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玻璃双蒸馏水机原理

发布时间:2022-02-27 21:15:19

蒸馏水的装置

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蒸馏

distillation

利用液体混合物中各组分挥发度的差别,使液体混合物部分汽化并随之使蒸气部分冷凝,从而实现其所含组分的分离。是一种属于传质分离的单元操作。广泛应用于炼油、化工、轻工等领域。

其原理以分离双组分混合液为例。将料液加热使它部分汽化,易挥发组分在蒸气中得到增浓,难挥发组分在剩余液中也得到增浓,这在一定程度上实现了两组分的分离。两组分的挥发能力相差越大,则上述的增浓程度也越大。在工业精馏设备中,使部分汽化的液相与部分冷凝的汽相直接接触,以进行汽液相际传质,结果是汽相中的难挥发组分部分转入液相,液相中的易挥发组分部分转入汽相,也即同时实现了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。

工业蒸馏的方法有:①闪急蒸馏。将液体混合物加热后经受一次部分汽化的分离操作。②简单蒸馏。使混合液逐渐汽化并使蒸气及时冷凝以分段收集的分离操作。③精馏。借助回流来实现高纯度和高回收率的分离操作 ,应用最广泛。对于各组分挥发度相等或相近的混合液,为了增加各组分间的相对挥发度,可以在精馏分离时添加溶剂或盐类,这类分离操作称为特殊蒸馏,其中包括恒沸精馏、萃取精馏和加盐精馏;还有在精馏时混合液各组分之间发生化学反应的,称为反应精馏。
2.3.1 基本原理

液体的分子由于分子运动有从表面溢出的倾向。这种倾向随着温度的升高而增大。如果把液体置于密闭的真空体系中,液体分子继续不断地溢出而在液面上部形成蒸气,最后使得分子由液体逸出的速度与分子由蒸气中回到液体的速度相等,蒸气保持一定的压力。此时液面上的蒸气达到饱和,称为饱和蒸气,它对液面所施的压力称为饱和蒸气压。实验证明,液体的饱和蒸气压只与温度有关,即液体在一定温度下具有一定的蒸气压。这是指液体与它的蒸气平衡时的压力,与体系中液体和蒸气的绝对量无关。

将液体加热,它的蒸气压就随着温度升高而增大,当液体的蒸气压增大到与外界施于液面的总压力(通常是大气压力)相等时,就有大量气泡从液体内部逸出,即液体沸腾,这时的温度称为液体的沸点。显然沸点与所受外界压力的大小有关。通常所说的沸点是在0.1MPa压力下液体的沸腾温度。例如水的沸点为100℃,即是指在0.1MPa压力下,水在100℃时沸腾。在其它压力下的沸点应注明压力。例如在85.3KPa时水在95℃沸腾,这时水的沸点可以表示为95℃/85.3KPa。

将液体加热至沸腾,使液体变为蒸气,然后使蒸气冷却再凝结为液体,这两个过程的联合操作称为蒸馏。很明显,蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质分离开来,也可将沸点不同的液体混合物分离开来。但液体混合物各组分的沸点必须相差很大(至少30℃以上)才能得到较好的分离效果。在常压下进行蒸馏时,由于大气压往往不是恰好为0.1MPa,因而严格说来,应对观察到的沸点加上校正值,但由于偏差一般都很小,即使大气压相差2.7KPa,这项校正值也不过±1℃左右,因此可以忽略不计。

将盛有液体的烧瓶放在石棉网上,下面用煤气灯加热,在液体底部和玻璃受热的接触面上就有蒸气的气泡形成。溶解在液体内的空气或以薄膜形式吸附在瓶壁上的空气有助于这种气泡的形成,玻璃的粗糙面也起促进作用。这样的小气泡(称为气化中心)即可作为大的蒸气气泡的核心。在沸点时,液体释放大量蒸气至小气泡中,待气泡的总压力增加到超过大气压,并足够克服由于液柱所产生的压力时,蒸气的气泡就上升逸出液面。因此,假如在液体中有许多小空气或其它的气化中心时,液体就可平稳地沸腾,如果液体中几乎不存在空气,瓶壁又非常洁净光滑,形成气泡就非常困难。这样加热时,液体的温度可能上升到超过沸点很多而不沸腾,这种现象称为“过热”。一旦有一个气泡形成,由于液体在此温度时的蒸气压远远超过大气压和液柱压力之和,因此上升的气泡增大得非常快,甚至将液体冲溢出瓶外,这种不正常沸腾的现象称为“暴沸”。因此在加热前应加入助沸物以期引入气化中心,保证沸腾平稳。助沸物一般是表面疏松多孔、吸附有空气的物体,如碎瓷片、沸石等。另外也可用几根一端封闭的毛细管以引入气化中心(注意毛细管有足够的长度,使其上端可搁在蒸馏瓶的颈部,开口的一端朝下)。在任何情况下,切忌将助沸物加至已受热接近沸腾的液体中,否则常因突然放出大量蒸气而将大量液体从蒸馏瓶口喷出造成危险。如果加热前忘了加入助沸物,补加时必须先移去热源,待加热液体冷至沸点以下后方可加入。如果沸腾中途停止过,则在重新加热前应加入新的助沸物。因为起初加入的助沸物在加热时逐出了部分空气,再冷却时吸附了液体,因而可能已经失效。另外,如果采用浴液间接加热,保持浴温不要超过蒸馏液沸点20ºC,这种加热方式不但可以大大减少瓶内蒸馏液中各部分之间的温差,而且可使蒸气的气泡不单从烧瓶的底部上升,也可沿着液体的边沿上升,因而可大大减少过热的可能。

纯粹的液体有机化合物在一定的压力下具有一定的沸点,但是具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物,因为某些有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混和物,它们也有一定的沸点。不纯物质的沸点则要取决于杂质的物理性质以及它和纯物质间的相互作用。假如杂质是不挥发的,则溶液的沸点比纯物质的沸点略有提高(但在蒸馏时,实际上测量的并不是不纯溶液的沸点,而是逸出蒸气与其冷凝平衡时的温度,即是馏出液的沸点而不是瓶中蒸馏液的沸点)。若杂质是挥发性的,则蒸馏时液体的沸点会逐渐升高或者由于两种或多种物质组成了共沸点混合物,在蒸馏过程中温度可保持不变,停留在某一范围内。因此,沸点的恒定,并不意味着它是纯粹的化合物。

蒸馏沸点差别较大的混合液体时,沸点较低者先蒸出,沸点较高的随后蒸出,不挥发的留在蒸馏器内,这样,可达到分离和提纯的目的。故蒸馏是分离和提纯液态化合物常用的方法之一,是重要的基本操作,必须熟练掌握。但在蒸馏沸点比较接近的混合物时,各种物质的蒸气将同时蒸出,只不过低沸点的多一些,故难于达到分离和提纯的目的,只好借助于分馏。纯液态化合物在蒸馏过程中沸程范围很小(0.5~1℃)。所以,蒸馏可以利用来测定沸点。用蒸馏法测定沸点的方法为常量法,此法样品用量较大,要10 mL以上,若样品不多时,应采用微量法。

蒸馏操作是化学实验中常用的实验技术,一般应用于下列几方面:(1)分离液体混合物,仅对混合物中各成分的沸点有较大的差别时才能达到较有效的分离;(2)测定纯化合物的沸点;(3)提纯,通过蒸馏含有少量杂质的物质,提高其纯度;(4)回收溶剂,或蒸出部分溶剂以浓缩溶液。
2.蒸馏操作

加料:将待蒸馏液通过玻璃漏斗小心倒入蒸馏瓶中,要注意不使液体从支管流出。加入几粒助沸物,安好温度计。再一次检查仪器的各部分连接是否紧密和妥善。

加热:用水冷凝管时,先由冷凝管下口缓缓通入冷水,自上口流出引至水槽中,然后开始加热。加热时可以看见蒸馏瓶中的液体逐渐沸腾,蒸气逐渐上升。温度计的读数也略有上升。当蒸气的顶端到达温度计水银球部位时,温度计读数就急剧上升。这时应适当调小煤气灯的火焰或降低加热电炉或电热套的电压,使加热速度略为减慢,蒸气顶端停留在原处,使瓶颈上部和温度计受热,让水银球上液滴和蒸气温度达到平衡。然后再稍稍加大火焰,进行蒸馏。控制加热温度,调节蒸馏速度,通常以每秒1~2滴为宜。在整个蒸馏过程中,应使温度计水银球上常有被冷凝的液滴。此时的温度即为液体与蒸气平衡时的温度,温度计的读数就是液体(馏出物)的沸点。蒸馏时加热的火焰不能太大,否则会在蒸馏瓶的颈部造成过热现象,使一部分液体的蒸气直接受到火焰的热量,这样由温度计读得的沸点就会偏高;另一方面,蒸馏也不能进行得太慢,否则由于温度计的水银球不能被馏出液蒸气充分浸润使温度计上所读得的沸点偏低或不规范。

观察沸点及收集馏液:进行蒸馏前,至少要准备两个接受瓶。因为在达到预期物质的沸点之前,带有沸点较低的液体先蒸出。这部分馏液称为“前馏分”或“馏头”。前馏分蒸完,温度趋于稳定后,蒸出的就是较纯的物质,这时应更换一个洁净干燥的接受瓶接受,记下这部分液体开始馏出时和最后一滴时温度计的读数,即是该馏分的沸程(沸点范围)。一般液体中或多或少地含有一些高沸点杂质,在所需要的馏分蒸出后,若再继续升高加热温度,温度计的读数会显著升高,若维持原来的加热温度,就不会再有馏液蒸出,温度会突然下降。这时就应停止蒸馏。即使杂质含量极少,也不要蒸干,以免蒸馏瓶破裂及发生其他意外事故。

蒸馏完毕,应先停止加热,然后停止通水,拆下仪器。拆除仪器的顺序和装配的顺序相反,先取下接受器,然后拆下尾接管、冷凝管、蒸馏头和蒸馏瓶等。

❷ 实验室制取蒸馏水。

实验室制取蒸馏水步骤
操作:

1.将蒸馏烧瓶,冷凝管仪器装配好、温专度计;水中所含属杂质主要是一些无机盐,一般是不挥发的;把水加热到沸腾时,应用这一方法,可以把沸点不同的物质从混合物中分离出来,还可以把混在液体里的杂质去掉;

2.大量生成水蒸气,然后将水蒸气冷凝可得到蒸馏水;

用品:铁架台、酒精灯、蒸馏烧瓶,给蒸馏烧瓶加热,水蒸气经过冷凝管冷凝后、冷凝管、水沸腾、锥形瓶;

原理:蒸馏是分离和提纯液态混合物常用的方法之一、在蒸馏烧瓶里加入普通水至烧瓶容积的一半左右,再加入一些碎瓷片、当水温达到约100摄氏度时,然后用插有温度计150摄氏度的橡皮塞塞紧;注意温度计水银球在蒸馏烧瓶支管的位置,收集在锥形瓶中。

❸ 蒸馏水是怎么做的..

蒸馏水

distilled water

用蒸馏方法制备的纯水。可分一次和多次蒸馏水。水经过一次蒸馏,不挥发的组分(盐类)残留在容器中被除去,挥发的组分(氨、二氧化碳、有机物)进入蒸馏水的初始馏分中,通常只收集馏分的中间部分,约占60%。要得到更纯的水,可在一次蒸馏水中加入碱性高锰酸钾溶液,除去有机物和二氧化碳;加入非挥发性的酸(硫酸或磷酸),使氨成为不挥发的铵盐。由于玻璃中含有少量能溶于水的组分,因此进行二次或多次蒸馏时,要使用石英蒸馏器皿,才能得到很纯的水,所得纯水应保存在石英或银制容器内。

蒸馏水标准 :

1 灼烧渣含量 (≤0.01 %)

2 锰(Mn)含量 (≤0.00001%)

3 铁(Fe)含量 (≤0.0004 %)

4 氯(Cl) (≤0.0005 %)

5 还原高锰酸钾物质(O)含量 (≤0.0002 %)

6 透明度 (mm) 无色透明

7 电阻率(25℃) (≥10x104 Ωcm)

8 硝酸及亚硝酸盐(以N计) ( ≤0.0003 %)

9 铵(NH4)含量 (≤0.0008 %)

10 碱土金属氧化物(CaO计) (≤0.005 %)

蒸馏水的优点:
蒸馏水的制作是把源水煮沸后令其蒸发冷凝回收,要大量耗费热能,造价不会太低,用于制作蒸馏水的源水中的其它遇热蒸发物质,也就随着蒸馏水的生成而冷凝到蒸馏水中,如对健康有害的酚类、苯化合物,甚至可蒸发的汞等。要想得到纯净水或超纯水,必须经过二次、三次的蒸馏还得增加其它纯净手段。

不过市场供饮用的蒸馏水不大可能这么做,也没有必要这么做。
同时,常饮蒸馏水就等于放弃了从水中获得人体所需的微量元素的5%的来源。

实验室做蒸馏水器是自来水用电加热致沸,其蒸气过冷凝管冷凝成蒸馏水,收集即得。
特殊质量的蒸馏水要用特殊的方式制作.
例如:
1 亚沸水
是红热的电热丝管悬在水面上,使水受热在不到沸点的情况下,慢慢蒸发再冷凝收集。这水的特点是比较纯净,不会像普通蒸馏水那样,沸腾时会夹杂颗粒水进入冷凝器。
2 重蒸馏水
是将蒸馏水再蒸馏一遍。当然还有3次蒸馏水。
3 去氨蒸馏水
是将自来水里面加入适量的硫酸,使氨成为硫酸铵,在蒸馏时不会逸至蒸馏水中。

❹ 制取蒸馏水的装置中玻璃导管的作用

蒸馏水就是水蒸汽冷凝后的水,冷凝管是使气温下降的管道,当气化水温度降低是就会变成水滴流出,即为蒸馏水。所以它起到降低水蒸汽的作用。
请LZ采纳,谢谢!

❺ 玻璃反应釜的工作原理

玻璃反应釜主要是利用其双层的玻璃特点,我们可以再中间的夹层放置反应物料(有点叫反应溶媒),通过在常压或者负压的情况下进行搅拌反应,玻璃反应釜通过双层反应釜夹层,注入恒温的(高温或低温)热溶液或冷却液,对反应釜内的物料进行恒温加热或制冷,并且可以提供搅拌。这样玻璃反应釜夹层里面的介质(比如:冷冻液、加热水或者加热油之类的)通过搅拌来做循环反应实现加热或者冷却作用。在现代的生化新材料合成实验中作为理想的设备而广泛采用。

❻ 工业制造蒸馏水原理

工业制蒸馏抄水是将水蒸馏袭、冷凝的水,蒸二次的叫重蒸水,蒸三次的叫三蒸水。有的时候为了特殊目的,在蒸之前加入特殊试剂。经过多级蒸馏才能达到很纯,成本相对较高。
蒸馏水就是将水蒸馏、冷凝的水,蒸二次的叫重蒸水,三次的叫三蒸水。低耗氧量的水,加入高锰酸钾与酸工业蒸馏水是采用蒸馏水方法取得。

❼ 什么是玻璃蒸馏水

灭菌的玻璃蒸馏器制备的蒸馏水

❽ 详细介绍多效蒸馏器的工作原理及操作使用方法

太阳能海抄水蒸馏器 主题词或关键词: 太阳能 能源科学 蒸馏器 内容第二次世界大战中,美国国防部制造了许多军用海水淡化急救装置,供飞行员和船员落水后取水用,这种装置实际上是一种简易的太阳能蒸馏容器。
对于微小的压力降就会引起蒸汽的流动。在1mbar下运行要求在沸腾面和冷凝面之间非常短的距离,基于这个原理制作的蒸馏器称为短程蒸馏器。短程蒸馏器(分子蒸馏)有一个内置冷凝器在加热面的对面,并使操作压力降到0.001mbar。

❾ 在实验室如何制备二次蒸馏水

制作蒸馏水,地将抄普通水加热到袭沸腾使之汽化,再冷却汽化水,变为液体的水,即成为(一次)蒸馏水。要得到更纯的水,可在一次蒸馏水中加入碱性高锰酸钾溶液,除去有机物和二氧化碳;加入非挥发性的酸(硫酸或磷酸),使氨成为不挥发的铵盐。由于玻璃中含有少量能溶于水的组分,因此进行二次或多次蒸馏时,要使用石英蒸馏器皿,才能得到很纯的水,所得纯水应保存在石英或银制容器内。更高的要求,可能还要三蒸水、四蒸水......。多次蒸馏可以提高水的电阻率,比如自来水电阻率为1900欧姆,一次蒸馏水的电阻率为0.35兆欧,二次为1.0兆欧,三次为1.5兆欧,28次为16兆欧,根据实验用水的不同要求可以选择不同的多次蒸馏水.

❿ 什么是二次蒸馏水

要得到更纯的水,可在一次蒸馏水中加入碱性高锰酸钾溶液,除去有机物和二氧化碳;加入版非挥发性的酸(硫酸权或磷酸),使氨成为不挥发的铵盐。由于玻璃中含有少量能溶于水的组分,因此进行二次或多次蒸馏时,要使用石英蒸馏器皿,才能得到很纯的水,所得纯水应保存在石英或银制容器内。

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