1.Перегонка.Сущность метода.

Разложение веществ (жидких или твердых) на составные части с помощью кипячения, нагревания . Перегонка основана на неодинаковой летучести составляющих смесь веществ. При перегонке жидкостей образующиеся пары отводятся в холодильных, где они снова сгущаются в жидкость. Перегонка нефти,сухая перегонка (разложение твердых тел нагреванием в герметически закрытых сосудах).

Перегонка жидкостей представляет собой процесс, в котором разделяемая жидкая смесь нагревается до кипения, а образующийся пар отбирается и конденсируется. В результате получают жидкость-конденсат, состав которой отличается от состава начальной смеси. Повторяя много раз процессы испарения конденсата и конденсации, можно практически полностью разделить исходную смесь на чистые составные части (компоненты).

Процесс перегонки основан на том, что жидкости, составляющие смесь, обладают различным давлением (упругостью) пара при одной и той же температуре. Поэтому состав пара, а следовательно, и состав жидкости, получающейся при конденсации пара, будут несколько отличаться от состава начальной смеси: легколетучего (или низкокипящего – НК) компонента в паре будет содержаться больше, чем в перегоняемой жидкости. Очевидно, что в неиспарившейся жидкости концентрация труднолетучего (или высококипящего – ВК) компонента при этом должна увеличиться.

В простейшем случае перегонка почти не отличается от выпарки. Но выпарке подвергаются растворы, состоящие из летучего растворителя и практически нелетучего растворённого вещества, а при перегонке в пар переходят и растворитель и растворённое вещество.

Перегонка является одним из важнейших технологических процессов разделения и очистки жидкостей и сжиженных газов в химической, нефтехимической, фармацевтических, пищевой и других отраслях промышленности.

Перегонку подразделяют на два основных вида: простую перегонку (или дистилляцию) и ректификацию. К простой перегонке относят также перегонку с водяным паром и молекулярную дистилляцию.

Под простой перегонкой понимают процесс однократного частичного испарения исходной жидкой смеси и конденсации образующихся при этом паров. Её применяют для разделения смесей, представляющих собой легколетучее вещество с некоторым содержанием весьма труднолетучих веществ. Обычно простую перегонку используют для предварительного разделения, очистки веществ от примесей, смол, загрязнений. При этом сконденсированные пары называют дистиллятором, а оставшуюся неиспаренной жидкость – остатком.

Ректификация – наиболее полное разделение смесей жидкостей, целиком или частично растворимых друг в друге. Процесс заключается в многократном взаимодействии паров с жидкостью – флегмой, полученной при частичной конденсации паров.

Обычно процесс простой перегонки проводят периодически, хотя в принципе этот процесс можно организовать и непрерывным.

При периодической перегонке жидкость постепенно испаряется, и образующиеся при этом пары непрерывно удаляются из системы и конденсируются с получением дистиллята (иногда этот способ называют простой дистилляцией). При этом содержание НК в кубовой (исходной) жидкости уменьшается, что приводит к снижению содержания НК в дистилляте – в начале процесса содержание НК максимально, а в конце – минимально.

Перегонка с водяным паром применяют для выделения из смесей высококипящих веществ, не растворимых в воде. При этом выделяемое вещество отгоняется в виде азеотропной смеси с водой, температура кипения которой ниже температуры кипения каждого из компонентов.

Перегонка с водяным паром

Экстрактивнуя и азеотропнуя перегонка применяют для разделения компонентов с близкими температурами кипения, а также для разделения азеотропных смесей. В смесях азеотропных или нераздельнокипящих максимальному общему давлению пара соответствует минимальная температура кипения, а минимальному общему давлению пара – максимальная температура кипения.

Такие смеси обладают рядом особенностей. Азеотропная смесь имеет минимальную или максимальную температуру кипения по сравнению со смесями этих компонентов другого состава; испарение ее, как и чистых веществ, происходит при постоянной температуре, испаряется без изменения состава. Азеотропные смеси не являются химическими соединениями, их образование – пример перехода количественных изменений в качественные.

Молекулярнуя перегонка. Ведут в глубоком вакууме, соответствующем остаточному давлению 0,01–0,0001 мм рт. ст. При таком вакууме молекулы легко преодолевают силы взаимного притяжения, число ударов молекул друг о друга значительно уменьшается, а длина свободного пробега молекул между соударениями резко возрастает.

Если расстояние между поверхностями испарения и конденсации меньше длины свободного пробега молекул, то отрывающиеся от поверхности испарения молекулы низкокипящего компонента непосредственно попадают на поверхность конденсации и улавливаются на ней.

Молекулярная перегонка применяется для извлечения легколетучих ценных компонентов, содержащихся в исходной смеси в малых концентрациях, и для тонкой очистки продуктов от вредных примесей. Путем молекулярной перегонки получают концентраты некоторых витаминов. Ей могут подвергаться только вещества, достаточно устойчивые при температуре кипения, соответствующей глубокому вакууму.

Перегонка под вакуумом – способ разделения смеси жидких веществ, основанный на различной температуре кипения компонентов смеси в вакууме. Особое значение имеет при перегонке термолабильных веществ. В вакууме вещества кипят гораздо с меньшей температурой, приблизительное соответствие температуры в вакууме и при атмосферном давлении можно узнать из этой монограммы