Вопросы для самостоятельного изучения

Часть 4

1. Разделение неограниченно смешивающихся жидкостей методом перегонки.

Различие между составом жидкости и составом пара используется для разделения раствора на компоненты.

1 . Простая перегонка. Рассмотрим диаграмму темпе-ратура кипения состав: если раствор с составом а₁ жидкос-ти нагреть до температуры кипения, то первая порция па-ра будет иметь состав а₁¹. Пар обогащен более летучим компонентом А, поэтому жид-кость обогащается менее лету-чим компонентом В. Ее состав меняется, меняется и состав пара. Если непрерывно отво-дить пар из системы и конденсировать, то в жидко-сти можно получить практи-чески чистый компонент В, но в очень небольшом количес-тве. Конденсат будет обога-щен более летучим компонен-том А. Однако полного разде-ления раствора на компонен-ты при простой перегонки достичь не удается. Т.о., прос-тая перегонка не эффективна, она применятся в тех случаях, когда не требуется разделение смеси на чистые компоненты, а достатачно лишь ограничится повышением концентрации компонентов.

2. Фракционная перегонка. При фракционной перегонке отогнанный пар при конденсации разделяют на фракции. Первая фракция имеет наибольшую концентрацию летучего компонента, вторая – меньшую, третья – самую маленькую. Затем при необходимости каждую фракцию подвергают вторичной перегонке, процесс повторяют до получения практически чистых компонентов.

3. Ректификация – непрерывно протекающая фракционная перегонка.

Р ектификационная колонна состоит из нескольких тарелок, на которых осуществляется контакт пара и жидкости. Жидкость (флегма) течет сверху, пар поднимается снизу. В нижней части колонна имеет более высокую температуру чем в верхней части. При контакте горячего пара с холодной жидкостью пар немного охлаждается, из него конденсируется жидкость, обогощенная менее летучим компонентом. В свою очередь, жидкость немного нагревается и из неё выделяется пар, обогащенный более летучим компонентом. Это происходит на каждой тарелке. В результате в верхней части колонны отбирается более летучий компонент (в виде конденсата), а в нижней части колонны остается менее летучий компонент.

Разделение азеотропных смесей

Если диаграмма температура кипения – состав имеет точку экстремума (например, min), то из смеси с составом С в конденсате после многократной перегонки можно получить лишь азеотропный состав. В жидкости можно получить практически чистый компонент А, но лишь в небольшом количестве.

Пример: Из раствора этилового спирта перегонкой нельзя получить спирт с концентрацией выше 95,6%, т. к. этот состав является азеотропным.

Т.о., азеотропные смеси не могут быть разделены на компоненты методом перегонки. Однако, они могут быть разделены другими методами, например, перегонкой при повышенном или пониженном давлении (т.к. азеотропный состав зависит от давления), перегонкой в присутствии третьего компонента, экстрагированием и другими способами.

2. Диаграмы плавкости