химический каталог




Препаративная органическая химия

Автор Н.С.Вульфсон

узком интервале температур: около 1—2°; отдельные компоненты смесей гонятся последовательно, в зависимости от их температур кипения. Фракции при этом следует собирать в разные приемники.

а 4

о: /—трехгорлая колба; 2—приемник-реторта с тубусом; 3—термометр; 4—капилляр; 5—трубка; 6—баня, б: 1—колба Клайзена; 2—приемник; 3—термометр; 4—капилляр; 5—трубка.

После окончания перегонки гасят горелку, затем удаляют баню, чтобы перегонная колба могла быстро остыть. Потом закрывают кран манометра 10. Если доступ воздуха через капилляр регулировался зажимом, то последний следует полностью развинтить, чтобы находящийся в колбе остаток не затянуло в капилляр. Медленно открывая кран 11, осторожно впускают в систему воздух. Когда давление выравняется, отъединяют приемник с дистиллятом, затем частично разбирают прибор (перегонную колбу, холодильник, приемник), моют ее и приготовляют к следующей перегонке.

Перегоикэ высококипящих веществ под уменьшенным давлением

Иногда очистка твердых веществ от смолистых, окрашенных или нелетучих примесей путем кристаллизации требует применения дорогостоящих растворителей и больших затрат времени. Эту операцию подчас можно заменить перегонкой под уменьшенным давлением.

Твердые вещества с высокой температурой кипения можно легко перегнать под уменьшенным давлением в аппарате, изображенном на рис. 129,а, состоящем из трехгорлой колбы 1 емкостью 500—1000 мл, в которую и помещают перегоняемое вещество. В среднем, наиболее широком горле укрепляют приемник 2, которым служит обычная реторта с укороченным отводом, емкостью 150—200 мл. Одно боковое горло колбы закрывают пробкой с термометром 3, другое—резиновой пробкой е трубкой 4, заканчивающейся капилляром. Через тубус реторты вставляют изогнутую трубку 5, соединяющую прибор с вакуум-насосом. После проверки герметичности системы колбу нагревают на бане 6, погружая ее в масло выше уровня вещества в колбе. Верхнюю часть колбы закрывают слоем теплоизолирующего вещества, чтобы горло колбы не могло забиться застывшим веществом. Когда вещество расплавится, его продолжают нагревать до начала перегонки.

Прибор, изображенный на рис. 129,6 (наиболее часто употребляемый), состоит из колбы Клайзена 1 с широким боковым отводом, снабженной термометром 3 и капилляром 4, и приемника 2, в качестве которого служит круглодонная колба или реторта с широким и коротким горлом и ту-б усом. Через тубус реторты сквозь резиновую пробку пропущена изогнутая трубка 5, соединяющая прибор с насосом и манометром. Перегонную колбу нагревают большей частью непосредственно пламенем горелки. Нагревание следует начинать от верхней части горла колбы и лишь потом обогревать нижнюю часть колбы. Если дистиллят начинает затвердевать в боковом отводе колбы, этот отвод время от времени прогревают.

Фракционная перегонка Общие сведения

Смесь тем труднее разделить перегонкой, чем ближе друг к другу температуры кипения отдельных компонентов. При перегонке двухкомпонентной смеси, образующей истинный раствор, в начале получается дистиллят, обогащенный более летучим компонентом, в конце—дистиллят, обогащенный менее летучим компонентом. Если разница температур кипения компонентов незначительна, то для разделения такой смеси дистиллят следует разделять на несколько фракций и их в свою очередь фракционировать. Лучше, однако, применять для разделения таких смесей эффективную перегонную колонну.

В идеальном случае фракционирование дает ряд фракций, кипящих в очень узком интервале температур, причем дистиллят отчетливо делится на компоненты смеси. Во время перегонки одного компонента температура кипения держится постоянная, затем скачкообразно повышается вследствие появления в дистилляте другого компонента и опять держится на постоянном уровне, соответствующем температуре кипения этого компонента. Во время «скачка» температуры не должна перегоняться промежуточная фракция, т. е. смесь обоих компонентов. На практике, однако, даже при перегонке смесей, компоненты которых имеют значительно различающиеся между собой температуры кипения, получаются большие или меньшие количества промежуточных фракций. Количество этих фракций служит критерием для оценки эффективности фракционирования на различных колоннах. Колонна считается тем эффективней, чем меньше количество промежуточных фракций.

Каждая колонна имеет так называемую рабочую мощность, т. е. определенное количество паров и жидкости, проходящих противотоком через колонну, не вызывая ее «захлебывания». Последнее явление нарушает равновесие в системе жидкость—пар и тем самым делает невозможным нормальное фракционирование. Эффективность колонны определяется способностью одной секции колонны к фракционированию. Она выражается отношением разделяющего эффекта одной секции колонны к вычисленному числу теоретических тарелок, необходимому для разделения эталонной смеси.

Теоретическая тарелка определяет ту высоту секции перегонной колонны, на которой имеет место равновесие системы жидкость—пар, т. е. когда пары, поступающие на тарелку, имеют тот же состав, что и жидкость, стекающая с нее, а пары, уходящие с тарелки, находятся в равновесии с жидкостью, стекающей на эту тарелку. Число теоретических тарелок колонны нельзя определить по размерам колонны, но оно характерно для каждого данного типа колонн. Это число можно найти экспериментально с помощью эталонных смесей определенного состава, например бензол+дихлорэтан, гептан-f-метилциклогексан, четыреххлористый углерод+бензол, для которых состав жидкой и паровой фаз известен. Анализируя одновременно состав дистиллята и жидкости в перегонной колбе, например рефрактометрическим методом, можно при помощи соответствующих диаграмм или формул определить эффективность фракционной установки, т. е. число теоретических тарелок (см. стр. 30, 57).

Обыкновенная стеклянная трубка диаметром 20 мм и высотой около 1 м имеет эффективность едва лишь одной теоретической тарелки. Если же эту трубку заполнить соответствующей насадкой, ее эффективность может достигнуть даже нескольких десятков теоретических тарелок.

Эффективность перегонных колонн зависит от величины поверхности соприкосновения жидкости с паром, степени дефлегмации и скорости перегонки.

Величина поверхности соприкосновения жидкости с паром зависит от объема колонны и от характера насадки. Насадка препятствует прямолинейному движению пара и жидкости. Лабораторные колонны в зависимости от устройства можно разделить на три типа:

1) колонны, наполненные одновитковыми спиралями Фенске, кольцами Рашига, кольцами Лессинга с перегородкой, линзами Стедмана и т. п.;

2) колонны со стеклянной или металлической спиралью, типа Вид-мера, Дафтона, Лекки-Юэлла, Подбельняка;

3) тарелочные колонны, имеющие колпачки, чехольчики и тарелки; колонны типа Брууна, Юнга, Томаса.

Степень дефлегмации (орошения)—это отношение количества возвращающейся жидкости к количеству жидкости, отгоняемой в единицу времени. Степень разгонки данной смеси зависит от степени дефлегмации, которая не должна быть меньше 5. Фракционирование смесей, у которых температуры кипения компонентов мало отличаются друг от друга, требует высокой степени дефлегмации, доходящей до величины 50—100. Чем более полное разделение смеси должно быть достигнуто, тем больше должна быть степень дефлегмации.

Скорость перегонки выражается в миллилитрах в единицу времени. Каждая колонна имеет некоторую оптимальную скорость перегонки, при которой она работает наиболее эффективно. Незначительное отклонение (в сторону увеличения или уменьшения) скорости перегонки от оптимальной вызывает у некоторых типов колонн (например, с насадкой из одновитковых спиралей) резкое падение эффективности. Слишком большая скорость приводит к «захлебыванию» колонны жидкостью. Для колонны с диаметром 20 мм и длиной 1—2 м, наполненной одновитковыми спиралями диаметром 4 мм, сделанными из алюминиевой проволоки толщиной 0,5 мм, оптимальная скорость перегонки составляет около 150 мл/час.

Орошение колонны. Часть дистиллята расходуется на орошение внутреннего пространства колонны. Это—неиспользуемая часть продукта, не собираемая в виде дистиллята. В зависимости от типа колонны и от характера насадки это количество жидкости может быть различно. Для перегонки следует брать по меньшей мере двадцатикратное количество жидкости против количества, орошающего колонну. Жидкость, орошающая колонну, по окончании перегонки стекает в перегонную колбу. Следовательно, если предстоит перегнать малое количество жидкости, следует взять для работы маленькую колонну и маленькую перегонную колбу. Количество орошающей жидкости возрастает в зависимости от наполнения

кольца > спирали > седла

Теплоизоляция, обеспечивающая адиабатическую перегонку

Равновесие жидкость—пар во время перегонки устанавливается на основании закона Рауля и правила Траутона. Это равновесие не должно нарушаться поступлением теплоты извне или утечкой ее в окружающую среду. Тепловые потери приводят к нарушению состояния равновесия; создается горизонтальный градиент температуры в направлении от середины колонны к ее стенкам, вследствие этого пар конденсируется вдоль стенок колонны, создается горизонтальный градиент состава жидкости и более летучий компонент конденсируется не в колонне, а в конденсаторе перегонной головки. При правильном же ходе перегонки в колонне должен наблюдаться только вертикальный градиент температуры и градиент состава жидкости должен быть тоже только вертикальным. Перегрев колонны приводит к одновременной перегонке более труднолетучего компонента.

Во избежание тепловых потерь и связанных с ними нарушений режима работы колонна должна иметь хорошую теплоизоляцию. В зависимости от температуры кипения жидкости применяют различные виды изоляции. При перегонке легколетучих жидкостей с температурой кипения около 50° достаточно воздушной рубашки, т. е. стеклянной трубки, с диаметром большим, чем у колонны, надетой на нее при помощи пробковых колец. Такую рубашку может заменить слой асбестового шнура толщиной 2—3 см. При перегонке веществ с температурой кипения о

страница 31
< 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
uap ac pro 5
заказать борцовки асикс
банкетки металлические
наклейки на автомобиль из мультов

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
(24.10.2017)