蒸馏分馏及常量法测定沸点精.ppt

蒸馏分馏及常量法测定沸点第1页，本讲稿共14页二、实验原理：二、实验原理：1 1、沸点：、沸点：液体的蒸气压只与温液体的蒸气压只与温度有关，度有关，即液体在一定温度即液体在一定温度下具有一定的蒸气压；随作下具有一定的蒸气压；随作温度的升高，液体的蒸气压温度的升高，液体的蒸气压增加。增加。当液体的蒸气压增大当液体的蒸气压增大到与外界施于液面的总压力到与外界施于液面的总压力（通常是大气压力）相等时（通常是大气压力）相等时，就有大量气泡从液体内部逸就有大量气泡从液体内部逸出，即出，即液体沸腾。液体沸腾。这时的温度这时的温度称为液体的沸点称为液体的沸点。P P液液=P=P外外第2页，本讲稿共14页通通常常所所说说的的沸沸点点是是在在0.1Mpa(0.1Mpa(即即760mmHg)760mmHg)压压力力下下液液体体的的沸沸腾腾温温度度。例例如如水水的的沸沸点点为为100100o oC C，即即指指大大气气压压为为760mmHg760mmHg时时，水水在在100100o oC C时时沸沸腾腾。在在其其它它压压力力下下的的沸沸点点应应注注明明，如如水水的的沸点可表示为沸点可表示为9595o oC/85.3kPaC/85.3kPa。注意：注意：纯粹的液体有机化合物在一定的压力下具有一定的沸点。纯粹的液体有机化合物在一定的压力下具有一定的沸点。可可初步鉴定物质初步鉴定物质。但是具有固定沸点的液体不一定都是纯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合物，它们也有一定的沸点。元或三元共沸混合物，它们也有一定的沸点。第3页，本讲稿共14页2、蒸馏蒸馏蒸馏就是将蒸馏就是将液体化合物加热至沸腾变为蒸气，又将蒸气冷液体化合物加热至沸腾变为蒸气，又将蒸气冷凝凝为液体化合物为液体化合物这两个过程的联合操作过程。这两个过程的联合操作过程。它是分离液它是分离液体有机化合物最常用的一种方法。体有机化合物最常用的一种方法。3、蒸馏的作用：蒸馏的作用：1）通过蒸馏可将易挥发的物质和不挥发的物质分开。）通过蒸馏可将易挥发的物质和不挥发的物质分开。2）将沸点不同的液体化合物分开，但不同液体沸点必须相差）将沸点不同的液体化合物分开，但不同液体沸点必须相差30以上。以上。3）可测化合物的沸点。）可测化合物的沸点。第4页，本讲稿共14页4、分馏、分馏分馏是借助于分馏柱进行分馏是借助于分馏柱进行多次气化和冷凝多次气化和冷凝，使一系列使一系列的蒸馏不需多次重复，一次得以完成的蒸馏（分馏就是多次蒸的蒸馏不需多次重复，一次得以完成的蒸馏（分馏就是多次蒸馏），馏），在分馏柱内，当上升的蒸气与下降的冷凝液互凝相接触时，在分馏柱内，当上升的蒸气与下降的冷凝液互凝相接触时，上升的蒸气部分冷凝放出热量使下降的冷凝液部分气化，两者上升的蒸气部分冷凝放出热量使下降的冷凝液部分气化，两者之间发生了热量交换，其结果，上升蒸气中易挥发组分增加，之间发生了热量交换，其结果，上升蒸气中易挥发组分增加，而下降的冷凝液中高沸点组分（难挥发组分）增加，如果继续而下降的冷凝液中高沸点组分（难挥发组分）增加，如果继续多次，就等于进行了多次的气液平衡，即达到了多次蒸馏的效多次，就等于进行了多次的气液平衡，即达到了多次蒸馏的效果。这样靠近分馏柱顶部易挥发物质的组分比率高，而在烧瓶果。这样靠近分馏柱顶部易挥发物质的组分比率高，而在烧瓶里高沸点组分（难挥发组分）的比率高。这样只要分馏柱足够里高沸点组分（难挥发组分）的比率高。这样只要分馏柱足够高，就可将这种组分完全彻底分开。工业上的精馏塔就相当于高，就可将这种组分完全彻底分开。工业上的精馏塔就相当于分馏柱。分馏柱。第5页，本讲稿共14页三、三、蒸馏蒸馏仪器的选择与安装仪器的选择与安装1、仪器的选择、仪器的选择1）蒸馏蒸馏瓶：一般为圆底烧瓶瓶：一般为圆底烧瓶（蒸馏物液体的体积，一般不要超过蒸（蒸馏物液体的体积，一般不要超过蒸馏瓶容积的馏瓶容积的2 2/3 3，也不要少于，也不要少于1 1/3 3。）。）2 2）冷凝管：）冷凝管：液体沸点小于液体沸点小于130 130 用用直型冷凝管直型冷凝管；大于；大于130 130 用用直型冷凝管直型冷凝管3 3）蒸馏头：）蒸馏头：普通蒸馏头普通蒸馏头；克氏蒸馏头（减压蒸馏用）克氏蒸馏头（减压蒸馏用）4 4）温度计：）温度计：其量程不低于液体沸点其量程不低于液体沸点5 5）接液管：）接液管：或称尾接管。或称尾接管。（根据需要安装不同用途的尾接管，（根据需要安装不同用途的尾接管，例如，减压蒸馏需安装真空尾接管）例如，减压蒸馏需安装真空尾接管）6 6）接受瓶：）接受瓶：一般常压蒸馏用一般常压蒸馏用锥形瓶锥形瓶，减压蒸馏用圆底烧瓶。，减压蒸馏用圆底烧瓶。5 5）、）、6 6）统称为接受器）统称为接受器第6页，本讲稿共14页2 2、蒸馏、蒸馏装置的安装装置的安装热源热源蒸馏瓶蒸馏瓶（固定方法、离热源的距离，其轴心保持垂直）（固定方法、离热源的距离，其轴心保持垂直）蒸馏蒸馏头头（其对称面与铁架平行）（其对称面与铁架平行）冷凝管冷凝管（若为直形冷凝管则应保证（若为直形冷凝管则应保证上端出水口向上，与橡皮管相连至水池；下端进水口向下，通过上端出水口向上，与橡皮管相连至水池；下端进水口向下，通过橡皮管与水龙头相连；才能保证套管内充满水）橡皮管与水龙头相连；才能保证套管内充满水）接液管接液管接受接受瓶瓶（正式接受馏液的接受瓶应事先称重并做记录）（正式接受馏液的接受瓶应事先称重并做记录）温度计温度计（借助温度（借助温度计导管将温度计固定在蒸馏头的上口处计导管将温度计固定在蒸馏头的上口处，使温度计水银球的上限使温度计水银球的上限与蒸馏头侧管的下限同处一水平线上与蒸馏头侧管的下限同处一水平线上）。）。仪器安装顺序一般为：仪器安装顺序一般为：自下而上，从左到右。自下而上，从左到右。撤卸撤卸仪仪器与安装器与安装顺顺序相反。序相反。第7页，本讲稿共14页蒸馏装置蒸馏装置 第8页，本讲稿共14页3 3、蒸馏、蒸馏操作操作1）加料：加料：将待蒸馏液通过玻璃漏斗小心倒入蒸馏瓶中。将待蒸馏液通过玻璃漏斗小心倒入蒸馏瓶中。不要使液不要使液体从支管流出。体从支管流出。加入几粒沸石加入几粒沸石，塞好带温度计的塞子。，塞好带温度计的塞子。当温度计读数急剧上升时，应适当调整热源温度，使升温速度略为当温度计读数急剧上升时，应适当调整热源温度，使升温速度略为减慢，蒸气顶端停留在原处，让水银球上液滴和蒸气温度达到平衡。减慢，蒸气顶端停留在原处，让水银球上液滴和蒸气温度达到平衡。然后再稍稍提高热源温度，进行蒸馏（然后再稍稍提高热源温度，进行蒸馏（控制加热温度以调整蒸馏速控制加热温度以调整蒸馏速度，通常以每秒度，通常以每秒12滴为宜。滴为宜。在整个蒸馏过程中，应使温度计水在整个蒸馏过程中，应使温度计水银球上银球上常有被冷凝的液滴常有被冷凝的液滴。此时的温度即为。此时的温度即为液体与蒸气平衡时的温度液体与蒸气平衡时的温度。温度计的读数就是液体（馏出液）的沸点。温度计的读数就是液体（馏出液）的沸点。热源温度太高，使蒸气成为过热蒸气，造成温度计所显示的沸点偏高；若热源温热源温度太高，使蒸气成为过热蒸气，造成温度计所显示的沸点偏高；若热源温度太低，馏出物蒸气不能充分浸润温度计水银球，造成温度计读得的沸点偏低或度太低，馏出物蒸气不能充分浸润温度计水银球，造成温度计读得的沸点偏低或不规则。不规则。2）加热：加热：先给水冷凝管通水，然后加热。先给水冷凝管通水，然后加热。第9页，本讲稿共14页3 3）观察沸点及收集馏液：）观察沸点及收集馏液：进进行行蒸蒸馏馏前前，至至少少要要准准备备两两个个接接受受瓶瓶，其其中中一一个个接接受受前前馏馏分分（或或称称馏馏头头），另另一一个个（需需称称重重）用用于于接接受受预预期期所所需需馏馏分分（并并记记下下该该馏馏分分的的沸程沸程：即该馏分的第一滴和最后一滴时温度计的读数即该馏分的第一滴和最后一滴时温度计的读数）。）。一一般般液液体体中中或或多多或或少少含含有有高高沸沸点点杂杂质质，在在所所需需馏馏分分蒸蒸出出后后，若若继继续续升升温温，温温度度计计读读数数会会显显著著升升高高，若若维维持持原原来来的的温温度度，就就不不会会再再有有馏馏液液蒸蒸出出，温温度度计计读读数数会会突突然然下下降降。此此时时应应停停止止蒸蒸馏馏。即即使使杂杂质很少，也不要蒸干，以免蒸馏瓶破裂及发生其它意外事故。质很少，也不要蒸干，以免蒸馏瓶破裂及发生其它意外事故。4）拆除蒸馏装置：）拆除蒸馏装置：蒸馏完毕，蒸馏完毕，先应撤出热源先应撤出热源（拔下电源插头，（拔下电源插头，再移走热源）再移走热源），然后停止通水然后停止通水，最后拆除蒸馏装置（与安装顺，最后拆除蒸馏装置（与安装顺序相反）。序相反）。第10页，本讲稿共14页加热时可见蒸馏瓶中的沸石周围有很多的小气泡冒处液体逐加热时可见蒸馏瓶中的沸石周围有很多的小气泡冒处液体逐渐沸腾，渐沸腾，四、关于现象记录的举例：四、关于现象记录的举例：温度计水银球上挂有冷凝的液滴温度计水银球上挂有冷凝的液滴 当蒸气的顶端达到水银球部位时，温度计读数急剧上升。当蒸气的顶端达到水银球部位时，温度计读数急剧上升。温度计的读数就是液体（馏出液）的沸点。温度计的读数就是液体（馏出液）的沸点。蒸气逐渐上升，温度计读数也略有上升。蒸气逐渐上升，温度计读数也略有上升。前馏分前馏分的温度：的温度：第一滴第一滴馏出液的温度：温度计读数稳定馏出液的温度：温度计读数稳定时的温度时的温度馏分的沸程：即该馏分的第一滴和最后一滴时温度计的读数馏分的沸程：即该馏分的第一滴和最后一滴时温度计的读数第11页，本讲稿共14页1、进进行行蒸蒸馏馏操操作作时时，有有时时发发现现馏馏出出物物的的沸沸点点往往往往低低于于（或或高高于于）该该化化合合物物的的沸沸点点，有有时时馏馏出出物物的的温温度度一一直直在在上上升升，这这可可能能是是因因为为混混合合液液体体组组成成比比较较复复杂杂，沸沸点点又又比比较较接接近近的的缘缘故故，简单蒸馏难以将它们分开，可考虑用分馏。简单蒸馏难以将它们分开，可考虑用分馏。2、沸石的加入、沸石的加入为了清除在蒸馏过程中的过热现象和保证为了清除在蒸馏过程中的过热现象和保证沸腾的平稳状态，常加沸石，或一端封口的毛细管，因为它沸腾的平稳状态，常加沸石，或一端封口的毛细管，因为它们都能防止加热时的暴沸现象，把它们称做止暴剂又叫助们都能防止加热时的暴沸现象，把它们称做止暴剂又叫助沸剂，值得注意的是，不能在液体沸腾时，加入止暴剂，不沸剂，值得注意的是，不能在液体沸腾时，加入止暴剂，不能用已使用过的止暴剂。能用已使用过的止暴剂。四、操作要点和说明四、操作要点和说明第12页，本讲稿共14页五、五、本次实验的成败关键：本次实验的成败关键：1、仪器装配符合规范、仪器装配符合规范2、热源温控适时调整得当、热源温控适时调整得当3、馏分收集范围严格无误、馏分收集范围严格无误1、检查装置是否完好无损，安装是否符合要求。、检查装置是否完好无损，安装是否符合要求。2、注意装置与大气相通、注意装置与大气相通3、注注意意别别忘忘了了加加沸沸石石（不不能能中中途途加加；要要补补加加，需需将将液液体体冷冷至至室室温温后再加。）后再加。）4、先停加热，稍冷后再停通水。、先停加热，稍冷后再停通水。六、安全须知六、安全须知第13页，本讲稿共14页七、思考题七、思考题1 1、用蒸馏法测沸点时，温度计水银球的位置过高或过低，将会、用蒸馏法测沸点时，温度计水银球的位置过高或过低，将会有什么误差？有什么误差？2 2、液体转入蒸馏烧瓶，应如何操作？不按此操作可能导致什么、液体转入蒸馏烧瓶，应如何操作？不按此操作可能导致什么后果？后果？3 3、蒸馏时为什么必须加入沸石等助沸物？、蒸馏时为什么必须加入沸石等助沸物？4 4、向冷凝管通水，下口进水，上口出水。为什么？、向冷凝管通水，下口进水，上口出水。为什么？5 5、蒸馏速度过快或过慢，将会导致什么后果？、蒸馏速度过快或过慢，将会导致什么后果？6 6、当加热后有馏出液时，才发现未通冷凝水，能否马上、当加热后有馏出液时，才发现未通冷凝水，能否马上通水？应如何正确处理？通水？应如何正确处理？7 7、判断：有恒定沸点的液体一定是纯净物吗？为什么？、判断：有恒定沸点的液体一定是纯净物吗？为什么？8 8、蒸馏方法的作用有哪些？、蒸馏方法的作用有哪些？第14页，本讲稿共14页