|
|
|
Главная --> Справочник терминов Низкокипящих жидкостей Для расчета равновесных концентраций задаются несколькими значениями температур в интервале кипения НКК и ВКК. При температуре кипения НКК имеем чистый низкокипящий компонент (х=1, у=1), при температуре кипения ВКК имеем чистый высококипящий компонент, содержание НКК равно нулю (* = 0, z/ = 0). Эти крайние точки и ограничивают диаграмму х — у. Особенно резко при смешивании спирта с водой отклоняется от нормы (аномалия) упругость пара над водно-спиртовым раствором и температура кипения. Жидкости, смешивающиеся в любых соотношениях и химически не реагирующие одна с другой, к которым относятся этиловый спирт и вода, должны, как это следует из закона Рауля, иметь упругость пара, находящуюся в пределах упру-гости пара чистых компонентов при данной температуре, пропорциональную молярному содержанию этих компонентов в смеси. Однако водно-спиртовой раствор при любой температуре имеет упругость пара большую, чем по расчету в соответствии с упомянутым законом. При концентрации же спирта в растворе 95,57% мае. упругость пара над раствором больше упругости пара над чистым спиртом при той же температуре, а кипит такой раствор при более низкой температуре, чем даже низкокипящий компонент — этиловый спирт. Для проведения кинетического эксперимента исходную смесь реагентов помещают в реакционный сосуд 2, присоединяют к манометрическому прибору 3 и закрывают кран 9. Затем реакционный сосуд замораживают в чашке с жидким азотом или со смесью ацетона с сухим льдом и пакуумируют прибор через трубку 8 и кран 9. После размораживания прибор помещают в термостатируемый с помощью нагревательного элемента 12, терморегулятора 14 и контактного термометра 7 стакан, включают магнитную мешалку 13 и начинают отсчет давления п показывающем колене манометра 5 по времени (Pi). Парциальное давление исходного пизкокипящего реагента (Р) в области соблюдения закона Генри пропорционально его концентрации в реакционной массе и равно разности текущего и конечного давления Pt—P^. Если низкокипящий компонент является продуктом 'реакции, его парциальное давление пропорционально разности текущего и начального давления Ft—PH. середины. Низкокипящий компонент отбирают в виде дистиллата из головки Перегонка является важнейшим методом разделения жидких веществ в реакционной смеси. Если жидкая смесь состоит из веществ с различной температурой кипения (/,, t2, t3, ...), то проводится нагревание жидкости до температуры, при которой отгоняется низкокипящий компонент (t{). Конденсация его паров осуществляется в приемнике (холодильнике). Вследствие взаимодействия компонентов жидкой смеси температура, при которой происходит кипение и удаление паров компонента t\, не совпадает с его температурой кипения /ь а может быть либо выше, либо ниже этой температуры в зависимости от силы межмолекулярного взаимодействия. Часто случается, когда вслед за отгонкой одного чистого компонента при определенном соотношении компонентов смеси начинает перегоняться бинарная (а иногда и тройная смесь) смесь жидкостей. Такая смесь называется азеотропной смесью (двойной или тройной). Так, например, из смеси ацетонитрила с водой азеотропная смесь состава 84% СНзСЫ и 16% НаО отгоняется при 77°, т. е. ниже <„„, обоих компонентов (81,6 и 100 °С соответственно). Перегонка происходит при атмосферном давлении. В зависимости от устойчивости вещества, его температуры кипения и других условий нередко проводится перегонка под уменьшенным давлением (в вакууме). Такая перегонка применяется тогда , когда отгоняемое вещество при атмосферном давлении разлагается вследствие превышения его температуры кипения над температурой разложения (/,„„, > ^азл) или же когда температура кипения вещества высока. Как видно на кривой (рис. 63), паровая фаза при любой температуре кипения содержит большее количество низкокипящего компонента, чем жидкая фаза; при этом каждой температуре кипения соответствуют строго определенные составы жидкости и пара. Таким образом, пар, образующийся из кипящей бинарной смеси, всегда содержит оба компонента, но обогащен более летучим из них. При полной конденсации такого пара получается жидкость с тем же составом, что и пар. При вторичной перегонке этой жидкости вначале образуется пар, еще более обогащенный легкокипящим компонентом. Следовательно, в результате многократного повторения условий фазового равновесия (перегонки) для каждой первой фракции можно в конечном счете получить в первой фракции от последней перегонки низкокипящий А—высококипящий компонент; в—низкокипящий компонент. Для непрерывной ректификации смесь, подлежащую разделению, вводят сбоку в центральную часть колонки. В таких колонках верхняя часть называется укрепляющей, а нижняя—исчерпывающей. В результате работы колонки в сосуде, соединенном с нижней частью колонки, собирается жидкость, обогащенная высококипящим компонентом, а в дестиллат переходит низкокипящий компонент. Место введения смеси должно находиться на границе между укрепляющей и исчерпывающей частями колонки, т. е. в том ее сечении, где флегма имеет тот же состав, что исходная смесь. Определение эффективности таких колонок, а также границы между укрепляющей и исчерпывающей частями для ректифицируемой смеси данного состава, осуществляется аналогично тому, как и для колонок периодического действия. Сборник 1 в данной схеме является «холодным» кубом. Исходная смесь из него с помощью насоса непрерывно циркулирует через испаритель, где отделяется низкокипящий компонент. Неиспарившаяся часть жидкости через холодильник возвращается в «холодный» куб. В данном процессе полное отделение перегоняемого компонента за один проход необязательно. По частичная конденсация паров и частичное испарение жидкости. При этом из паров конденсируется преимущественно высококипя-4 щий компонент, а из жидкости испаряется преимущественно низкокипящий. Таким образом, стекающая жидкость обогащается высококипящим компонентом, а поднимающиеся пары — низкокипящим, в результате чего выходящие из аппарата пары представляют собой почти чистый низкокипящий компонент. Эти пары конденсируются. Часть конденсата возвращается на орошение обратно в колонку в виде флегмы, другая часть отводится п качестве дистиллята. Сборник 1 в данной схеме является «холодным» кубом. Исходная смесь из него с помощью насоса непрерывно циркулирует через испаритель, где отделяется низкокипящий компонент. Неиспарившаяся часть жидкости через холодильник возвращается в «холодный» куб. В данном процессе полное отделение перегоняемого компонента за один проход необязательно. По Вместе с тем теплоты парообразования различных жидкостей тем меньше, чем ниже их температуры кипения. Поэтому небольшой теплоподвод вызывает испарение значительного количества жидкого водорода, являющегося одной из наиболее низкокипящих жидкостей. Вследствие малой теплоты парообразования объем жидкого водорода уменьшается в 7,7 раза быстрее, чем объем жидкого кислорода, при одинаковом подводе Холодильники служат для охлаждения и конденсации паров, образующихся при кипении органических жидко: стей. Самый простой холодильник, воздушный, представляет собой длинную стеклянную трубку. Такие холодильники применяются при перегонке высркокипящих жидкостей. При перегонке низкокипящих жидкостей используют холодильник Либиха — такую же стеклянную трубку, но впаянную в другую, более широкую, на некотором расстоянии друг от друга. Верхняя часть холодильника («рубашка») имеет два отростка, на которые надевают резиновые трубки. Одну из них присоединяют к водопроводному крану, а другую отводят в 'раковину (охлаждающий агент — вода). Холодильник Либиха может быть нисходящим и обратным. Холодильники (рис. 5). При перегонке высококипящих жидкостей применяют воздушные холодильники, а при перегонке низкокипящих жидкостей — холодильники Либиха, В зависимоети от цели экспери- Другой принцип достижения очень низких температур и интенсивного охлаждения основан на испарении низкокипящих жидкостей за счет тепла окружающей среды. Так, при помощи жидкого воздуха или жидкого азота можно достичь охлаждения до —180° С. Работу с рефрактометром Аббе проводят так. Открывают блок призмы (см. рис. 98). На поверхность нижней призмы 8, не касаясь ее, наносят каплю жидкости пипеткой. Блок закрывают. Быстро наклоняют прибор так, чтобы жидкость не вытекала. Через боковой паз можно дополнительно внести каплю жидкости (его же используют для введения низкокипящих жидкостей). Регулируют положение зеркала 3 до получения хорошего освещения. Поворачивают главный установочный винт 6, пока часть поля зрения не станет темной. Тогда компенсатор 2 поворачивают до тех пор, пока темная граница не станет резкой. Затем поворачивают винт 6, добиваясь точного совпадения границы с перекрестьем нитей в окуляре. Замечают показание шкалы 4 в окуляре 5. Тщательно протирают обе призмы сухой ватой, потом ватой с ацетоном, ватой с эфиром и снова сухой ватой. Холодильники (рис. 53). При перегонке высококипящих жидкостей применяют воздушные холодильники (рис. 53,а), для перегонки низкокипящих жидкостей—холодильники Либиха (рис. 53,6). При нагревании летучих жидкостей применяют различные типы обратных холоди ль ни ков. Отгонка эфира. Из отфильтрованной эфирной вытяжки эфир отгоняют на водяной бане. При отгонке эфира, как и других низкокипящих жидкостей, лучгае всего применять аппарат, описанный при получении йодистого метила (рис. 10). Аппарат состоит из: 1) капельной воронки, 2) колбы для фракционировки, з) холодильника Либиха, 4) сосалки—в качестве приемника. Все части прибора плотно соединяются посредством пробок4). На боковую трубку сосалки-приемника одевают -несгибающуюся каучуковую трубку, которая отводит в сторону несгустившиеся пары эфира. Для охлаждения низкокипящих жидкостей весьма эффективным оказался •охлаждения основан на испарении низкокипящих жидкостей за счет тепла рения низкокипящих жидкостей, если ускорить испарение понижением дав- На принципе испарения низкокипящих жидкостей основаны также  Нитруемого соединения Нитрующая способность Низкокипящих жидкостей Нодонорные заместители Нагревание постепенно Нормальной бисульфитной Нормальное присоединение Нормального положения Нормально протекающей |
- |
Навигация