分馏

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分榏是将混合物分离成其组成部分或分数。通过将化合物加热到混合物的一个或多个部分将蒸发的温度来分离化合物。它使用蒸馏来分馏。通常,在一个大气压下,组成部分的沸点彼此相差不到25°C(45°F)。如果沸点差异大于25°C,则通常使用简单蒸馏。它用于提炼原油。 实验室中的分馏使用普通的实验室玻璃器皿和仪器,通常包括本生灯、圆底烧瓶和冷凝器,以及单一用途的分馏柱。 例如,考虑蒸馏水和乙醇的混合物。乙醇在7...

分馏

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分榏是将混合物分离成其组成部分或分数。 通过将化合物加热到混合物的一个或多个部分将蒸发温度来分离化合物。 它使用蒸馏分馏。 通常,在一个大气压下,组成部分的沸点彼此相差不到 25°C (45°F)。 如果沸点差异大于 25°C,则通常使用简单蒸馏。 它用于提炼原油。

实验室设置

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实验室中的分馏使用普通的实验室玻璃器皿和仪器,通常包括本生灯、圆底烧瓶和冷凝器,以及单一用途的分馏柱。

例如,考虑蒸馏水乙醇的混合物。 乙醇在 78.4 °C (173.1 °F) 沸腾,而水在 100 °C (212 °F) 沸腾。 因此,通过加热混合物,最易挥发的成分(乙醇)将在离开液体的蒸汽中更大程度地浓缩。 一些混合物形成共沸物,其中混合物在低于任何一种组分的温度下沸腾。 在这个例子中,96% 乙醇和 4% 水的混合物在 78.2 °C (172.8 °F) 沸腾; 该混合物比纯乙醇更易挥发。 因此,不能通过直接分馏乙醇-水混合物来完全纯化乙醇。

如图所示组装设备。 (该图表示与连续设备相对的间歇设备。)将混合物与一些防暴颗粒(如果使用磁力搅拌,则使用特氟龙涂层磁力搅拌棒)一起放入圆底烧瓶中,然后分馏 列安装在顶部。 分馏塔是在釜底设置热源的。 随着与蒸馏罐的距离增加,在柱中形成温度梯度; 它在顶部最凉爽,在底部最热。 当混合蒸汽沿温度梯度上升时,一些蒸汽沿温度梯度冷凝和汽化。 每次蒸汽冷凝和蒸发时,蒸汽中更易挥发的成分的组成都会增加。 这沿着柱的长度蒸馏蒸汽,最终,蒸汽仅由更易挥发的组分(或共沸物)组成。 蒸汽在塔内的玻璃平台(称为塔盘)上冷凝,然后向下流回到下面的液体中,使馏出液回流。 在加热量和分馏所需时间方面的效率可以通过在绝缘体(例如羊毛、铝箔或优选真空夹套)中绝缘柱的外部来提高。 最热的托盘在底部,最冷的在顶部。 在稳态条件下,每个塔盘上的蒸汽和液体处于平衡状态。 混合物中最易挥发的成分在塔顶以气体形式排出。 塔顶的蒸汽随后进入冷凝器,冷凝器将其冷却直至液化。 添加更多塔盘后分离更纯(受热、流量等的实际限制)。最初,冷凝物将接近共沸组合物,但当大部分乙醇被抽出后,冷凝物变为 水分逐渐丰富。 该过程一直持续到所有乙醇从混合物中沸腾。 这一点可以通过温度计上显示的温度急剧上升来识别。

上述解释反映了分馏的理论方式。 普通的实验室分馏柱是简单的玻璃管(通常带有真空夹套,有时内部镀银),填充有填料,通常是直径为 4 至 7 毫米(0.16 至 0.28 英寸)的小玻璃螺旋。 这样的塔可以通过已知混合物系统的蒸馏来校准以根据理论塔盘数来量化塔。 为了改进分馏,该设备被设置为通过使用某种回流分离器(回流线、gago、磁性摆动桶等)将冷凝物返回到塔中——典型的仔细分馏将采用大约 4 的回流比: 1(4 份返回冷凝水到 1 份冷凝水取出)。

分馏

在实验室蒸馏中,通常会发现种类型的冷凝器。 李比希冷凝器只是水套内的直管,是最简单(且相对最便宜)的冷凝器形式。 Graham 冷凝器是水套内的螺旋管,而 Allihn 冷凝器在内管上有一系列xxx小小的收缩,每个收缩都增加了蒸汽成分可以冷凝的表面积。

替代设置可以使用多出口蒸馏接收瓶(称为牛或猪)将三个或四个接收瓶连接到冷凝器。 通过转动牛或猪,可以将馏出物输送到任何选定的接收器中。

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  1. 分馏
  2. 实验室设置

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