① 简单蒸馏的原理
蒸馏是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段,如萃取、吸附等相比,它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂,从而保证不会引入新的杂质。
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。把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气相直接接触,以进行汽液相际传质,结果是气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气相,也即同时实现了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。
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。
把液体加热至沸腾,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,蒸馏可把易挥发和不易挥发的物质分离开来,也可把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。
暴沸
把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,蒸气的气泡就上升溢出液面。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,甚至把液体冲溢出瓶外,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,切忌把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把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20℃,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。
过程
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,各种物质的蒸气把同时蒸出,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。
分馏
定义:分馏是利用分馏柱把多次气化—冷凝过程在一次操作中完成的方法。因此,分馏实际上是多次蒸馏。它更适合于分离提纯沸点相差不大的液体有机混合物。
进行分馏的必要性:(1)蒸馏分离不彻底。(2)多次蒸馏操作繁琐,费时,浪费极大。
混合液沸腾后蒸气进入分馏柱中被部分冷凝,冷凝液在下降途中与继续上升的 蒸气接触,二者进行热交换,蒸汽中高沸点组分被冷凝,低沸点组分仍呈蒸气上升,而冷凝液中低沸点组分受热气化,高沸点组分仍呈液态下降。结果是上升的蒸汽中低沸点组分增多,下降的冷凝液中高沸点组分增多。如此经过多次热交换,就相当于连续多次的普通蒸馏。以致低沸点组分的蒸气不断上升,而被蒸馏出来;高沸点组分则不断流回蒸馏瓶中,从而把它们分离。
② 简单蒸馏的原理是什么
利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元。蒸馏是是蒸发和冷凝两种单元操作的联合,不会引入新的杂质。
蒸馏实验步骤:
①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。
②加入几粒助沸物(如沸石等),安好温度计,温度计应安装在通向冷凝管的侧口部位。
③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。
④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。
③ 怎么在家自制简单的蒸馏装置
在家自制简单的蒸馏水的具体制备步骤及材料如下:
材料:你需要准备18L左右容积的不锈钢锅、自来水、玻璃碗、圆形烘焙架、锅盖、冰块
1、把一个18L容积左右的不锈钢钢锅装满一半左右的自来水。
拓展资料:
蒸馏水是指经过蒸馏、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,加入高锰酸钾与酸工业蒸馏水是采用蒸馏水方法取得。
蒸馏是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段,如萃取、过滤结晶等相比,它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂,从而保证不会引入新的杂质。
自然界中的水都不纯净,通常含有钙、镁、铁等多种盐,还含有机物、微生物、溶解的气体(如二氧化碳)和悬浮物等。用蒸馏方法可以除去其中的不挥发组成。用蒸馏法,并配合以下一些措施,可以获取质量较高的蒸馏水。
1、排去初始馏分(约占原水的20%),因为挥发组分主要集中在初始馏分中。
2、排去残留部分(约占原水的20%),因为很多不挥发组分集中在残留水中。
3、添加某些物质以利于蒸馏。例如,添加NaOH,使水中的CO2变成难挥发组分,添加KMnO4可氧化水中的有机物。
④ 简单的蒸馏过程,简单明了的蒸馏过程
简单的蒸馏过程如下:
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回能达到较答有效的分离
。
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。
蒸馏是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段,如萃取、过滤结晶等相比,它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂,从而保证不会引入新的杂质。
⑤ 简单蒸馏和间歇蒸馏的共同点和区别
一、共同点:
都是通过外界温度的调节,使液体转为气态的一个过程。水蒸馏将水蒸气
通入含有不溶或微溶于水但有一定挥发性
的有机物的混合物中,并使之加热沸腾。简单蒸馏所产生的蒸汽,基本上与当时的釜液达到相平衡状态。减压蒸馏
也是通过减压来调节物质的沸点。
二、区别:
1、利用的方式不同:
水蒸气蒸馏系指将含有挥发性成分的植物材料与水共蒸馏,使挥发性成分随水蒸气一并馏出。简单蒸馏又称微分蒸馏,也是一种单极蒸馏操作,常以间歇方式进行。减压蒸馏,通过减少体系内的压力而降低液体的沸点,从而避免这些现象的发生。
⑥ 说说酒精的蒸馏与精馏
酒精蒸馏的历史可追溯到几千年前。 古时候人们因饥饿会将落地很久的野果也拿来充饥,他们发现落地较久的野果会有一种浓香甜美的别样味道,从中得到启示,学会了酿酒。可是直接酿造的酒不易保存,时间一久会完全变味。
后来,人类通过加热延长保存时间,但是加热会影响口感。一次偶然的机会,有人发现酒在加热的过程中,锅盖上的凝结的液体具有同样的浓香甜美的口味。
于是人类学会了用蒸煮的办法收集蒸汽再用水冷却,得到清澈透明的冷凝液,也就是酒 ,这样既可以保存时间久,又能保证其原有风味。从此酒精蒸馏开始应用并不断获得发展。
蒸馏的原理其实很简单,简而言之一句话:通过各种物质沸点的不同进行物质分离。酒精,学名乙醇,容易挥发,沸点78℃,在加热的过程中很容易气化跑出醪液而与醪渣分离开来。
在蒸馏过程中低沸点的物质先蒸出,高沸点的物质后蒸出。 利用加热容器对酒进行蒸煮,将酒气冷凝,这样一个过程称为 简单蒸馏 ,只经过一次简单蒸馏所得到的酒依然是浑浊呈白色的,口味浓烈辛辣,有“浊酒”,“白酒”之称。后来人类又采用多次重蒸的方法,使酒变得越来越清澈,酒度也在不断的提高,产生了“烈酒”。
进入工业时代,科技快速发展,人们发现多次简单蒸馏虽然能达到预期的目标,但是步骤极为繁琐,制造成本也较高。此时精馏理论出现, 精馏是一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法。
精馏理论较为复杂,可简单理解为将多次简单蒸馏叠加在一起形成了精馏。 一次简单的蒸馏就是在一个加热器盛放混合液,底部进行加热,然后低沸点物质以气体形式大量从顶部排出。
而精馏就是将多次简单蒸馏,从下到上叠加在一起,将简单蒸馏中的重要工具——“锅”,一个叠一个,就变成了精馏中的重要工具—— “精馏塔”。
精馏塔的工作原理也可这样简单理解。 最下面那个锅(暂时称为1号锅,其实就是精馏塔中的第一块塔板)直接或者间接通入蒸汽进行加热,低沸点物质和部分高沸点物质以气体形式逃离1号锅,然后气体被上面那个锅(2号锅)的液体冷凝。从1号锅蒸发出来的气态高沸点物质会优先被冷凝,并且冷凝后会产生热(类似水蒸气冷凝后会大量放热),这些热又会将2号锅里的低沸点物质优先气化,这样2号锅里更多的低沸点物质和少部分高沸点物质再向3号锅扩散。
这样循环往复经过多个锅之后我们就能 从最顶部的那个锅得到浓度很高的低沸点物质,从最底部的那个锅得到浓度很高的高沸点物质。
精馏广泛应用于石油化工,轻工食品,冶金等行业。化工厂里到处树立的高高瘦瘦的铁器便是精馏塔。无论是酒精还是乙脂,最后都是由精馏塔完成提浓工作,得到合格产品。
⑦ 怎么在家自制简单的蒸馏装置
在家自制简单的蒸馏装置:
家庭自制蒸馏水简易方法:
一、器材:锅(蒸笼)、锅盖(玻璃制品)、烧杯(玻璃制品)
二、方法:
1、在锅中加入自来水,注意不要加太多,防止沸腾后溅入烧杯,
2、加热,水沸腾后低温加热保持沸腾状态即可,不可火力过猛,也是为了防止水溅入烧杯。如果是蒸笼可以把烧杯放到上层,可以完全避免自来水溅入烧杯。
3、锅盖倒置在锅口,冷凝后蒸馏水流入烧杯。
三、注意事项:
1、锅中水不要多,可以加快沸腾,而且可以防止溅水入烧杯。
2、锅盖和烧杯必须清洗干净,得到的第一杯水一般杂质多,可以倒回锅里。
3、取烧杯时要注意安全,防止烫伤,最好使用工具,但工具不能浸入烧杯造成污染。
4、蒸馏水不可饮用,大量饮用会造成中毒。
⑧ 自制蒸馏水最简单方法
自制蒸馏水最简单方法如下:
1、在一个5加仑(18.927升)的不锈钢锅中加入一半的自来水。
2、在水里放一个玻璃碗,要确保它能浮起来。碗不能碰到锅底,如果碗不能浮起来,就把它从水里拿出来,在锅底放一个圆形的烤架,然后把碗放回水中。
3、在进行下一步之前,锅里的水必须先沸腾。
4、用冷/热屏障创造凝聚效果你可以把锅盖倒过来,然后装满冰块。当热蒸汽撞击冷盖时,会产生冷凝效果。
5、把锅里的水烧开当水持沸腾时,水蒸气会上升并凝结在锅盖上。冷凝水会滴到碗里。让蒸馏过程继续,直到碗里有足够的蒸馏水满足你的需要。
6、观察碗里的水收集情况碗里的水是热的,但不应该煮沸。如果碗里的水开始沸腾,就把炉子的温度调低,只需要保存锅里的水沸腾。
7、把锅从火上移开,打开盖子。
8、把碗里的蒸馏水从锅里拿出来这样做时要小心,以免烫伤自己。如果你愿意等一会的话,你可以等水冷却了再取碗里的水。
9、在储存之前先让蒸馏水冷却。
⑨ 简单的蒸馏方法是什么啊
用专门的蒸馏装置,对混合物加热,让水从混合物中蒸发出来。然后将蒸发出来的水蒸汽收集让其冷却再变成水。
蒸馏法是分离、纯化液态混合物的一种常用的方法,也可以测定液态化合物的沸点,因此对鉴定纯液态化合物有一定的意义。
常用的蒸馏装置,用标准磨口仪器装配,由圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、冷凝管、接收管和接收瓶组成。当用普通玻璃仪器装配蒸馏装置时,通常使用带支管的蒸馏烧瓶,各玻璃仪器间用胶塞连接。
(9)简单蒸馏一起扩展阅读:
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。
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。
⑩ 简单的蒸馏过程,简单明了的蒸馏过程
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。版
简单蒸馏使权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。
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。
编辑本段实验室蒸馏操作应用方面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:蒸馏烧瓶(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。