❶ 水蒸气蒸馏装置主要由几大部分组成
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,经冷凝分取挥发性成分的浸提方法。该法适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、在水中稳定且难溶或不溶于水的植物活性成分的提取。
当水和有机物一起共热时,整个体系的蒸气压力根据分压定律,应为各组分蒸气压之和。即P=PA+PB,其中P为总的蒸气压,PA为水的蒸气压,PB为不溶于水的化合物的蒸气压。当混合物中各组分的蒸气压总和等于外界大气压时,混合物开始沸腾。而混合物的沸点比其中任何一组分的沸点都要低些。因此,常压下应用水蒸气蒸馏,能在低于100℃的情况下将高沸点组分与水一起蒸出来。蒸馏时混合物的沸点保持不变,直到其中一组分几乎全部蒸出(因为总的蒸气压与混合物中二者相对量无关)。
该法适合以下物质: 1.不溶或难溶于水。2.在沸腾下与水长时间共存而不发生化学反应。 3.在100℃左右时必须具有一定的蒸气压。
水蒸气蒸馏装置通常由水蒸气发生器、蒸馏部分、接受部分组成。
如图1-a所示,一般按照水蒸气发生器、长颈圆底烧瓶、直形冷凝管、接引管和接受瓶的次序依次安装。
水蒸气发生器一般是用金属制成,通常其盛水量以其容积的3/4为宜,如果太满,沸腾时水将冲至长颈烧瓶中,太少,则不够用。也可用三口烧瓶代替,其侧口还可安装滴液漏斗,当三口烧瓶中的水减少后,可以及时添加,如图1-b所示。
在发生器的上端插入长1 m、内径约5mm的玻璃管作为安全管。安全管需几乎插到发生器的底部。当容器内蒸气压过大时,水可沿着安全管上升,以调节体系内部压力。如果系统发生阻塞.水便会从安全玻璃管的上口喷出。
长颈圆底烧瓶的容量通常在500mL以上,烧瓶内的液体不超过其容积的1/3。烧瓶的位置应向发生器的方向倾斜45°,防止瓶中的液体因跳溅而冲入冷凝管内。也可以使用圆底烧瓶加上克氏蒸馏头来代替长颈烧瓶。如图1-c所示。
图1 水蒸气蒸馏装置
蒸气导入管的末端应弯曲,使之垂直地正对瓶底中央并伸到接近瓶底的位置。蒸气导出管(弯角约30°)的孔径最好比导入管稍大一些,一端插入双孔木塞,露出约5mm,另一端插入单孔木塞,和冷凝管连接。馏出液通过接引管进入接受瓶,接受瓶可置于冷水浴中冷却。
在水蒸气发生器与蒸气导入管之间应装上一个T形管,并在T形管下端连一个弹簧夹,以便及时除去冷凝下来的水滴。要尽量缩短水蒸气发生器与长颈圆底烧瓶之间的距离,以减少水蒸气的冷凝。
图1中所示的前三种水蒸气蒸馏装置中的水蒸气均来自于水蒸气发生器,属于间接水蒸气蒸馏装置。图1—d所示的装置则属于直接水蒸气蒸馏装置,产生水蒸气的水与被蒸馏物一起放在圆底烧瓶中,加热至沸腾后.水蒸气即把蒸馏物夹带出来。当圆底烧瓶中的水减少后,可通过滴液漏斗及时添加。
❷ 水蒸汽蒸馏操作
常用的水蒸气蒸馏装置,它包括蒸馏、水蒸气发生器、冷凝和接受器四个部分。回
水蒸答汽导出管与蒸馏部分导管之间由一T形管相联结。T形管用来除去水蒸气中冷凝下来的水,有时在操作发生不正常的情况下,可使水蒸气发生器与大气相通。
蒸馏的液体量不能超过其容积的1/3。
水蒸气导入管应正对烧瓶底中央,距瓶底约8~10mm,导出管连接在一直形冷凝管上。
在水蒸气发生瓶中,加入约占容器3/4的水,待检查整个装置不漏气后,旋开T形管的螺旋夹,加热至沸。当有大量水蒸气产生并从T形管的支管冲出时,立即旋紧螺旋夹,水蒸气便进入蒸馏部分,开始蒸馏。在蒸馏过程中,通过水蒸气发生器安全管中水面的高低,可以判断水蒸气蒸馏系统是否畅通,若水平面上升很高,则说明某一部分被阻塞了,这时应立即旋开螺旋夹,然后移去热源,拆下装置进行检查(通常是由于水蒸气导入管被树脂状物质或焦油状物堵塞)和处理。如由于水蒸气的冷凝而使蒸馏瓶内液体量增加,可适当加热蒸馏瓶。但要控制蒸馏速度,以2~3滴为宜,以免发生以外。
当馏出液无明显油珠,澄清透明时,便可停止蒸馏。其顺序是先旋开螺旋夹,然后移去热源,否则可能发生倒吸现象。
❸ 进行水蒸气蒸馏时蒸汽导管的末端要怎么样
导管末端要放置于接近容器的底部。
导管末端要放置于接近于容器的底部的原因是:可使水蒸气进入液面最下方,可以充分加热液体,把产物带出,提高蒸馏效率和收率。
如果导管只插入上方或中部,对液体的加热效果差很多,而且无法把产品完全蒸馏带出,造成收率下降。
水蒸气蒸馏法是提取植物性天然香料的最常用的一种方法,其流程、设备、操作等方面的技术都比较成熟,成本低而产量大,设备及操作都比较简单。
一般将水蒸气蒸馏法分为三种形式;水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏。处理各种芳香植物时,在使用蒸馏手段提取精油之前,往往还需要对植物原料进行某些前处理。
如果是草类植物或者采油部位是花、叶、花蕾、花穗等,一般可以直接装入蒸馏器进行加工处理:但如果采油部位是根茎等,则一般须经过水洗、晒干或阴干,粉碎等步骤。
甚至还要经过稀酸浸泡及碱中和;此外有些芳香植物需要首先经过发酵处理。水蒸气蒸馏法是指将含挥发性成分药材的粗粉或碎片,浸泡湿润后,直火加热蒸馏或通入水蒸汽蒸馏。
也可在多能式中药提取罐中对药材边煎煮边蒸馏,药材中的挥发性成分随水蒸气蒸馏而带出,经冷凝后收集馏出液,一般需再蒸馏1次,以提高馏出液的纯度和浓度。
最后收集一定体积的蒸馏液;但蒸馏次数不宜过多,以免挥发油中某些成分氧化或分解。本法的基本原理是根据道尔顿定律,相互不溶也不起化学作用的液体混合物的蒸汽总压。
等于该温度下各组分饱和蒸气压(即分压)之和。因此尽管各组分本身的沸点高于混合液的沸点,但当分压总和等于大气压时,液体混合物即开始沸腾并被蒸馏出来。
水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性的,能随水蒸气蒸馏而不被破坏,与水不发生反应,且难溶或不溶于水的成分的提取。
此类成分的沸点多在100℃以上,与水不相混溶或仅微溶,并在100℃左右有一定的蒸气压。当与水在一起加热时,其蒸气压和水的蒸气压总和为一个大气压时,液体就开始沸腾,水蒸气将挥发性物质一并带出。
例如中草药中的挥发油,某些小分子生物碱一麻黄碱、萧碱、槟榔碱,以及某些小分子的酚性物质。牡丹酚(paeonol)等,都可应用本法提取。有些挥发性成分在水中的溶解度稍大些,常将蒸馏液重新蒸馏。
在最先蒸馏出的部分,分出挥发油层,或在蒸馏液水层经盐析法并用低沸点溶剂将成分提取出来。例如玫瑰油、原白头翁素(protoanemonin)等的制备多采用此法。
水蒸气蒸馏法需要将原料加热,不适用于化学性质不稳定组分的提取。
❹ 水蒸气蒸馏分离的原理,有何实用意义安全管和T形管的作用
1、原理:是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专,并使之加热沸腾,属使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的。
2、意义:水蒸气蒸馏常用于蒸馏在常压下沸点较高或在沸点时易分解的物质,也常用十高沸点物质与不挥发的杂质的分离,在中药制药生产中是提取和纯化挥发油的常用方法。
3、T型管是用来排水的,因为水蒸气在通过导管的过程中会冷却,可能产生堵塞管道,所以需要用T型管收集并排走,保证水蒸气顺利通入反应器中。
4、安全管是用来防止暴沸的。
(4)水蒸气蒸馏馏出液导出管扩展阅读:
水蒸气蒸馏法适合分离那些在其沸点附近容易分解的物质,也适用于从不挥发物质或树脂状物质中分离出所需的组分(如天然产物香精油、生物碱等)。使用此法被提纯的物质必须具备以下条件:
1、不溶于水或微溶于水;
2、具有一定的挥发性;
3、在共沸温度下与水不发生反应;
4、在100℃左右,必须具有一定的蒸气压,至少666.5~1333Pa(5~10mmHg),并且待分离物质与其他杂质在100℃左右时具有明显的蒸气压差。
❺ 肉桂酸的试验流程
苯甲醛 105.12 无 色
液 体 1.046 -26 179.1 1.5456 0.3 溶 溶
乙酸酐 102.09 无 色
液 体 1.081 -73 140.0 1.3910 水 解 水 解 溶
肉桂酸 148.15 单斜晶棱柱体 1.245 135~135 溶热水 2420 易 溶
仪器安装要点
要求做到以下几点:
1.水蒸气发生器中水容量约占容积的1/2~2/3。
2.安全管要插入水蒸气发生器的底部。
3.整套装置应在同一平面上,水蒸气发生器支管与水蒸气导入管应呈直线连接,以保证水蒸气的顺利导入。
实验步骤
在50mL三口圆底烧瓶中,加入3.00g无水醋酸钾, 3mL新蒸馏的L苯甲醛和5.5mL乙酐,振荡使三者混合。装上温度计和空气冷凝管(温度计水银球在液面下不能碰到瓶底)。在石棉网上加热回流1h,温度保持在150℃~170℃。
向反应液趁热(100℃)倒入25ml左右热水,一边摇一边慢慢加入适量固体碳酸钠(约5g),直到反应液呈碱性。然后进行水蒸汽蒸馏,直至馏出液无油珠为止。
剩余液中加入少许活性炭,加热回流5—10min。趁热过滤;将滤液小心用浓HCl酸化,使溶液呈现明显酸性。用冰水冷却,待肉桂酸全部析出,过滤,收集结晶,并以少过冷水洗涤结晶,抽滤除去水分。产物可在30%乙醇中重结晶。产量约2~2.5g。
操作要点
1.所用的仪器必须充分干燥。因为乙酸酐遇水即水解成乙酸;无水碳酸钾也极易吸潮。
2.加热回流时要使反应液始终保持微沸状态,反应温度严格控制在150~170℃之间。反应时间约45~60 min。
3.水蒸气蒸馏:
(1)操作前,仔细检查整套装置的严密性。
(2)先打开T型管的止水夹,待有蒸汽逸出时再旋紧止水夹。
(3)控制馏出液的流出速度,以2~3滴/秒为宜。
(4)随时注意安全管的水位,若有异常现象,先打开止水夹,再移开热源,检查、排除故障后方可继续蒸馏。
(5)蒸馏结束后先打开止水夹,再停止加热,以防倒吸。
4.活性炭脱色后要趁热过滤。
5.用浓HCl酸化时,要酸化至呈明显酸性。若滤液过多,先浓缩至15 ml 左右,再进行酸化。
本实验的成败关键
反应用的仪器干燥与否和反应温度的控制。
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*水蒸汽蒸馏
水蒸汽蒸馏操作是将水蒸气通入不溶或难溶于水,但有一定挥发度(性)的有机物质(进100℃其蒸气压至少为5-10mmHg,665.5—1333Pa)中,使该有机物质在低于100℃的温度下,随着水蒸汽一起蒸馏出来。
通过实验使学生:
(1)了解水蒸汽蒸馏的基本原理,使用范围(场合)和被蒸馏物应具备的条件。
(2)熟练掌握常量水蒸气蒸馏仪器的组装和使用方法。
基本原理
根据道尔顿分压定律,两种互不相溶的液体混合物的蒸气压等于两液体单独存在时的蒸气压之和。 因为当组成混合物的两液体的蒸气压之和等于大气压力时混合物就开始沸腾(此时的温度为共沸点)。所以互不相溶的液体混合物的沸点,要比每一物质单独存在时的沸点低。
因此,在不溶于水的有机物质中,进行水蒸汽蒸馏时,在比该物质的沸点低得多的温度,而且比100℃还要低的温度就可使该物质和水一起蒸馏出来。
操作要点和说明
1、蒸馏烧瓶的容量应保证混合物的体积不超过其1/3,导入蒸汽的玻管下端应垂直地正对瓶底中央,并伸到接近瓶底。安装时要倾斜一定的角度,通常为45℃左右。
2、水蒸汽发生器上的安全管(平衡管)不宜太短,其下端应接近器底,盛水量通常为其容量的1/2,最多不超过2/3,最好在水蒸汽发生器中加进沸石起助沸作用。
3、应尽量缩短水蒸汽发生器与蒸馏烧瓶之间的距离,以减少水汽的冷凝。
4、开始蒸馏前应把T形管上的止水夹打开,当T形管的支管有水蒸汽冲出时,接通冷凝水开始通水蒸汽,进行蒸馏。
5、为使水蒸汽不致在烧瓶中冷凝过多而增加混合物的体积。在通水蒸汽时,可在烧瓶下用小火加热。
6、在蒸馏过程中,要经常检查安全管中的水位是否正合,如发现其突然升高,意味着有堵塞现象,应立即打开止水夹,移去热源,使水蒸汽发生器与大气相通,避免发生事故(如倒吸),待故障排除后再行蒸馏。如发现T形管支管处水积聚过多,超过支管部分,也应打开止水夹,将水放掉,否则将影响水蒸汽通过。
7、当馏出液澄清透明,不含有油珠状的有机物时,即可停止蒸馏,这时也应首先打开夹子,然后移去热源。
8、如果随水蒸汽挥发馏出的物质熔点较高,在冷凝管中易凝成固体堵塞冷凝管,可考虑改用空气冷凝管。
思考题
1、进行水蒸汽蒸馏时,蒸汽导入管的末端为什么要插入到接近于容器的底部?
答:插入容器底部的目的是使瓶内液体充分加热和搅拌,有利于更有效地进行水蒸汽蒸馏。
2、在水蒸汽蒸馏过程中,经常要检查什么事项?若安全管中水位上升很高说明什么问题,如何处理才能解决呢?
答:经常要检查安全管中水位是否正常,若安全管中水位上升很高,说明系统有堵塞现象,这时应立即打开止水夹,让水蒸汽发生器和大气相通,排除故障后方可继续进行蒸馏。
水蒸气蒸馏装置
1.安全管; 2. 螺旋夹; 3. 水蒸气导入管; 4. 馏出液导出管; 5. 接液管; 6. 水蒸气发生器
利用原反应容器进行水蒸气蒸馏装置
❻ 水蒸气蒸馏的蒸汽导管应该( ) a.接近带蒸馏液面 b. 待蒸馏液体中间 c. 待蒸馏
1.c 2.c 3.d 4.b
❼ 制取蒸馏水的简易装置中导气管有什么作用
1)温度计用于测量(水)的温度;
(2)冷凝管内的水流方向由(下)向(上),目的是为了(使热交换更充分,冷凝效果好);
(3)制取蒸馏水的简易装置中导气管很长,它可起到(冷凝水蒸气的)作用
❽ 水蒸气蒸馏法的方法 水蒸气蒸馏法
1、蒸馏方式
水中蒸馏 :原料置于筛板或直接放入蒸馏锅,锅内加水浸过料层,锅底进行加热。
水上蒸馏:(隔水蒸馏)原料置于筛板,锅内加入水量要满足蒸馏要求,但水面不得高于筛板,并能保证水沸腾至蒸发时不溅湿料层,一般采用回流水,保持锅内水量恒定以满足蒸气操作所需的足够饱和蒸汽,因此可在锅底安装窥镜,观察水面高度。
直接蒸气蒸馏:在筛板下安装一条带孔环行管,由外来蒸气通过小孔直接喷出,进入筛孔对原料进行加热,但水散作用不充分,应预先在锅外进行水散,锅内蒸馏快且易于改为加压蒸馏。
水扩散蒸气蒸馏:这是国外应用的一种新颖的蒸馏技术。水蒸气由锅顶进入,蒸气至上而下逐渐向料层渗透,同时将料层内的空气推出,其水散和传质出的精油无须全部气化即可进入锅底冷凝器。蒸气为渗滤型,蒸馏均匀、一致、完全,而且水油冷凝液较快进入冷凝器,因此所得精油质量较好、得率较高、能耗较低、蒸馏时间短、设备简单。
2、蒸馏过程
蒸馏装置
电热套、圆底烧瓶、安全管、T型管、螺旋夹、导气管、玻璃塞、蒸馏弯头、冷凝管、接液管、锥形瓶、升降台。
安装装置
一般按照水蒸气发生器、长颈圆底烧瓶、直形冷凝管、接引管和接受瓶的次序依次安装。
水蒸气发生器一般是用金属制成,通常其盛水量以其容积的3/4为宜,如果太满,沸腾时水将冲至长颈烧瓶中,太少,则不够用。也可用三口烧瓶代替,其侧口还可安装滴液漏斗,当三口烧瓶中的水减少后,可以及时添加。
在发生器的上端插入长1 m、内径约5mm的玻璃管作为安全管。安全管需几乎插到发生器的底部。当容器内蒸气压过大时,水可沿着安全管上升,以调节体系内部压力。如果系统发生阻塞.水便会从安全玻璃管的上口喷出。
长颈圆底烧瓶的容量通常在500mL以上,烧瓶内的液体不超过其容积的1/3。烧瓶的位置应向发生器的方向倾斜45°,防止瓶中的液体因跳溅而冲人冷凝管内。也可以使用圆底烧瓶加上克氏蒸馏头来代替长颈烧瓶。
蒸气导入管的末端应弯曲,使之垂直地正对瓶底中央并伸到接近瓶底的位置。蒸气导出管(弯角约30°)的孔径最好比导入管稍大一些,一端插入双孔木塞,露出约5mm,另一端插入单孔木塞,和冷凝管连接。馏出液通过接引管进入接受瓶,接受瓶可置于冷水浴中冷却。
在水蒸气发生器与蒸气导入管之间应装上一个T形管,并在T形管下端连一个弹簧夹,以便及时除去冷凝下来的水滴。要尽量缩短水蒸气发生器与长颈圆底烧瓶之间的距离,以减少水蒸气的冷凝。
前三种水蒸气蒸馏装置中的水蒸气均来自于水蒸气发生器,属于间接水蒸气蒸馏装置。装置则属于直接水蒸气蒸馏装置,产生水蒸气的水与被蒸馏物一起放在圆底烧瓶中,加热至沸腾后.水蒸气即把蒸馏物夹带出来。当圆底烧瓶中的水减少后,可通过滴液漏斗及时添加。
3、操作方法
将盛有一定量水的漏斗置于克氏蒸馏头上,150mL水和苯甲醛放入蒸馏甁中并置于热源上,装好冷凝管和接收瓶。将烧瓶中的水和待蒸馏的物质存在下加热至沸,以便产生蒸汽.当水蒸汽与化合物一起蒸出时,从分液漏斗逐渐加入水。蒸馏过程中,混浊液随热蒸气冷凝集聚在接受甁中,当蒸馏近结束时,蒸出液由混浊变澄清。有机物和水的混合物蒸气经过冷凝管冷凝成乳浊液进入接受器,控制馏出速度2—3滴/s。当被蒸物质全部蒸出后,蒸出液由混浊变澄清,此时不要结束蒸馏,要再多蒸出 l0一20mL的透明馏出液方可停止蒸馏。
蒸馏结束后,先去掉热源,拆下接受甁后,再按顺序拆卸其它部分。
4、操作要点
作为蒸馏烧瓶的三口烧瓶的容量应保证混合物的体积不超过其1/3,导入蒸汽的玻璃管下端应垂直地正对瓶底中央,并伸到接近瓶底,距瓶底0.5-1.0cm。
作为水蒸气发生器的圆底烧瓶上的安全管(平衡管)不宜太短,其下端应接近器底,距瓶底0.5-1.0cm,盛水量通常为其容量的1/2-2/3。
应尽量缩短圆底烧瓶与三口烧瓶之间的距离,以减少水气的冷凝。
开始蒸馏前应把T形管上的弹簧夹打开,当T形管的支管有水蒸气冲出时,接通冷凝水,开始通水蒸气,进行蒸馏。
为使水蒸气不致在三口烧瓶中冷凝过多而增加混合物的体积。在通水蒸气时,可在三口烧瓶下用酒精灯小火加热。
在蒸馏过程中,要经常检查安全管中的水位是否正常,如发现其突然升高,意味着有堵塞现象,应立即打开弹簧夹,移去热源,使水蒸气与大气相通,避免发生事故(如倒吸),待故障排除后再行蒸馏。如发现T形管支管处水积聚过多,超过支管部分,也应打开止水夹,将水放掉,否则将影响水蒸气通过。
当馏出液澄清透明,不含有油珠状的有机物时,即可停止蒸馏,这时也应首先打开夹子,然后移去热源。
❾ 进行水蒸气蒸馏时,水蒸气导入管的末端为什么要插入到接近于容器底部
进行水蒸气蒸馏时,水蒸气导入管的末端为什么要插入到接近于容器底部回
插入接近于答容器的底部,可使水蒸汽进入液面最下方,可以充分加热液体, 把产物带出,提高蒸馏效率和收率 如果导管只插入上方或中部,对液体的加热效果差很多, 而且无法把产品完全蒸馏带出,造成收率下降
\水蒸气比空气轻,如果导管插在试管口那么不待水蒸气冷却成水都跑到空中了,伸入试管底部是为了使水蒸气在跑出试管前就冷凝成水留在试管内。