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4有机化合物的分离与提纯技术(第13页)

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1. 仪器

油浴锅、圆底或梨形烧瓶(50mL)、克氏蒸馏头、减压毛细管、温度计套管、温度计(200℃)、直形冷凝管、三叉燕尾管、茄形烧瓶、量筒、三角漏斗、螺旋夹、真空橡皮管、乳胶管、减压系统(真空泵、安全瓶、气压计、净化塔)。

真空脂、苯甲醛[4]。

四、实验步骤

由于苯甲醛在实验室久置后会产生氧化后的杂质苯甲酸,所以使用前往往需要提纯。

但由于其沸点较高,178℃,在常压蒸馏时更易被空气中的氧气氧化成苯甲酸,故必须通过减压蒸馏进行提纯。

实验步骤如下:

按第一章图119所示,取50mL圆底烧瓶,安装减压蒸馏装置。

旋紧螺旋夹,开动真空泵,逐渐关闭安全瓶上的二通活塞,调试压力使其稳定在10mmHg以下。

开通安全瓶上的二通活塞,徐徐放入空气,待压力与大气平衡后,关闭真空泵。

取20mL苯甲醛,加入蒸馏烧瓶,检查各仪器接口处的严密性后开动真空泵,使压力稳定在10mmHg以下。

调节螺旋夹,控制减压毛细管的进气量,使蒸馏烧瓶内的**中有连续平稳的小气泡逸出。

待气压计稳定后读数,由图243估算出此外压下苯甲醛的沸点,比如,如果此时气压计的读数为10mmHg,估算出此时苯甲醛的沸点为62℃左右,此时可选择水浴加热(高出沸点20~30℃),收集沸程为60~63℃左右(1.33kPa)的馏分,并记下压力和沸程。

收集完大部分馏出液后,停止加热,移开热源,降温后,慢慢松开毛细管上螺旋夹,再慢慢地打开安全瓶上的活塞使体系与大气相通。

当压力计中的水银柱慢慢地回复到原状后,关闭真空泵,并按顺序拆卸减压蒸馏装置。

本实验约需3h。

【注释】

图244封闭式水银压力计[1] 例如,一化合物常压时沸点200℃,欲减压至4.0kPa(30mmHg),它相应的沸点应是多少?我们可以先在图243中间的直线上找出其常压时的沸点200℃,然后将此点与右边直线上30mmHg处的点连接成一直线,延长此直线与左边的直线相交,交点100℃即表示该物质在4.0kPa(30mmHg)时的近似沸点。

利用此图也可以反过来估计减压下的沸点和减压时要求的压力。

[2] 封闭式水银压力计(见图244)测量压力的方法是:压力计中两水银液面高度之差即为蒸馏系统中的真空度。

读数时,把刻度标尺的0点对准U形压力计右边水银柱的顶端,可直接从刻度标尺上读出系统内的实际压力。

封闭式压力计比较轻巧,但常常因残留空气,以致读数不够准确,常需要用开口式压力计来校正。

为了维护水银压力计U形管不让水或其他脏物进入,在蒸馏过程中,待系统内的压力稳定后,可关闭压力计的旋塞,使之与减压系统隔绝。

当需要观察压力时临时开启旋塞,记下压力计读数,再关闭旋塞。

[3] 吸收塔的有效工作时间是有限的,应适时定期更换装填物。

装填物吸附饱和后,不能起到保护真空泵的作用,还会阻塞气体通道,使真空度下降。

如长期不更换,则会胀裂玻璃塔身(如装氯化钙的塔);或者使玻璃瓶塞与塔身黏合,不能开启而报废(如装碱性填充物的塔)。

所以要经常观察吸收塔内装填物的形态,是否有潮湿状等,及时更换装填物,以保证真空泵有良好的工作性能。

五、思考题

(1) 什么情况下需要采用减压蒸馏?

(2) 在进行减压蒸馏时,为什么必须用水浴或油浴加热?

(3) 使用油泵减压时,需有哪些吸收和保护装置?其作用是什么?

(4) 减压蒸馏过程中,如何防止**加热暴沸?为何不能使用沸石?

(5) 为什么进行减压蒸馏时须先抽成真空后才能加热?

(6) 当减压蒸馏需要结束时,应如何停止蒸馏?为何放空后才能关泵?

实验10水蒸气蒸馏

一、实验目的

(1) 学习水蒸气蒸馏的原理及其意义。

(2) 掌握水蒸气蒸馏的实验操作技术。

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