A. 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。
B. 化学实验室中制取蒸馏水都用什么仪器
应该用到铁架台,冷凝管,酒精灯,实木块,石棉网,锥形瓶和温度计。对了再买一些软木塞和软导管。就这些了,希望对你有帮助。。。。
C. 蒸馏水设备的原理图
蒸馏水设备的原理图如下
D. 蒸馏水和纯净水有什么区别
我蒸馏水是利用蒸馏设备使水蒸汽化,然后使水蒸气凝成水,虽然除去了重金属离子,但也除去了人体所需要的微量元素,并没有除去低沸点的有机物。原因是这些低沸点有机物挥发后随水蒸气的冷凝也同时凝结回到水里。长期饮用这种水,不仅会引起缺乏某些微量元素,而且将有些有机物也饮入体内,不利于健康,故不宜于为常规饮用水。
经纯化处理后的水叫纯净水,因宇航员最早饮用的是这种水,故也叫太空水。
正常人适当饮用纯净水,有助于人体的微循环,但不宜长期饮用,由于它不仅除去了水中的细菌、病毒、污染物等杂质,也除去了人体有益的微量元素和矿物质,如钙、镁几乎被除净。因此,长期饮用会影响体内电解质酸碱平衡,影响神经、肌肉和多种酶的活动,特别是老人和儿童,如不及时补充营养及钙质,容易缺乏营养和患缺钙症。对于并非营养过剩的人,不宜长期饮用纯净水。
磁化水是指水经磁场作用,交叉切割磁力线,使水分子结构改变来完成磁化过程的水。据说这种水有软化心、脑血管,防治胆、肾结石的作用,但还有待长期实践后验证和进行科学论证。
矿泉水是指来自地下水深层流经某些岩石的地下水。矿泉水中的微量元素能参与人体内激素、核酸的代谢,应该说是人体所需要的保健成分,但对其进行生理化学研究后的结果表明:有许多矿泉水不符合卫生要求,即使卫生合格的矿泉水,因人的身体条件不同,所需微量元素种类和数量也不同,所以矿泉水的微量元素和离子也并非对人人都有益。据报导:人体内微量元素的生理浓度和中毒剂量很接近,微量元素过量比摄入不足对人体更有害,因此,生理保健专家特别指出:微量元素不可乱补。矿泉水虽然含有一定量的微量元素,如人体所需的微量元素已经满足,再补进去,多了就会在血流、细胞内沉积,导致微量元素代谢失调,增加肾脏负担易产生肾结石、尿道结石及胆结石等。所以说,饮用何种类型的矿泉水应在医生指导下选择,但矿泉水不应作为长期饮用的最佳水。
自然界存在着大量的天然水。前面已经提到,随着我国工农业生产和城市的发展,工业废水和污水的排放量日益增加,使本来可以直接饮用的天然水也不能直接饮用。为了确保人类的健康,不少有识之士,都努力寻找好的水源,选择水处理工艺,以除去水中的有害物质和细菌。但由于水源不同,处理工艺、设备不一,处理技术水平有差异,所以造成各厂家的产水水质也有较大的差异。现在不少单位和个人都认识到选择水源和处理技术水平的重要性,努力选择好的水源,采用先进的水处理技术,使供给居民的水既保持了无污染的原天然水的营养成分,又避免了长期饮用纯净水缺少微量元素的缺陷,也防止了长期饮用矿泉水对胆、肾、尿道等易形成结石的隐患。由于这种水几乎不含有机物,故经过臭氧消毒后,臭氧经过还原反应产生的氧几乎没有消耗,所以有人称:经过臭氧消毒的水为含氧水也有人叫活性水。
当前国内生产纯净水、天然水的几种工艺流程,大致都是采用高新技术——膜分离技术,与通常的水处理法制取纯水相比,其优点明显,在常温下操作,没有相转变,能耗少,分离效率高,操作简单,并且反渗透、超滤法能够除去胶体、有机物的特点。超滤法能够基本保留天然水中对人体有用的微量元素,所以超滤法是目前制取天然水的优先选择的最佳方法之一。
处理后的天然水,除去水中的有机物和细菌,保留了水中的微量元素,具有了原天然水的风味,这种水是值得推荐的饮用水。 综上所述,我们认为:今天人们应该饮用水源基本无污染或污染极轻,经过分离膜处理、臭氧消毒的天然水为宜
E. 蒸馏水机出来的水电导率多少好
一、控制纯化水电导率在1.5以下,最多不能超过1.6.不然的话,影响你蒸馏水的制备与误工。
二、在制水前,打开各效下排水阀,排除上班生产余水,当然短时间停车,不用排水。
三、设备因素,如果你采用新的蒸馏水机,必须要厂家来清洗至合格后,你们再使用。
四、如果电导率特别大,你可以考虑是不是设备冷凝器有损坏?因为冷凝水一般采用饮用水。
【严格控制纯化水的电导率小于2,进水流量在400-2000,进汽压力控制在3公斤以上,出水温度控制在98以上。】
F. 蒸馏水可用作设备循环冷却水吗
可以使用的。
循环冷却水系统,是以水作为冷却介质,并循环使用的一种冷却水系统。主版要由冷却权设备、水泵和管道组成。冷水流过需要降温的生产设备(常称换热设备,如换热器、冷凝器、反应器)后,温度上升,如果即行排放,冷水只用一次(称直流冷却水系统)。使升温冷水流过冷却设备则水温回降,可用泵送回生产设备再次使用,冷水的用量大大降低,常可节约95%以上。冷却水占工业用水量的70%左右,因此,循环冷却水系统起了节约大量工业用水的作用。
G. 求简单,安全,高效的方法,能用家里的设备制备蒸馏水。
只要到
化工商店买一抄台袭
蒸馏水机,一个小时出水10升,足够用,价格也不贵,也有一小时出水5升的,价格300多元,你自己制作蒸馏水,不敢保证
制水的纯度,和产量,也不敢保证在
加工过程中,不小心的二次污染,。只要是化工商店都有卖,简单省事,自己做费事,花钱也不少。
H. 生产大量的工业蒸馏水需要怎样的机器呢
生产大量来的工业蒸源馏水一般用电热蒸馏水器。
蒸馏水用途:
1.在生活中,一般和机器、电器相关的时候,蒸馏水的作用主要是它不导电,保证机器运行稳定,延长电器使用寿命。
2.在医药行业,蒸馏水的作用是因为低渗作用。用蒸馏水冲洗手术伤口,使创面可能残留的肿瘤细胞吸水膨胀,破裂,坏死,失去活性,避免肿瘤在创面种植生长。
3.学校里的化学实验,有些需要用蒸馏水,利用的就是蒸馏水无电解质,没有游离离子,或是没有杂质。需要具体问题具体分析,看看是利用它不导电的性质,还是低渗作用,还是没有其他离子,不会发生化学反应的作用。
I. 实验室怎样自制蒸馏水,需要哪些设备
最好根据你的实验室的大小,来决定你的设备
一般用电热蒸馏水器,比较方便
市面上有5L/h、10L/h、20L/h等几种规格的电热蒸馏水器
(每小时产蒸馏水5公斤、10公斤、20公斤)
J. 超纯水和蒸馏水器的区别在哪
同等的超纯水设备和蒸馏水器相比之下,超纯水设备的价格会高于蒸馏水器。但是从设内备的使用成本方面容分析的话,超纯水设备比蒸馏水器更加节约成本,而且可以减少水浪费,这很符合现在的资源节约型社会的要求。
除了价格,超纯水设备在使用上也更方便,它的集成化更高,更方便维护,这也为用户在后期的使用上带来不少便利。所以超纯水设备是要优于蒸馏水器的。