实验九减压蒸馏

实验九减压蒸馏第1页/共24页减压蒸馏第2页/共24页实验目的了解减压蒸馏的基本原理学会使用减压泵的减压操作。减压蒸馏装置的搭装和气密性的检查熟悉压力—沸点经验曲线减压蒸馏乙二醇，每人30ml粗品乙二醇第3页/共24页基本原理

适用于在常温下沸点较高，常压蒸馏时易发生分解、氧化、聚合等热敏性有机化合物的分离提纯。一般把低于一个大气压的气态空间称为真空，因此，减压蒸馏也称为真空蒸馏。第4页/共24页

液体的沸点与外界施给液体表面的压力有关，随着外界施加给液体表面压力的降低，液体沸点下降。沸点与压力的关系可近似的用下式表示：

LogP=A+B/T式中：P为液体表面的蒸汽压；T为溶液沸腾时的绝对温度；A和B为常数。如果用logP为纵坐标，1/T为横坐标可近似的得到一条直形，从二元组分已知的压力和温度可算出A和B的数值，再将所选择的压力带入上式即可求出液体在这个压力下的沸点。当有机化合物沸点较高或在常压下蒸馏时发生水解、氧化、聚合,可采用减压蒸馏的方法。液体的沸点随着外界的压力而下降。沸点和压力的关系为其中P为蒸汽压，T为沸点（绝对温度），AB为常数。如以LogP为纵坐标，1/T为横坐标可以近似得到一条直线。一般把低于一个大气压的气态空间称为真空。因此，减压蒸馏也称为真空蒸馏。第5页/共24页各种真空度范围10～760mmHg为粗真空，有机试验常用10-3～10mmHg为低真空，用于精细试验10-8～10-4mmHg为高真空<10-9mmHg为超高真空第6页/共24页本次试验做的减压蒸馏直接用水泵压力计算公式：

760mmHg—(n格/10)760mmHg备注：1atm等于760mmHg等于1.013105Pa等于0.1MPa。一大格等于76mmHg。第7页/共24页如何利用液体在常压下的沸点与减压下的沸点做近似图例如：水在760mmHg时的沸点为100度，若求20mmHg时水的沸点值，可先在B线上100度这一点上与C线上20mmHg这一点连线并延长至A线上，在A线上的交点即为20mmHg时水的沸点22度。另外，压力对沸点的影响还可以做以下估算：从大气压降到25mmHg，高沸点（250～300度）的化合物的沸点随之下降100～125度左右；当减压降至25mmHg以下时，压力每降低一半时，沸点下降10度。第8页/共24页减压蒸馏装置搭装的注意事项装置见下页。将油浴改为电热套加热玻璃仪器有：100ml圆底烧瓶，克氏蒸馏头，直冷，双股接引管，圆底烧瓶50ml×2，50ml量筒一支，抽气管，减压毛细管，温度计及其套管蒸馏瓶内液体不可超过一半，因为减压下蒸汽底体积比常压下大得多。搭装仪器时，首先要求检查磨口仪器是否有裂纹。安装仪器时每一个磨口都必须配合，同时为了提高气密性要求在磨口上涂凡士林，部位为内口底上半部。第9页/共24页插入装置图第10页/共24页插入压力沸点图第11页/共24页第12页/共24页抽气管（减压毛细管）的组成和作用抽气管的组成：可用有中孔的玻璃棒，也可用拉成的毛细管，用乳胶管套在抽气管中部，当中夹一段铜丝。外边用霍夫曼夹（螺旋夹）夹上，以便调节进气量。另外，用乳胶管和温度计套管（或橡皮塞打孔）连接密封。抽气管的作用：通过抽气管进入微量的空气，有时用氮气，起到沸腾中心和气动搅拌的双重作用，防止蒸馏瓶内物料局部过热和炭化。第13页/共24页安装好仪器后，首先检查气密性操作：空试：旋紧D（抽气管的螺旋夹），打开G（安全瓶活塞，开动泵，关闭G，观看真空度。若真空度能顺利达到要求，打开D，慢开G，控制进气量，并观察压力瓶回到原位后，停泵。特别注意：一定要慢开G。不要使水银冲破压力表，以免出现危险。第14页/共24页油泵的真空系统简单介绍缓冲瓶：用吸滤瓶即为安全瓶，真空接引管支口与安全瓶相连。安全瓶不仅可以防止水压下降时水冲泵的水倒吸至蒸馏装置，而且还可以通过它来安装减压系统压力表以及排空活塞G，可防止物料进入减压系统。 即：1）调节压力，2）防止把产物抽至泵中。压力表：用来测量蒸馏系统的蒸馏压力，一般用水银压力计测量减压系统的压力。干燥塔：石蜡干燥塔：吸收有机物 硅胶干燥塔：吸收微量水 碱（NaOH块状）干燥塔：吸收酸性气体 氯化钙干燥塔：吸收水气 冷阱：冷凝杂质 减压系统仪器装置要做到气流通畅又密封，各种仪器安装尽量紧凑。第15页/共24页减压蒸馏操作空试：旋紧D，打开G，开动泵，关闭G，打开D，慢开G，停泵。加料：装好抽气管等，不要加热，先如1）步空试操作，使真空泵稳定在所需数值，让抽气管向烧瓶内送入平稳的小气泡。开始加热：先快，温度刚有升势，立刻转为平稳加热（若用电热套加热，调节电压），当预热期结束时，温度计上先见液滴，温度迅速上升。待温度和压力均平稳在一定数值时，立刻转动多股接引管磨口。接收馏分，流速一般为1～2滴/秒。控制沸程一般为1～2度，直到温度超出允许范围，停止蒸馏。停止蒸馏：先停止加热，移走热源，再稍微抽片刻，使蒸馏瓶以及残留液得以冷却，慢开D，慢开G。待压力计中汞柱复位后，停泵，先移走馏出液，再按规程拆开仪器。第16页/共24页若空试时，系统达不到所需的真空度，需要细心检查，可用手卡住安全瓶与真空接引管间的胶管，观察真空度是否变化。如果真空度不变，可能泵本身漏气，或者泵效能有问题。若真空度可以上升，即说明仪器装置系统有漏气之处，应一个个接口处仔细查找。检查出漏气之处，排除故障后，才能进入正常操作。第17页/共24页本试验中克氏蒸馏头的作用可防止飞溅液体冲入冷凝器。在减压蒸馏中，蒸馏瓶内可以产生严重暴沸现象。这是因为气泡从液体中冲出造成的猛烈飞溅。另外，还可以检查温度（沸点）。第18页/共24页在做合成试验时，要求先蒸出低沸点溶剂后，再进行减压蒸馏本试验中由于直接蒸馏的乙二醇，因此，不必先进行常压蒸馏操作。第19页/共24页减压时要注意：由于蒸汽体积比常压时大地多，故减压操作时要缓慢平稳地进行。避免蒸汽过热。减压蒸馏时仪器壁要厚，不能有裂缝。不能使用薄壁及不耐压形状地仪器（如锥形瓶），仪器安装正确，不能有扭力和加热厚产生内应力。减压蒸馏液有馏头，馏分（有时是几个温度段地，即几个馏分）和馏尾。为便于更换接收器，故用多股接引管。第20页/共24页思考题何种情况下采用减压蒸馏？有些化合物沸点较高，在常压下蒸馏往往发生水解，氧化，聚合，在这种情况下不能采用减压蒸馏地方法。组装减压蒸馏装置时应注意什么问题？1）仪器壁要厚，要耐压，2）气密性要好，3）仪器不能有裂纹，4）仪器安装要正确，不能有扭力，5）仪器接口（内上部）要抹凡士林。减压蒸馏操作流程是什么样的？1）空试，2）加料），3）开始加热，4）停止蒸馏。在化合物的沸点不明确，压力计又不准确时，且化合物量大杂质又少，要减压纯化该化合物，应接收什么情况下的馏分？应接收压力、温度都稳定不变时的馏分。第21页/共24页特别注意抹凡士林时一定只抹磨口的