① 什麼是蒸餾法
蒸餾是分離、純化液態混合物的一種常用的方法,也可以測定液態化合物的沸點,因此對鑒定純液態化合物有一定的意義。
液體的分子由於分子運動有從表面溢出的傾向。這種傾向隨著溫度的升高而增大。如果把液體置於密閉的真空體系中,液體分子繼續不斷地溢出而在液面上部形成蒸氣,最後使得分子由液體逸出的速度與分子由蒸氣中回到液體的速度相等,蒸氣保持一定的壓力。此時液面上的蒸氣達到飽和,稱為飽和蒸氣,它對液面所施的壓力稱為飽和蒸氣壓。實驗證明,液體的飽和蒸氣壓只與溫度有關,即液體在一定溫度下具有一定的蒸氣壓。這是指液體與它的蒸氣平衡時的壓力,與體系中液體和蒸氣的絕對量無關。
將液體加熱,它的蒸氣壓就隨著溫度升高而增大,當液體的蒸氣壓增大到與外界施於液面的總壓力(通常是大氣壓力)相等時,就有大量氣泡從液體內部逸出,即液體沸騰,這時的溫度稱為液體的沸點。顯然沸點與所受外界壓力的大小有關。通常所說的沸點是在0.1MPa壓力下液體的沸騰溫度。例如水的沸點為100℃,即是指在0.1MPa壓力下,水在100℃時沸騰。在其它壓力下的沸點應註明壓力。例如在85.3KPa時水在95℃沸騰,這時水的沸點可以表示為95℃/85.3KPa。
將液體加熱至沸騰,使液體變為蒸氣,然後使蒸氣冷卻再凝結為液體,這兩個過程的聯合操作稱為蒸餾。很明顯,蒸餾可將易揮發和不易揮發的物質分離開來,也可將沸點不同的液體混合物分離開來。但液體混合物各組分的沸點必須相差很大(至少30℃以上)才能得到較好的分離效果。在常壓下進行蒸餾時,由於大氣壓往往不是恰好為0.1MPa,因而嚴格說來,應對觀察到的沸點加上校正值,但由於偏差一般都很小,即使大氣壓相差2.7KPa,這項校正值也不過±1℃左右,因此可以忽略不計。
將盛有液體的燒瓶放在石棉網上,下面用煤氣燈加熱,在液體底部和玻璃受熱的接觸面上就有蒸氣的氣泡形成。溶解在液體內的空氣或以薄膜形式吸附在瓶壁上的空氣有助於這種氣泡的形成,玻璃的粗糙面也起促進作用。這樣的小氣泡(稱為氣化中心)即可作為大的蒸氣氣泡的核心。在沸點時,液體釋放大量蒸氣至小氣泡中,待氣泡的總壓力增加到超過大氣壓,並足夠克服由於液柱所產生的壓力時,蒸氣的氣泡就上升逸出液面。因此,假如在液體中有許多小空氣或其它的氣化中心時,液體就可平穩地沸騰,如果液體中幾乎不存在空氣,瓶壁又非常潔凈光滑,形成氣泡就非常困難。這樣加熱時,液體的溫度可能上升到超過沸點很多而不沸騰,這種現象稱為「過熱」。一旦有一個氣泡形成,由於液體在此溫度時的蒸氣壓遠遠超過大氣壓和液柱壓力之和,因此上升的氣泡增大得非常快,甚至將液體沖溢出瓶外,這種不正常沸騰的現象稱為「暴沸」。因此在加熱前應加入助沸物以期引入氣化中心,保證沸騰平穩。助沸物一般是表面疏鬆多孔、吸附有空氣的物體,如碎瓷片、沸石等。另外也可用幾根一端封閉的毛細管以引入氣化中心(注意毛細管有足夠的長度,使其上端可擱在蒸餾瓶的頸部,開口的一端朝下)。在任何情況下,切忌將助沸物加至已受熱接近沸騰的液體中,否則常因突然放出大量蒸氣而將大量液體從蒸餾瓶口噴出造成危險。如果加熱前忘了加入助沸物,補加時必須先移去熱源,待加熱液體冷至沸點以下後方可加入。如果沸騰中途停止過,則在重新加熱前應加入新的助沸物。因為起初加入的助沸物在加熱時逐出了部分空氣,再冷卻時吸附了液體,因而可能已經失效。另外,如果採用浴液間接加熱,保持浴溫不要超過蒸餾液沸點20ºC,這種加熱方式不但可以大大減少瓶內蒸餾液中各部分之間的溫差,而且可使蒸氣的氣泡不單從燒瓶的底部上升,也可沿著液體的邊沿上升,因而可大大減少過熱的可能。
純粹的液體有機化合物在一定的壓力下具有一定的沸點,但是具有固定沸點的液體不一定都是純粹的化合物,因為某些有機化合物常和其它組分形成二元或三元共沸混和物,它們也有一定的沸點。不純物質的沸點則要取決於雜質的物理性質以及它和純物質間的相互作用。假如雜質是不揮發的,則溶液的沸點比純物質的沸點略有提高(但在蒸餾時,實際上測量的並不是不純溶液的沸點,而是逸出蒸氣與其冷凝平衡時的溫度,即是餾出液的沸點而不是瓶中蒸餾液的沸點)。若雜質是揮發性的,則蒸餾時液體的沸點會逐漸升高或者由於兩種或多種物質組成了共沸點混合物,在蒸餾過程中溫度可保持不變,停留在某一范圍內。因此,沸點的恆定,並不意味著它是純粹的化合物。
蒸餾沸點差別較大的混合液體時,沸點較低者先蒸出,沸點較高的隨後蒸出,不揮發的留在蒸餾器內,這樣,可達到分離和提純的目的。故蒸餾是分離和提純液態化合物常用的方法之一,是重要的基本操作,必須熟練掌握。但在蒸餾沸點比較接近的混合物時,各種物質的蒸氣將同時蒸出,只不過低沸點的多一些,故難於達到分離和提純的目的,只好藉助於分餾。純液態化合物在蒸餾過程中沸程范圍很小(0.5~1℃)。所以,蒸餾可以利用來測定沸點。用蒸餾法測定沸點的方法為常量法,此法樣品用量較大,要10 mL以上,若樣品不多時,應採用微量法。
蒸餾操作是化學實驗中常用的實驗技術,一般應用於下列幾方面:(1)分離液體混合物,僅對混合物中各成分的沸點有較大的差別時才能達到較有效的分離;(2)測定純化合物的沸點;(3)提純,通過蒸餾含有少量雜質的物質,提高其純度;(4)回收溶劑,或蒸出部分溶劑以濃縮溶液。
蒸餾裝置和安裝
常用的蒸餾裝置,用標准磨口儀器裝配,由圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計、冷凝管、接受管和接受瓶組成。當用普通玻璃儀器裝配蒸餾裝置時,通常使用帶支管的蒸餾燒瓶,各玻璃儀器間用膠塞連接。
安裝儀器之前,首先要根據蒸餾物的量,選擇大小合適的蒸餾瓶。蒸餾物液體的體積,一般不要超過蒸餾瓶容積的2/3,也不要少於1/3。蒸餾瓶中加幾粒沸石。儀器的安裝順序一般是先從熱源開始,先在架設儀器的鐵架台上放好煤氣燈(或其它熱源裝置),再根據煤氣燈火焰的高低依次安裝鐵圈(或三腳架)、石棉網(或水浴、油浴),然後安裝蒸餾瓶。注意瓶底距石棉網1~2 mm,不要觸及石棉網;用水浴或油浴時瓶底應距水浴(或油浴)鍋底1~2 cm。蒸餾瓶用鐵夾垂直夾好。安裝冷凝管時,應先調整它的位置使與已裝好的蒸餾瓶高度相適應並與蒸餾頭的側管同軸,然後松開固定冷凝管的鐵夾,使冷凝管沿此軸移動與蒸餾瓶連接。鐵夾不應夾得太緊或太松,以夾住後稍用力尚能轉動為宜。完好的鐵夾內通常墊以橡皮等軟性物質,以免夾破儀器。在冷凝管尾部通過接液管連接接受瓶。當用不帶支管的接液管時,接液管與接受瓶之間不可用塞子連接,以免造成封閉體系,使加熱蒸餾時體系壓力過大而發生爆炸。安裝溫度計時,要特別注意調整溫度計的位置,使溫度計水銀球的上限和蒸餾頭側管的下限在同一水平線上(圖2-6)。
蒸餾液體沸點在140℃以下時,用水冷凝管;沸點在140℃ 以上者,如用水冷凝管,在冷凝管接頭處容易爆裂,故應改用空氣冷凝管。蒸餾低沸點易燃或有毒液體時,可在尾接管的支接管接一根長橡皮管,通入水槽的下水管內或引入室外,並將接受瓶在冰水浴中冷卻。如果蒸餾出的產品易潮分解,可在尾接管的支管處接一個氯化鈣乾燥管,以防潮氣進入。使用水冷凝管時,冷凝水應從冷凝管的下口流入,上口流出,以保證冷凝管的套管內充滿水。水冷凝管的種類很多,常用的為直形冷凝管。
安裝儀器的順序一般都是自下而上,從左到右。要穩妥端正,無論從正面或側面觀察,全套儀器裝置的軸線都要在同一平面內。
2.蒸餾操作
加料:將待蒸餾液通過玻璃漏斗小心倒入蒸餾瓶中,要注意不使液體從支管流出。加入幾粒助沸物,安好溫度計。再一次檢查儀器的各部分連接是否緊密和妥善。
加熱:用水冷凝管時,先由冷凝管下口緩緩通入冷水,自上口流出引至水槽中,然後開始加熱。加熱時可以看見蒸餾瓶中的液體逐漸沸騰,蒸氣逐漸上升。溫度計的讀數也略有上升。當蒸氣的頂端到達溫度計水銀球部位時,溫度計讀數就急劇上升。這時應適當調小煤氣燈的火焰或降低加熱電爐或電熱套的電壓,使加熱速度略為減慢,蒸氣頂端停留在原處,使瓶頸上部和溫度計受熱,讓水銀球上液滴和蒸氣溫度達到平衡。然後再稍稍加大火焰,進行蒸餾。控制加熱溫度,調節蒸餾速度,通常以每秒1~2滴為宜。在整個蒸餾過程中,應使溫度計水銀球上常有被冷凝的液滴。此時的溫度即為液體與蒸氣平衡時的溫度,溫度計的讀數就是液體(餾出物)的沸點。蒸餾時加熱的火焰不能太大,否則會在蒸餾瓶的頸部造成過熱現象,使一部分液體的蒸氣直接受到火焰的熱量,這樣由溫度計讀得的沸點就會偏高;另一方面,蒸餾也不能進行得太慢,否則由於溫度計的水銀球不能被餾出液蒸氣充分浸潤使溫度計上所讀得的沸點偏低或不規范。
觀察沸點及收集餾液:進行蒸餾前,至少要准備兩個接受瓶。因為在達到預期物質的沸點之前,帶有沸點較低的液體先蒸出。這部分餾液稱為「前餾分」或「餾頭」。前餾分蒸完,溫度趨於穩定後,蒸出的就是較純的物質,這時應更換一個潔凈乾燥的接受瓶接受,記下這部分液體開始餾出時和最後一滴時溫度計的讀數,即是該餾分的沸程(沸點范圍)。一般液體中或多或少地含有一些高沸點雜質,在所需要的餾分蒸出後,若再繼續升高加熱溫度,溫度計的讀數會顯著升高,若維持原來的加熱溫度,就不會再有餾液蒸出,溫度會突然下降。這時就應停止蒸餾。即使雜質含量極少,也不要蒸干,以免蒸餾瓶破裂及發生其他意外事故。
蒸餾完畢,應先停止加熱,然後停止通水,拆下儀器。拆除儀器的順序和裝配的順序相反,先取下接受器,然後拆下尾接管、冷凝管、蒸餾頭和蒸餾瓶等。
② 怎麼在家自製簡單的蒸餾裝置
在家自製簡單的蒸餾水的具體制備步驟及材料如下:
材料:你需要准備18L左右容積的不銹鋼鍋、自來水、玻璃碗、圓形烘焙架、鍋蓋、冰塊
1、把一個18L容積左右的不銹鋼鋼鍋裝滿一半左右的自來水。
拓展資料:
蒸餾水是指經過蒸餾、冷凝操作的水,蒸二次的叫重蒸水,三次的叫三蒸水 。低耗氧量的水,加入高錳酸鉀與酸工業蒸餾水是採用蒸餾水方法取得。
蒸餾是一種熱力學的分離工藝,它利用混合液體或液-固體系中各組分沸點不同,使低沸點組分蒸發,再冷凝以分離整個組分的單元操作過程,是蒸發和冷凝兩種單元操作的聯合。與其它的分離手段,如萃取、過濾結晶等相比,它的優點在於不需使用系統組分以外的其它溶劑,從而保證不會引入新的雜質。
自然界中的水都不純凈,通常含有鈣、鎂、鐵等多種鹽,還含有機物、微生物、溶解的氣體(如二氧化碳)和懸浮物等。用蒸餾方法可以除去其中的不揮發組成。用蒸餾法,並配合以下一些措施,可以獲取質量較高的蒸餾水。
1、排去初始餾分(約占原水的20%),因為揮發組分主要集中在初始餾分中。
2、排去殘留部分(約占原水的20%),因為很多不揮發組分集中在殘留水中。
3、添加某些物質以利於蒸餾。例如,添加NaOH,使水中的CO2變成難揮發組分,添加KMnO4可氧化水中的有機物。
③ 神秘時代4.2.3.5奧術蒸餾機怎麼用
蒸餾器來與煉金爐配合使用。源在煉金爐的頂面,可疊高放置1~5個蒸餾器,可用任意杖改變朝向。
在煉金爐里像熔爐一樣放燃料和物品燒毀並獲得原質,原質緩存於左邊原質條,煉金爐緩存量大概是總共50點,下一個提煉物品要素組成大於當前可用緩存時停止提煉。所以單個物品要素組成大於50將不會被提煉,只能用後續的荒古煉金爐。
每個蒸餾器最多分餾1種最多32點原質,多原質種類隨機清空後重置種類,在方形標簽面貼管道標簽固化分餾出來的原質種類,清空時接受染色標簽否則變成已有原質的種類。
可在蒸餾器側面或頂層蒸餾器的頂面接任意管道類方塊引出原質,或使用安瓿、罐子、煉金核心的傀儡轉移。
多個疊加蒸餾器在取消清空狀態後,不同種類的原質能夠並行分餾。
源動之焰作為燃料可以增加分餾效率。煉金爐左右後3側面安裝奧術風箱增加分解效率但一般不需要風箱。
每個蒸餾器在清空狀態下分餾原質時,程序上會先判定原質種類無論是否有標簽,所以連續工作時清空蒸餾器尤其是下面的蒸餾器,會導致分餾效率的下降。以上手搓。(聽說最頂層加風箱可以增加分餾速度)
④ 如何制出蒸餾水
實驗室中制備蒸餾水,多採用石英管加熱的硬質玻璃蒸餾水器,蒸餾時不能用自來水,因為會產生水垢,最好用無離子水作為水源。如欲除去有機物,可在蒸餾水器中每升水加1g高錳酸鉀和1mL 85%的磷酸,以便通過氧化除去有機物。不含金屬離子的水,需用亞沸蒸餾水,即用石英亞沸蒸餾器進行蒸餾,其特點是在液面上方加熱,但水並不沸騰,只是液面處於亞沸狀態,可將水蒸氣帶出的雜質減至最低,但制水量較小,每小時約1~4升。
●無氨蒸餾水制備方法:
方法1:給普通蒸餾水中加硫酸調至pH<2,使水中各種形態的氨或胺最終都變成不揮發的鹽類,用附有緩沖球的蒸餾器進行蒸餾,收集餾出液即可。
方法2:每升普通蒸餾水中加25ml5%的氫氧化鈉溶液再煮沸1h即可獲得。
在收集和存貯無氨水過程中注意避免實驗室內空氣中存在的氨的二次污染。
●無二氧化碳蒸餾水的制備方法:
煮沸法:將普通蒸餾水或去離子水煮沸至少10min(水多時),或使水蒸發量達10%以上(水少時),加蓋冷卻。
暴氣法:將惰性氣體或純氮氣通入蒸餾水或去離子水中至飽和即得。
製得的無二氧化碳水應貯於以附有鹼石灰管的橡皮塞蓋嚴的瓶中。
●無酚蒸餾水的制備方法:
加鹼蒸餾法:在普通蒸餾水中加氫氧化鈉調節至pH>11,使水中酚生成不揮發的酚鈉,用附有緩沖球的蒸餾器進行蒸餾,收集餾出液即可。也可同時往普通蒸餾水中加入少量的高錳酸鉀溶液使水呈現紅色,再進行蒸餾。
活性炭吸附法:將粒狀活性炭加熱至150--170℃,烘烤2h以上進行活化,放入乾燥器中冷卻至室溫後,裝入預先盛有少量水(避免炭粒間留存氣泡)的層吸柱中,使蒸餾水或去離子水緩緩通過柱床(一般以每分鍾不超過100ml為宜),開始流出的水須再次返回柱中,然後正式收集。此柱所能凈化的水量,約為所用炭粒表觀容積的1000倍
⑤ 不用蒸餾器的燈管能裝在有蒸餾器的燈架上嗎
不用蒸餾器的燈管能裝在有蒸餾器的燈架上。常用的蒸餾裝置,用標准磨口儀器裝配,由圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計、冷凝管、接收管和接收瓶組成。當用普通玻璃儀器裝配蒸餾裝置時,通常使用帶支管的蒸餾燒瓶,各玻璃儀器間用膠塞連接。
⑥ 石英自動三重純水蒸餾器怎麼安裝
自動雙重純水來蒸餾器源制出的蒸餾水可用於極譜催化法,陽極溶出伏安法、差肪沖極譜、微服技術分析、中子活化分析、同位素稱釋、火花源質譜、化學電離質譜、電感藉合等源的原子發射光 譜、無焰原子吸收光譜儀、氣相色譜儀、及高壓氣相色譜儀
⑦ 太陽能在生活中的應用舉例說明
1、太陽能熱水器
太陽能熱水器是將太陽光能轉化為熱能的加熱裝置,將水從低溫加熱到高溫,以滿足人們在生活、生產中的熱水使用。太陽能熱水器按結構形式分為真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器,主要以真空管式太陽能熱水器為主,占據國內95%的市場份額。
真空管式家用太陽能熱水器是由集熱管、儲水箱及支架等相關零配件組成,把太陽能轉換成熱能主要依靠真空集熱管,真空集熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理,使水產生微循環而得到所需熱水。