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蒸餾能分離分子和離子

發布時間:2021-02-20 03:11:02

『壹』 為什麼蒸餾法和離子交換法能去除水中的無機雜質

天然水中含有氯化鈉、氯化鎂、硫酸鎂、氯化鈣等無機鹽雜質,蒸餾法可以將水蒸發冷卻後形成所謂的蒸餾水,水從液相轉換為氣相的過程中,無機鹽雜質被沉澱去除。離子交換法去除水中無機鹽雜質原理為:
應用離子交換樹脂進行水處理時,離子交換樹脂可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號電荷的離子相互交換而達到凈化水的目的。
如H型陽離子交換樹脂遇到含有Ca2+、Na+的水時,發生如下反應:
2RH + Ca2+→ R2Ca + 2H+
RH + Na+ → RNa + H+
當OH型陰離子交換樹脂遇到含有Cl-、SO42-的水時,其反應為:
ROH + Cl- →RCl + OH-
2ROH + SO42- →R2SO4 +2OH-
反應的結果是水中的雜質離子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分別被吸著在樹脂上,樹脂由H型和OH型變為Ca型、Na型和Cl型SO4型,而樹脂上的H+、OH-則進入水中,相互結合成為水,從而除去水中的雜質離子,製得純水
H+ + OH- →H2O
離子交換樹脂的離子與水中的離子之間所以能進行交換,是在於離子交換樹脂有可交換的活動離子。而且因為離子交換樹脂是多孔的,即在樹脂顆粒中存在著許多水能滲入其內的微小網孔,這樣使樹脂和水有很大的接觸面,不僅能在樹脂顆粒的外表面進行交換,而且在與水接觸的網孔內也可以進行這一交換。
如前所述,合成的離子交換樹脂是一種帶有交聯劑的高分子化合物,有許多水能滲入的網孔,交換劑的內部是一個立體的網狀結構作為骨架,這些網組成了無數的四通八達的孔隙,孔隙裡面充滿了水。在孔隙的一定部位上有一個可以自由活動的交換離子。當離子交換樹脂和水溶液接觸時,水溶液即通過這些網狀結構的孔滲入其內,離子交換樹脂進行離解,結果是一定數量的離子(H型離子交換樹脂為氫離子,OH型離子交換樹脂為氫氧根離子)進入圍繞離子交換樹脂顆粒四周的水溶液中,形成離子霧。
離子交換樹脂與水溶液中離子的交換過程,實際上就是離子霧中的離子與水溶液中的離子的相互交換過程,其機理可以用雙電層理論進行解釋。
這種理論是將離子交換樹脂看作具有膠體型結構的物質,即在離子交換樹脂的高分子表面上有和膠體表面相似的雙電層。也就是說,在離子交換樹脂的高分子表面有兩層離子,緊挨著高分子表面的一層離子(如強酸性陽樹脂中的—SO3-),稱為內層離子,在其外面的是一層符號相反的離子層(如強酸性陽樹脂中的H+)。和內層離子符號相同的離子稱為同離子,符號相反的稱為反離子。

『貳』 在蒸餾分離,離子交換分離和沉澱分離過程中,涉及的最主要的分子間相互作用是什麼

蒸餾分離 涉及 是范德華力 ,離子交換 涉及的是化學鍵,沉澱分離 的原理不涉及化學作用,利用的是溶解度的不同,涉及的相互作用也是物理作用

『叄』 分子蒸餾的應用

1、單甘酯的生產
分子蒸餾技術廣泛應用於食品工業,主要用於混合油脂的分離。可得到w(單脂肪酸甘油酯)>90%的高純度產品。從蒸餾液面上將單甘酯分子蒸發出來後立即進行冷卻,實現分離。利用分子蒸餾可將未反應的甘油、單甘酯依次分離出來。單甘酯即甘油一酸酯,它是重要的食品乳化劑。單甘酯的用量目前占食品乳化劑用量的三分之二。在商品中它可起到乳化、起酥、蓬鬆、保鮮等作用,可作為餅干、麵包、糕點、糖果等專用食品添加劑。單甘酯可採用脂肪酸與甘油的酯化反應和油脂與甘油的醇解反應兩種工藝製取,其原料為各種油脂、脂肪酸和甘油。採用酯化反應或醇解反應合成的單甘酯,通常都含有一定數量的雙甘酯和三甘酯,通常w(單甘酯)=40%~50%,採用分子蒸餾技術可以得到w(單甘酯)>90%的高純度產品。此法是目前工業上高純度單甘酯生產方法中最常用和最有效的方法,所得到的單甘酯達到食品級要求。分子蒸餾單甘酯產品以質取勝,逐漸代替了純度低、色澤深的普通單甘酯,市場前景樂觀,開發分子蒸餾單甘酯可為企業帶來豐厚的利潤。
2、魚油的精製
從動物中提取天然產物,也廣泛採取分子蒸餾技術,如精製魚油等[8]。魚油中富含全順式高度不飽和脂肪酸二十碳五烯酸(簡稱EPA)和二十二碳六烯酸(簡稱DHA),此成分具有很好的生理活性,不僅具有降血脂、降血壓、抑制血小板凝集、降低血液黏度等作用,而且還具有抗炎、抗癌、提高免疫能力等作用,被認為是很有潛力的天然葯物和功能食品。EPA、DHA主要從海產魚油中提取,傳統分離方法是採用尿素包合沉澱法[9]和冷凍法[10]。運用尿素包合沉澱法可以有效地脫除產品中飽和的及低不飽和的脂肪酸組分,提高產品中DHA和EPA的含量,但由於很難將其他高不飽和脂肪酸與DHA和EPA分離,只能使w(DHA+EPA)<80%。而且產品色澤重,腥味大,過氧化值高,還需進一步脫色除臭後才能製成產品,回收率僅為16%;由於物料中的雜質脂肪酸的平均自由程同EPA、DHA乙酯相近,分子蒸餾法盡管只能使w(EPA+DHA)=72 5%,但回收率可達到70%,產品的色澤好、氣味純正、過氧化值低,而且可以將混合物分割成DHA與EPA不同含量比例的產品。因此分子蒸餾法不失為分離純化EPA、DHA一種有效方法。
3、油脂脫酸
在油脂的生產過程中,由於從油料中提取的毛油中含有一定量的游離脂肪酸,從而影響油脂的色澤和風味以及保質期。傳統工業生產中化學鹼煉或物理蒸餾的脫酸方法有一定的局限性。由於油品酸值高,化學鹼煉工藝中添加的鹼量大,鹼在與游離脂肪酸的中和過程中,也皂化了大量中性油使得精煉得率偏低;物理精煉用水蒸氣氣提脫酸,油脂需要在較長時間的高溫下處理,影響油脂的品質,一些有效成分會隨水蒸氣溢出,從而會降低保健營養價值。
馬傳國等在對高酸值花椒籽油脫酸的研究中,利用分子蒸餾對不同酸值的花椒籽油進行脫酸,能獲得比較高的輕(脂肪酸)、重(油脂)餾分得率,這是目前化學鹼煉或物理蒸餾等工藝所不能達到的。對酸值為28mgKOH/g和41 2mgKOH/g的高酸值油脂用分子蒸餾法脫酸後,油脂的酸值分別下降到2 6mgKOH/g和3 8mgKOH/g,油脂的得率分別為86%和80 9%,中性油脂基本沒有損失。所以利用分子蒸餾技術對高酸值油脂脫酸具有良好的效果,具有廣闊的應用前景。
4、高碳醇的精製
高碳脂肪醇是指二十碳以上的直鏈飽和醇,具有多種生理活性。目前最受關注的是二十八烷醇和三十烷醇,它們具有抗疲勞、降血脂、護肝、美容等功效,可做營養保健劑的添加劑,某些國家也作為降血脂葯物,發展前景看好。
精製高碳醇,其工藝十分復雜,需要經過醇相皂化,多種及多次溶劑浸提,然後用多次柱層析分離,最後還要採用溶劑結晶才能得到一定純度的產品。日本採用蠟脂皂化、溶劑提取、真空分餾的方法得到w(高碳醇)=10%~30%的產品。而劉元法等對米糠蠟中二十八烷醇精製研究中得出,經多級分子蒸餾後,可得到w(高碳醇)=80%的產品。張相年等利用富含二十八烷醇的長鏈脂肪酸高碳醇酯,還原得到二十八烷醇。即以蟲蠟為原料,在乙醚中加氫化鋁鋰(AlLiH4),在70~80℃還原2 5h得到高碳醇混合物,經分子蒸餾純化,高碳醇純度達到w(高碳醇)=96%,其中w(二十八烷醇)=16 7%。利用分子蒸餾技術精製高碳醇,工藝簡單,操作安全可靠,產品質量高。 (二)在精細化工中的應用
分子蒸餾技術在精細化工行業中可用於碳氫化合物、原油及類似物的分離;表面活性劑的提純及化工中間體的制備;羊毛脂及其衍生物的脫臭、脫色;塑料增塑劑、穩定劑的精製以及硅油、石蠟油、高級潤滑油的精製等。在天然產物的分離上,許多芳香油的精製提純,都應用分子蒸餾而獲得高品質精油。
1、芳香油的提純
隨著日用化工、輕工、制葯等行業和對外貿易的迅速發展,對天然精油的需求量不斷增加。精油來自芳香植物,從芳香植物中提取精油的方法有:水蒸氣蒸餾法、浸提法、壓榨法和吸附法。精油的主要成分大都是醛、酮、醇類。且大部分都是萜類,這些化合物沸點高,屬熱敏性物質,受熱時很不穩定。因此,在傳統的蒸餾過程中,因長時間受熱會使分子結構發生改變而使油的品質下降。
陸韓濤等用分子蒸餾的方法對山蒼子油、姜樟油、廣藿香油等幾種芳香油進行了提純,結果見表3。結果表明,分子蒸餾技術是提純精油的一種有效的方法,可將芳香油中的某一主要成分進行濃縮,並除去異臭和帶色雜質,提高其純度。由於此過程是在高真空和較低溫度下進行,物料受熱時間極短,因此保證了精油的質量,尤其是對高沸點和熱敏性成分的芳香油,更顯示了其優越性。
此外,利用分子蒸餾技術分離毛葉木姜子果油中的檸檬醛可得到w(檸檬醛)=95%,產率53%的產品;對乾薑的有效成分的分離中,通過調節不同的蒸餾溫度和真空度可得到不同的有效成分種類及其相對含量,調節適宜的蒸餾溫度和真空度可獲得相對含量較高的有效成分。
2、高聚物中間體的純化
在由單體合成聚合物的過程中,總會殘留過量的單體物質,並產生一些不需要的小分子聚合體,這些雜質嚴重影響產品的質量。傳統清除單體物質及小分子聚合體的方法是採用真空蒸餾,這種方法操作溫度較高。由於高聚物一般都是熱敏性物質,因此溫度一高,高聚物就容易歧化、縮合或分解。例如,對聚醯胺樹脂中的二聚體進行純化,採用常規蒸餾方法只能使w(二聚體聚醯胺樹脂)=75%~87%,採用分子蒸餾技術則可以使w(二聚體聚醯胺樹脂)=90%~95%。在對酚醛樹脂和聚氨酯的純化中,採用分子蒸餾的方法可以使酚醛樹脂中的單體酚含量脫除到w(單體酚)<0 .01%,使w(二異氰酸酯單體)<0 .1%。分子蒸餾技術能極好地保護高聚物產品的品質,提高產品純度,簡化工藝,降低成本。
3、羊毛脂的提取
羊毛脂及其衍生物廣泛應用於化妝品。羊毛脂成分復雜,主要含酯、游離醇、游離酸和烴。這些組分相對分子質量較大,沸點高,具熱敏性。用分子蒸餾技術將各組分進行分離,對不同成分進行物理和化學方法改性,可得到聚氧乙烯羊毛脂、乙醯羊毛脂、羊毛酸、異丙酯及羊毛聚氧乙烯脂等性能優良的羊毛脂系列產品。 利用分子蒸餾技術,在醫葯工業中可提取天然維生素A、維生素E;製取氨基酸及葡萄糖的衍生物;以及胡蘿卜和類胡蘿卜素等。現以維生素E為例:天然維生素E在自然界中廣泛存在於植物油種子中,特別是大豆、玉米胚芽、棉籽、菜籽、葵花籽、米胚芽中含有大量的維生素E。由於維生素E是脂溶性維生素,因此在油料取油過程中它隨油一起被提取出來。脫臭是油脂精練過程中的一道重要工序,餾出物是脫臭工序的副產品,主要成分是游離脂肪酸和甘油以及由它們的氧化產物分解得到的揮發性醛、酮碳氫類化合物,維生素E等。從脫臭餾出物中提取維生素E,就是要將餾出物中非維生素E成分分離出去,以提高餾出物中維生素E的含量。曹國峰等將脫臭餾出物先進行甲脂化,經冷凍、過濾後分離出甾醇,經減壓真空蒸餾後再在220~240℃、壓力為10-3~10-1Pa的高真空條件下進行分子蒸餾,可得到w(天然維生素E)=50%~70%的產品。採取色譜法、離子交換、溶劑萃取等可對其進一步精製。此外,在分子生物學領域中,可以將分子蒸餾技術作為生物研究的一種前處理技術,以保存原有組織的生物活性和制備生物樣品等。
綜上所述,分子蒸餾技術作為一種特殊的新型分離技術,主要應用於高沸點、熱敏性物料的提純分離。實踐證明,此技術不但科技含量高,而且應用范圍廣,是一項工業化應用前景十分廣闊的高新技術。它在天然葯物活性成分及單體提取和純化過程的應用還剛剛開始,尚有很多問題需要進一步探索和研究。

『肆』 在蒸餾中怎麼把純凈水從溶解的離子固體中分離出來

鐵是重金屬離子,在蒸餾水裡面及時你把水蒸干,也不會又鐵離子以氣態的形式蒸發出來,因為鐵離子貌似不會形成具有揮發性的物質

『伍』 蒸餾自來水以分離H2O和Cl-(氯離子)時,真的有效果嗎

如果溶液本身不是酸性,就不會揮發出HCl,對此你可以加入少量氫氧化鈉,也可以測量蒸餾水的pH以判斷,自來水有微酸性,但是HCl往往以前餾分形式蒸出,應該不會有太大影響。

『陸』 溶液可以用蒸餾的方法分離嗎

溶液可以來用蒸餾的方法分離
溶液源是溶質溶解在溶劑中形成的均一、穩定的混合物,溶質是以分子或離子的形式與溶劑的分子均勻混合在一起。過濾是分離固體與液體的操作,因為用過濾法不能分離溶質惡化溶劑。蒸發可以將溶劑蒸發除去,得到溶質,實現溶質與溶劑的分離。蒸餾是利用液體混合物的沸點不同,進行分離。溶劑一般是水,水的沸點比大多數固體溶質的沸點低,蒸餾可以實現分離。如果是兩種液體相互溶解,這兩種液體的沸點不同,也可以用蒸餾法分離。結晶是溶質從溶劑中析出的過程,將晶體過濾,即可實現質與溶劑的分離。

『柒』 共沸物能用分子蒸餾分離嗎

共沸物,所指的是當兩種或多種不同成分的均相溶液,以一個特定的比例混合時版,在權固定的壓力下,僅具有一個沸點,此時這個混合物即稱做共沸物。
在共沸物達到其共沸點時,由於其沸騰所產生的氣體部份之成分比例與液體部份完全相同,因此無法以蒸餾方法將溶液成份進行分離。也就是說,共沸物的兩個組成物,無法用單純的蒸餾或分餾的方式分離。
有些混合物的共沸溫度最低,因為總蒸氣壓最大,沸騰最易。例如乙醇的沸點是78.3℃,水的沸點是100℃,它們的混合物在78.13℃就沸騰。
有些混合物的共沸溫度最高,因為總蒸氣壓最小,沸騰最難。例如純硝酸的沸點是86℃,水的沸點是100℃,它們的混合物在120.5℃才沸騰。

『捌』 物質分離怎麼判斷用哪種方法

(1)物理方法方法適用范圍操作注意事項過濾溶劑里混有不溶於溶劑的雜質注意過濾操作中的「一貼、二低、三靠」 蒸發/結晶蒸發易溶固體與液體分開/溶解度差別大的溶質分開①加熱蒸發皿使溶液蒸發時,要用玻璃棒不斷攪動溶液,防止局部溫度過高,造成液滴飛濺;②當蒸發皿中出現較多的固體時,即停止加熱 蒸餾分離沸點不同的液體混合物①蒸餾燒瓶中所盛放液體不能超過其容積的2/3,也不能少於l/3;②溫度計水銀球的位置應與支管口位於同一水平線上;③冷凝管中的冷卻水從下口進,上口出;④在蒸餾燒瓶中放少量碎瓷片,防止液體暴沸 萃取與分液分離在不同溶劑中溶解度不同的混合物①萃取劑要與原溶劑互不相溶,溶質在萃取劑中的溶解度要遠大於原溶劑中的;②分液時,下層液體從分液漏斗的下口放出,上層液體從上口中倒出升華能升華物質與不能升華物質的分離注意要有冷卻裝置,如用燒瓶盛裝冷水作為冷凝器滲析膠體跟混在其中的分子、離子的分離半透膜不能破損;要不斷更換燒杯中的蒸餾水,最好用流動的水 鹽析某些有機物在某些無機鹽溶液中因溶解度降低而析出注意選擇合適的無機鹽,如某些無機鹽可以使蛋白質變性,所以提純蛋白質不能選用此類無機鹽洗氣易溶氣體與難溶氣體分開防止倒吸;氣體要「長進短出」(2).化學方法方法操作舉例滴液沉澱法如Na2SO4溶液里混有少量的MgSO4雜質。可先加入過量的NaOH溶液,然後過濾除去Mg(OH)2,再加入適量硫酸,調節pH為中性加酸產氣法如NaCl溶液中混有少量Na2CO3。可加入適量的稀鹽酸,將CO32-轉化為CO2氣體而除去氧化還原法如在 FeCl3溶液里含有少量 FeCl2雜質。可通入適量的Cl2將FeCl2氧化為FeCl3加熱分解法如在Na2CO3固體中含有少量NaHCO3雜質。可用加熱分解法除去雜質氣體轉換法如在NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3雜質。可向溶液里通入足量CO2,使Na2CO3轉化為NaHCO3加鹼溶解法如Fe2O3里混有少量Al2O3雜質。可往混合物中加入足量的NaOH溶液,使其中的Al2O3轉化為可溶性NaAlO2,然後過濾,洗滌難溶物,即為純凈的Fe2O3氣體洗滌法如H2中含有HCl雜質。可將混合氣體通過濃鹼液出去HCl。CO2中含有HCl雜質,可將混合氣體通過飽和NaHCO3溶液離子交換法如用磺化煤做陽離子交換劑。與硬水裡的Ca2+、Mg2+進行交換,而使硬水軟

『玖』 蒸餾適用於固體和液體嗎

①不溶性固體和液體的分離用過濾,故①正確; ②互溶性且沸點相差較大的液體的分專離用蒸餾,故②正屬確; ③不溶性液體的分離用分液,故③正確; ④對於一般的化學方法分離十分困難的分子或離子混合溶液的分離用紙上層析,故④正確; 故選D.

『拾』 分子蒸餾器一般能分離沸點差多少的物質

對此了解的不多
常規蒸餾是根據組分沸點的差異進行分離
分子蒸餾是依靠不同物質的分子在運動時的平均自由程的不同來實現組分分離的一種特殊液液分離技術。混合液中輕組分分子的平均自由程較大,而重組分分子的平均自由程較小。
所以沸點差多少能分離不好說,沸點和分子平均自由程是兩個概念。

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