит внутри диапазона Zg(H); б—диапазон Zg(H) лежит внутри диапазона ^Д(Н) в—диапазон -Z.(H) частично перекрывается'диапазоном Z_(H).

Если диапазоны перекрываются частично (рис. 41,б), то в такой различии нет необходимости. На основании данных о диапазонах можно в общем случае предвидеть существование положительных тройных азеотропов. Если компоненты А и В образуют между собой положительный азеотроп, а с рядом гомологов Н—соответственно ряды азеотропов (А, Н,.) и (В,Н,), причем диапазон ZA(H) находится внутри диапазона ZB (Н), то трехкомпонентные азеотропы (А, В, Н) образуются в границах, определяемых диапазоном главного фактора. Это явление надо понимать таким образом, что в состав крайних трехкомпонентных азеотропов (А, В, Не) и (А, В, Hft) входят те же изомеры Нг и Hft, которые входят в состав крайних азеотропов, образованных компонентом А с рядом Н. В случае частично перекрывающихся диапазонов трехкомпонентные азеотропы образуются обычно в границах, определяемых общей частью обоих диапазонов (рис. 41,в). Очевидно, это следует понимать как приближенное правило, однако выполняющееся в подавляющем большинстве случаев.

ПРИМЕНЕНИЕ АЗЕОТРОПНОЙ ПЕРЕГОНКИ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Обезвоживание с помощью отгонки гетероазеотропа

Высококипящие органические вещества, практически нерастворимые в воде, часто все же содержат некоторые количества влаги. Ввиду высокой температуры кипения этих веществ гетероазеотропная смесь, обра$уемая ими с водой, содержит значительные количества последней. Поэтому достаточно отогнать несколько процентов вещества, чтобы удалить злагу полностью.

Этим способом можно обезвоживать такие вещества, как высоко-кипящие углеводороды, анилин, нитробензол и т. п. Если данное вещество практически нелетуче, но одновременно гигроскопично, его можно обезводить, действуя паром вещества, образующего гетероазеотроп : водой. Например, в случае легкоплавких веществ, нерастворимых з углеводородах, применяются пары углеводородов. Для этой же цели /потребляется четыреххлористый углерод, имеющий высокий удельный iec. Вещества, подлежащие обезвоживанию (главным образом соли), нерастворимые в СС14, суспендируются в нем, и от суспензии при непрерывном и энергичном перемешивании отгоняется азеотроп с водой. Без-зодное вещество остается в виде взвеси. В этом случае обезвоживаемое !ещество должно быть легче четыреххлористого углерода (или другого компонента).

Обезвоживание высококипящих веществ, образующих с водой гомоазеотропы

Если обезвоживаемое вещество образует с водой гомоазеотропы, ки-1ящие в пределах 95—100°, то легко подобрать низкокипящий компонент, образующий с водой гомоазеотроп или гетероазеотроп, но не обра-1ующий трехкомпонентного азеотропа вследствие своей низкой температуры кипения. Таким компонентом может служить бензол, четыреххло-зистый углерод, трихлорэтилен или хлороформ. Компонент подобрать тегко, если условно принять, что обезвоживаемое вещество является )дним из членов гомологического ряда, а вода и подбираемый компонент— 1зеотропирующими факторами. Затем определяют азеотропный диапазон юды и второго азеотропирующего фактора относительно гомологического эяда, в который входит обезвоживаемое вещество. Диапазоны определяют экспериментально или на основании литературных данных. Имея данные ) взаимном расположении обоих диапазонов, устанавливают, возможно т образование трехкомпонентного азеотропа.

Обезвоживание низкокипящих веществ, образующих с водой двухкомпоиентные

гомоазеотропы

• Если низкокипящее вещество образует с водой двухкомпонентный гомоазеотроп, то вообще невозможно подобрать такой азеотропирующий рактор, который образовал бы с водой двухкомпонентный гетероазеотроп. Обычно в таких случаях образуются трехкомпонентные гетеро- или гомоазеотропы. Но в этих азеотропах очень часто отношение количества воды к количеству обезвоживаемого вещества больше соответствую-дего отношения в двухкомпонентном азеотропе. Поэтому после отгонки определенного количества трехкомпонентного азеотропа можно получить эбрабатываемое вещество в обезвоженном виде.

Типичным примером такого случая является обезвоживание этилового спирта с помощью бензола. В двухкомпонентном азеотропе этанол-вода отношение воды к этанолу равно 1 : 19, а втрехкрмпонентном азеотропе этанол—вода—бензол это отношение составляет 1 : 2,5.

Такой способ обезвоживания спирта часто применяется в лабораторной практике. В колбу со спиртом (обычно 96%-ным ректификатом) добавляют некоторое количество бензола и перегонку ведут на ректификационной колонке. Сначала отго

страница 16
< 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 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Скачать книгу "Препаративная органическая химия" (9.09Mb)


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

 

 

Реклама
коробка с рисунком пирожное купить в москве
тв тумба м 1000 400 3
курсы наращивание ногтей в юзао
садовая скамейка купить

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
(03.12.2016)