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分餾的原理用途是什么?如何操作?


實驗室k / 2019-02-23

       分餾是蒸餾方法的一種,是將液體混合物在一個設(shè)備內(nèi)同時進(jìn)行多次部分氣化和部分冷凝,將液體混合物分離為組份的蒸餾過程。經(jīng)過分餾最后在氣相中可得到濃度較高的低沸點組份,在液相中得到濃度較高的高沸點組份。分餾又稱分級蒸餾或精餾。

       分餾可在常壓下進(jìn)行,也可在高于或低于大氣壓下進(jìn)行。當(dāng)混合液在常壓下是氣態(tài)時,可在加壓下分餾;當(dāng)分離高沸點混合物可用減壓精餾。

       這種蒸餾的方法用于可以互溶而且沸點相差很小的兩種或兩種以上的液體組份所組成的混合液。

       在實驗室內(nèi)的分餾過程主要是在分餾柱(或稱分凝器)內(nèi)進(jìn)行的。這樣可以經(jīng)過一次蒸餾,達(dá)到將各組份分離和提純的目的。分餾柱的形式有多種多樣的,常用的有以下幾種,如圖4-25所示。


       分餾的原理是當(dāng)蒸餾出的混合液蒸氣進(jìn)入分餾柱內(nèi)時,揮發(fā)度小的(即沸點高的)組份的蒸氣在還未達(dá)到頂部支管時,就冷凝為液體,又流回蒸餾瓶里。而揮發(fā)度大的(即沸點低的)組份蒸氣在分餾柱中則繼續(xù)上升經(jīng)過支管進(jìn)入冷凝器。實際上,在分餾柱內(nèi)當(dāng)流下的冷凝液與上升的蒸氣相接觸時,二者之間還進(jìn)行著熱量的交換,所以,有更多的揮發(fā)度低的組份,被冷凝下來。而揮發(fā)度大的組份則不斷地被蒸餾出來,這樣沸點低的組份就先被分餾出來。

       在實際工作中,往往兩種互溶液體的冷凝點沒有明確的分界點,這就需要在分餾時,時刻注意溫度計所指示的數(shù)值。當(dāng)溫度升高至超過先蒸餾出組份的沸點2~3℃時,就要更換接受瓶。再變更溫度到一定數(shù)值時,要再更換接受瓶。這樣得到幾組不同溫度下的蒸餾液,除第一部分較純外,以下依次每部分餾份則越來越不純,而對揮發(fā)度低的溶液則越來越純。再將中間的幾個組份分別進(jìn)行分餾,而且溫度變更范圍應(yīng)控制的更小,這樣繼續(xù)作下去就可以把各組份的液體分離開來。這就是分級蒸餾或簡稱分餾的一般操作過程。如原油可經(jīng)過分餾而分離出汽油、煤油和柴油等。

       這樣看起來,似乎分餾柱的高度越高越好,其實不完全是這樣。分餾柱過高,則蒸氣通過路程太長,應(yīng)該先蒸餾出的液體也會在柱中冷凝流回來,使蒸氣達(dá)不到支管不能進(jìn)入冷凝器,仍然得不到應(yīng)有的效果。當(dāng)然,分餾柱過短,揮發(fā)度低的組份蒸氣,還來不及冷凝,也蒸到冷凝器中去,又與揮發(fā)度大的仍然分不開。所以分餾柱的高度要選擇適當(dāng)。究竟多高,這要看分餾柱的構(gòu)造形式冷凝效力和混合組份的沸點來進(jìn)行選擇。分餾裝置如圖4-26所示。


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