2.1.1. Подготовка жидкости к перегонке

Перед перегонкой обычно необходимо полностью удалить из жид­кости воду, так как в ее присутствии при перегонке происходят неприят­ные толчки (особенно при перегонке в вакууме). Следует также исклю­чить возможность гидролиза некоторых веществ при их нагревании с во­дой в ходе перегонки. Сушку ведут при помощи осушающих веществ, которые обычно прибавляют к разбавленной растворителем жидкости. При выборе подходящего средства для сушки необходимо руководство­ваться его химической индифферентностью по отношению к осушаемому веществу. Осушитель не следует брать в избытке, лучше оставить смесь стоять на более продолжительное время.

К наиболее важным осушающим средствам можно отнести: Хлористый кальций (сплавленный или гранулированный) - наибо-лее доступное и широко распространенное средство. Хлористый кальции нельзя применять для сушки спиртов, фенолов, аминов, многих кислот, кетонов и амидов, так как он реагирует с ними, а потому и при сушке не­известных веществ.

Безводные соли (сульфаты натрия, калия и меди) в химическом от-ношении почти вполне индифферентны, а потому очень удобны для суш-ки нестойких соединений: альдегидов, кетонов, спиртов, эфиров и т.

Действуют они, однако, довольно медленно, поэтому процесс сушки за­нимает обычно несколько дней.

Едкие щелочи (КОН и NaOH) применяют для сушки органических оснований типа алифатических аминов, пиридина и их производных.

Металлический натрий обычно употребляется после предвари­тельной сушки другим, менее активным осушителем. Его применяют в виде тонких пластинок или проволоки. Возможность применения натрия очень ограничена, но осушающая способность весьма велика. Он исполь­зуется для сушки углеводородов и простых эфиров (приготовление так называемых абсолютных, т. е. совсем не содержащих воды растворите­лей). Натрий не пригоден для сушки спиртов, фенолов, кислот, оснований и т. д.

Осушаемое вещество и осушитель помещают в плоскодонную кол­бу, закрывают корковой пробкой и оставляют на несколько дней. Необ­ходимо помнить, что колбу нельзя плотно закрывать резиновой или при­тертой стеклянной пробкой, так как в процессе осушения плотно закры­тые тонкостенные сосуды, в особенности эрленмейеровские колбы, почти всегда лопаются.

Процесс сушки заканчивают, когда осушаемая жидкость становится полностью прозрачной. Ее отделяют от использованного осушителя де­кантацией или фильтрованием, иногда бывает достаточно профильтро­вать раствор через слой ваты.

2.1.2. Техника простой перегонки

Обычную перегонку можно использовать только для жидкостей, которые устойчивы к нагреванию и не разлагаются при температуре ки­пения. Удовлетворительно разделить смесь жидкостей при помощи про­стой перегонки возможно лишь в том случае, когда разница в температу­рах кипения перегоняемых жидкостей не меньше 80°С. Для разделения веществ, имеющих близкие температуры кипения, применяют дефлегма­торы и ректификационные колонки (в последнем случае, как правило, пе­регонку ведут при уменьшенном давлении).

Установка для простой перегонки при атмосферном давлении со­стоит из круглодонной колбы с отводной трубкой (колба Вюрца), термо­метра, холодильника, аллонжа и приемника (рис. 3).

Перегонную колбу можно наполнять жидкостью не более чем до 2/3 объема колбы. В зависимости от температуры кипения жидкости подби­рают колбу с соответствующим расположением отводной трубки: если температура кипения перегоняемой жидкости низкая, то отводная трубка должна быть припаяна как можно выше, и наоборот.

В горле колбы при помощи пробки укрепляют термометр на такой высоте, чтобы верхний уровень. шарики термометра находился на 0,5 см ниже отверстия трубки и не касался стенок колбы. Перегонную колбу со-единяют с нисходящим холодильником. Для охлаждения паров жидкости кипящей при температуре ниже 130°С, применяют холодильник с водя-ным охлаждением (холодильник Либиха). Жидкости с температурами ки­пения выше 130°С перегоняют, используя воздушный холодильник. Дис­тиллят из холодильника поступает через аллонж в приемник, в качестве которого используют плоскодонные колбы

Рис. 3. Прибор для простой перегонки жидких веществ:

1-перегонная колба; 2 - холодильник Либиха; 3 -

аллонж; 4 - приемник

После того, как прибор для перегонки собран, вынимают пробку с термометром и через воронку, нижний конец которой опускается ниже бокового отвода колбы Вюрца, наливают перегоняемую жидкость. В кол­бу бросают кусочки прокаленной неглазированной керамики или стек­лянные капилляры, заплавленные с одного конца. Эти средства обеспечи­вают равномерное кипение жидкости и предупреждают внезапное вски­пание, приводящее к перебросу жидкости в приемник. Чтобы предотвра­тить перегрев жидкости, перегонную колбу следует равномерно нагревать на водяной, масляной, воздушной бане или в колбонагревателе. Выбор нагревательного прибора зависит от температуры кипения перегоняемой жидкости и ее горючести. Перегонку ведут с такой скоростью, чтобы в приемник попадали 1-2 капли дистиллята в секунду. После отгона одной фракции наблюдается незначительное понижение температуры. Затем она вновь повышается, достигая некоторого постоянного значения, при кото-

ром начинают отбирать следующую фракцию. Каждая фракция отгоняет­ся при определенной постоянной температуре, соответствующей кипению индивидуальной жидкости.

2.2. ДРОБНАЯ, ИЛИ ФРАКЦИОННАЯ,ПЕРЕГОНКА Простой перегонкой, как указано выше, можно удовлетворительно разделить смесь лишь в том случае, если разность температур кипения отдельных компонентов перегоняемых жидкостей не менее 80°С. При меньшей разнице температур простую перегонку проводят из колбы, снабженной дефлегматором, который улучшает разделение смесей (рис. 4).

Рис. 4. Прибор для фракционной разгонки жидких веществ: 1 - перегонная колба; 2 - елочный дефлегматор; 3 - термо­метр; 4 - холодильник; 5 - аллонж с хлоркальциевой трубкой; 6 -

приемник

В дефлегматоре часть сконденсированного пара, так называемая флегма, стекает навстречу восходящему потоку паров. За счет теплообме­на происходит обогащение паров более летучим компонентом, а флегма обогащается менее летучей жидкостью. Этот процесс называют противо-точной перегонкой, или ректификацией. В промышленных условиях ее осуществляют в ректификационных колонках, обычно под уменьшенным

давлением.

Если перегоняемая жидкость должна быть защищена от влаги воз­духа, используют аллонж с отростком, к которому с помощью кусочка шланга присоединяют хлоркальциевую трубку (стеклянную трубочку с

шарообразным утолщением, заполненную прокаленным хлористым каль­цием). В этом случае аллонж соединяется с приемником герметично с по­мощью резиновой пробки или шлифа.

После окончания перегонки взвешивают все фракции и остаток в перегонной колбе.