有机化学实验六 简单分馏.doc

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1、有机化学实验六简单分馏实验六简单分馏一．实验目的:1.了解分馏的原理和意义，分馏柱的种类和选用的方法。2.学习实验室里常用分馏的操作方法。二．实验重点和难点：1.简单分馏原理；2.分馏的操作方法；实验类型：基础性实验学时：4学时三．实验装置和药品：主要实验仪器：酒精灯圆底烧瓶分馏柱冷凝管接液器温度计量筒锥形瓶（3个）主要化学试剂：甲醇和水的混合物(1:1)50mL沸石四．实验装置图：五．实验原理：分馏：是应用分馏柱将几种沸点相近的混合物进行分离的方法。它在化学工业和实验室中分离液态的有机化合物的常

2、用方法之一。普通的蒸馏技术要求其组分的沸点至少要相差30℃，才能用蒸馏法分离。但对沸点相近的混合物，用蒸馏法不可能将它们分开。若要获得良好的分离效果，就非得采用分馏不可。现在最精密的分馏设备巳能将沸点相差仅1--2℃的混合物分开，利用蒸馏或分馏来分离混合物的原理是一样，实际上，分馏就是多次蒸馏。基本原理：蒸馏是提纯液体物质和分离混合物的一种常用方法。蒸馏时混合液体中各组分的沸点要相差30℃以上，才可以进行分离。应用分馏柱将几种沸点相近的混合物进行分离的方法称为分馏。它在化学工业和实验室中被广泛应用

3、。现在最精密的分馏设备已能将沸点相差仅1－2℃的混合物分开。利用分馏来分离混合物的原理与蒸馏是一样的，实际上分馏就是多次蒸馏。6有机化学实验六简单分馏将几种具有不同沸点而又可以完全互溶的液体混合物加热，当其总蒸气压等于外界压力时，就开始沸腾气化，蒸气中易挥发液体的成分较在原混合液中为多。为了简化，我们仅讨沦混合物是二组分理想溶液的情况，所谓理想溶液即是指在这种溶液中，相同分子间的相互作用与不同分子间的相互作用是一样的。也就是各组分在混合时无热效应产生，体积没有改变。只有理想溶液才遵守拉乌尔定律。拉

4、乌尔定律溶液中每一组分的蒸气压等于此纯物质的蒸气压和它在溶液中的摩尔分数的乘积。亦即：PA、PB分别为溶液中A和B组分的分压。、分别为纯A和纯B的蒸气压，XA和XB别为A和B在溶液中的摩尔分数。溶液的总蒸气压：P=PA+PB道尔顿分压定律根据道尔顿分压定律，气相中每一组分的蒸气压和它的摩尔分数成正比。因此在气相中各组分蒸气的成分为：因为在溶液中xA+xB=1,所以若pA0=pB0，则xB气/xB=1，表明这时液相的成分和气相的成分完全相同，这样的A和B就不能用蒸馏（或分馏）来分离。如果pA0＞pB

5、0，则xB气/xB＞1表明沸点较低的B在气相中的浓度较在液相中为大（在pA0＜pB0时，也作类似的讨论）。在将此蒸气冷凝得到的液体中，B的组分比在原来的液体中多（这种气体冷凝的过程就相当于蒸馏的过程）。如果将所得到的液体再进行汽化，在它的蒸气经冷凝后的液体中，易挥发的组分又将增加。如此多次重复，最终就能将这两个组分分开（凡是形成共沸混合物的不能分开）。分馏就是利用分馏柱来实现这一（多次重复）的蒸馏过程。在分馏柱内，当上升的蒸气与下降的冷凝液互相接触时，上升的蒸气部分冷凝放出热量使下降的冷凝液部分气

6、化，两者之间发生了热量交换，其结果，上升蒸气中低沸点组分增加，最后被蒸馏出来，而高沸点组分不断流回到加热的容器中。为了解分馏原理最好是应用恒压下的沸点—组成曲线图(称为相图，表示这两组分体系中相的变化情况)。通常它是用实验测定在各温度时气液平衡状况下的气相和液相的组成，然后以横坐标表示组成，纵坐标表示温度而作出的(如果是理想溶液，则可直接由计算作出)。下图即是大气压下的苯—甲苯溶液的沸点—组成图6有机化学实验六简单分馏从图中可以看出，由苯20％和甲苯80％组成的液体(L1)在102°C时沸腾，和此

7、液相平衡的蒸气(V1)组成约为苯40％和甲苯60％。若将此组成的蒸气冷凝成同组成的液体(L2)，则与此溶液成平衡的蒸气(V2)组成约为苯68％和甲苯32％。显然如此继续重复，即可获得接近纯苯的气相在分馏过程中，有时可能得到与单纯化合物相似的混合物。它也具有固定的沸点和固定的组成其气相和液相的组成也完全相同，因此不能用分馏法进一步分离。这种混合物称为共沸混合物（或恒沸混合物）。共沸混合物虽然不能用分馏来进行分离，但它不是化合物，它的组成和沸点随压力而改变，用其它方法破坏共沸组分后再蒸馏可以得到纯粹的

8、组分。几种常见的共沸混合物见下表6有机化学实验六简单分馏简单分馏柱：分馏柱的种类较多，一般实验室常用的分馏柱有填充式分馏柱和刺形分馏柱（又称韦氏分馏柱），见图3.21。填充式分馏柱是在柱内填上各种惰性材料—填料，填料有玻璃（玻璃珠、玻璃管、陶瓷）或金属（螺旋形、马鞍形、网状）。玻璃的优点是不会与有机化合物起反应，而金属则可与卤代烷之类的化合物起反应。为了提高分馏柱的分馏效率，在分馏柱内装入具有大表面积的填料，填料之间应保留一定的空隙，要遵守适当紧密且均匀的原则，这样就可以增加回流液