1.回答下列常压蒸馏基本知识的问题:
(1)如何正确组装常压蒸馏装置?
●答 按先下后上、先左后右(指水池在右)、稳左动右的原则组装常压蒸馏装置。组装时注意要准确端正、横平竖直。无论从正面或侧面观察,全套仪器装置的轴线均在同一平面上,铁架台整齐地置于仪器的背面。力求做到稳(装置稳而牢固)、妥(装置妥善而无安全隐患)、端(端正美观)、正(正确选用仪器、操作规范)。
(2)蒸馏装置由哪几部分组成?各部分主要包括哪些仪器?
●答 蒸馏装置由加热部分、冷却部分和接收部分组成。
加热部分需要蒸馏烧瓶、温度计及热源;冷凝部分需要冷凝管;接收部分需要接液管、接受器。
(3)如何选择合适的蒸馏烧瓶?
●答 蒸馏烧瓶的大小选择根据被蒸馏液体体积确定,即被蒸馏的液体应占蒸馏烧瓶容量的1/2至2/3。
(4)蒸馏时应如何选用温度计?温度计在蒸馏烧瓶中的什么位置,才是正确的?
●答 一般选用量程比蒸馏液体最高馏分的沸点高出20℃左右的温度计。温度计在蒸馏烧瓶中的正确位置应为:温度计水银球的上沿与蒸馏烧瓶支管的下沿恰好在同一水平线上。
(5)蒸馏烧瓶和冷凝管分别应选用何种夹子固定?夹子应夹在什么位置?
●答 蒸馏烧瓶应选用烧瓶夹固定,夹在蒸馏烧瓶支管上部;冷凝管要选用冷凝管夹固定,夹在冷凝管的重心(斜置时约在中下部)部分。
(6)蒸馏烧瓶支管及冷凝管下端斜口伸出塞子多少距离合适?为什么?
●答 一般伸出塞子1~2cm较为合适。过短甚至不伸出塞子,蒸气或馏液将腐蚀橡皮塞而污染产品(即馏分);过长则因蒸气不易导出而影响蒸馏的速度。
(7)如何选用不同型号的冷凝管?
●答 冷凝管常用的有直形冷凝管、球形冷凝管和空气冷凝管。
当被蒸馏液体的沸点低于140℃时,一般选用直形冷凝管;当被蒸馏物的沸点高于140℃时,应选用空气冷凝管;当蒸馏沸点很低的物质时,则用蛇形冷凝管或球形冷凝管,因为它们的冷凝接触面积大,冷凝效果能满足其要求,但应竖直装配。
(8)塞子应如何选用?
●答 总的要求是塞子的大小应与仪器的口径相匹配。具体地说,塞子塞入瓶颈或管颈的部分,不能少于塞子本身高度的1/3,也不能多于2/3。
(9)常压蒸馏通常有哪些用途?
●答 分离提纯液态有机物,除去不挥发物;较好地分离那些沸点相差较大(沸点差大于30℃)而又不会形成恒沸物(或称共沸)的液体混合物;测定纯液体有机物的沸点;定性鉴定液体有机物;估计液态有机物的纯度;回收溶剂或蒸出溶剂以浓缩溶液。
(10)蒸馏前后“火”与“水”的操作次序如何?
●答 蒸馏前,先通水后加热;蒸馏结束,应先停止加热、后停止通水(如果接液管是插入馏液中的,则要先拆除,以免停止加热时产生倒吸现象)。
2.用常压蒸馏法测沸点时,若温度计位置偏下或偏上,将对测定结果产生什么影响?为什么?
●答 若温度计位置偏下,因此处蒸气的温度高于其沸点,故测出的沸点偏高;若温度计位置偏上,此处蒸气的温度低于其沸点,故测出的沸点偏低。
3.冷凝管中的水如何走向?反过来可以吗?欲把橡皮管接口接在冷凝管的进出口,应如何防止进出口接头被折断?组装蒸馏装置的冷凝管时,其进出水口朝向如何?(www.xing528.com)
●答 冷凝管中水的走向应与蒸气(或馏液)的走向相反,即由下往上。反过来不行,因为冷凝管上端水会因充不满而影响冷凝效果。另外,由于上部是低温的冷水,内管是刚进入冷凝管的热蒸气,冷凝管很容易因骤冷而破裂。冷凝管进出口接橡皮管的方法如下:用左手握住进出口接头部位,并用手指顶住接头,腋下夹住冷凝管的其他部分。用水或甘油润滑橡皮管口,用右手将橡皮管慢慢旋入进出口接头上。安装冷凝管时,应注意进水口向下、出水口向上。
4.当加热一段时间甚至已经有馏出液,才发现冷凝管中未通冷凝水。请问是否能立即通水?为什么?应如何处理?
●答 不能立即通水。因为此时冷凝管已被加热释放出的蒸气加热,温度较高,若立即通水,会因骤冷而导致冷凝管破裂。正确的操作是立即停止加热,待冷凝管自然冷却至室温时,再通入冷却水。
5.蒸馏时加入止暴剂,为什么能够防止暴沸?如果加热许久才发现未加止暴剂,应该怎么处理?请说明理由。如果因故中途中断蒸馏,请问继续蒸馏时还需补加新的止暴剂吗?用过的止暴剂能否再用?
●答 为了消除液体在加热过程中的过热现象,保证沸腾的平稳进行,常加入少许素瓷片或一端封口的短毛细管等作为止暴剂。因为这些物质表面疏松多孔,吸附有空气,受热后能产生小气泡。加入这些物质,就相当于在体系中引入气化中心,一旦液体气化产生,小气泡就能围绕气化中心平稳逸出,使液体平稳沸腾,从而防止在蒸馏过程中可能产生的过热或暴沸现象。但当加热许久后才发现未加止暴剂时,应使被加热的液体冷却后再补加止暴剂。切勿在液体沸腾时或在沸点温度附近加入止暴剂,否则会引起猛烈的暴沸,造成意外事故。如果中途因故中断蒸馏,欲继续蒸馏时,应补加新的止暴剂。用过的止暴剂因表面小孔被溶剂充满,所以不能再用,必须经洗净、烘干后方可继续使用。
6.如果加热过猛,测出来的沸点会不会偏高?为什么?如果加热不足,又会有什么影响?
●答 如果加热过猛,会使被测物的蒸气过热,从而使测定的结果偏高;如果加热不足,被测物蒸气由于不能及时到达支管口,会使测定的结果偏低或读数不规则。
7.蒸馏时应该如何控制加热速度?若维持加热的温度,当一种低沸点组分被蒸完而另一种高沸点组分还未达到沸点时,温度计上的读数为何会下降?
●答 蒸馏时,控制温度(即加热速度)以馏分从接液管滴下的速度以1~2滴/秒为标准。太快则说明加热过猛,太慢则说明加热不足。
若维持加热速度,当一种低沸点组分被蒸完而另一种高沸点组分的沸点又未达到时,由于没有蒸气上升加热温度计的水银球,故温度计的读数会下降。
8.在蒸馏操作中,应该注意哪些问题(从安全和蒸馏效果两个方面考虑)?
●答 从安全方面考虑,应注意以下6个问题:
(1)整个蒸馏装置的所有连接处要紧密,不漏气。
(2)整个体系不能完全封闭。
(3)要加止暴剂。
(4)低沸点易燃物质的蒸馏要用热水浴、油浴、砂浴或可控温的电热套,而不能用明火。
(5)加热前应通冷却水,中断蒸馏时应先撤走热源后停水。
(6)对于醚类的蒸馏,必须在蒸馏前检验并除去过氧化物,且不得蒸干。
从蒸馏效果方面考虑,应注意以下5个问题:
(1)应防止漏气,以免产品损失。
(2)温度计的位置要安装准确。
(3)要调节好热源,控制蒸馏速度。
(4)冷却效果要好。
(5)分段接收不同的馏分。
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