Очистка и идентификация органических соединений. Часть I. Перегонка. Названова Г.Ф. - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

19
число молей смеси (т. е. число молей обоих компонентов), например, для
этанола:
x
э
= n
э
/n
э
+ n
б
,
где n
э
— число молей этанола в смеси; n
б
— число молей бутанола в смеси.
При 93 °С давление пара этанола составляет около 1260 мм рт. ст.,
следовательно, парциальное давление этанола p
э
над рассматриваемой в
примере смесью равно:
р
э
= Р
э
· x
э
= 1260 · 1/2 = 630 мм рт. ст. (1)
Для бутанола соответственно получаем:
р
б
= Р
б
· x
б
= 260 · 1/2 = 130 мм рт . ст. (2)
Когда общее давление паров над смесью достигнет 760 мм рт. ст., она
начинает кипеть. Поскольку парциальное давление этанола составляет
630/760 · 100% = 83% общего давления, то первоначально конденсирую-
щийся пар содержит 83 мол. % этанола и лишь 17 мол. % бутанола.
Обогащение пара летучим компонентом, т. е. тем, который имеет
большее давление пара, составляет
основу разделения смеси путем ректи-
фикации. Поскольку пар содержит больше этанола, ясно, что остаток будет
обогащен бутанолом, т. е. его мольная доля в остатке возрастает. Однако
это приводит к тому, что в соответствии с уравнением (2) парциальное
давление более высококипящего компонента повышается. По мере обога-
щения остатка бутанолом возрастает температура кипения, и
доля бутано-
ла в парах увеличивается.
Если в ходе обычной, простой перегонки собирать дистиллят в виде
отдельных фракций, то первые из них будут обогащены этанолом, а по-
следние из них – содержать меньше этанола, чем его было в исходной сме-
си. Ход перегонки изображен на рис. 12.
Нижняя кривая показывает зависимость температур
кипения смесей
этанол–бутанол от их состава (в мольных процентах). Верхняя кривая вы-
ражает соответствующие составы пара, определенные по закону Рауля.
Приведенная выше в качестве примера смесь 1 : 1 кипит при темпера-
туре 93 °С (точка I), образуя пар состава 83 мол.% этанола и 17 мол. % бу-
танола (точка II).
В результате конденсации этого пара
и отвода конденсата содержимое
колбы обогащается бутанолом. Перегонка продолжается с постепенным
повышением температуры кипения в соответствии с нижней кривой в на-
правлении точки Б.
Подвергая фракции, собранные в определенных температурных ин-
тервалах, повторной простой перегонке, можно, в конечном счете, осуще-
ствить разделение смеси на компоненты. Смеси, подчиняющиеся закону
Рауля хотя бы
в первом приближении, называются идеальными. Встре-

Страницы