11.2. Описание установки

Исходная смесь этилового спирта и воды, имеющая концентрацию x_F в мольных процентах, загружается в колбу 2, где доводится до кипения нагревом на водяной бане 1. Образующиеся пары, охлаждаясь в холодильнике 4, поступают в приемник 5.

Рис. 11.4. Схема установки.

1 – водяная баня, 2 – колба для исходной смеси,

3 – термометр, 4 – холодильник, 5 – приемная колба.

11.3. Методика проведения работы

1. Получить у лаборанта исходную смесь, градуировочную кривую рефрактометра и диаграмму (или таблицу) равновесия y^* - x для данной бинарной смеси (этиловый спирт – вода).

2. Замерить объем исходной смеси и определить ее состав. Для определения состава отбирают пипеткой несколько капель исходной смеси, помещают их на предметное стекло рефрактометра, определяют величину коэффициента преломления и по градуировочной кривой рефрактометра определяют состав исходной смеси по легколетучему (низкокипящему) компоненту.

3. Заливают исходную смесь в колбу 2 и собирают установку по схеме (рис. 11.4).

4. Включают подачу воды в холодильник 4 и нагрев водяной бани 1.

5. После закипания смеси записывают показания термометра 3 через каждые 5 минут до постоянства температуры.

6. Через 20 – 25 минут после появления первой капли дистиллята выключить нагрев водяной бани 1 и после прекращения выделения дистиллята замерить его количество Р и найти средний состав дистиллята x_Pср. Замерить объем кубового остатка и его состав.

7. Привести в порядок рабочее место.

11.4. Обработка экспериментальных данных

1. Результаты опыта используют для расчета получаемого дистиллята Р и его среднего состава x_Pср. На основании уравнений материального баланса (11.6) и (11.7) с последующим сопоставлением расчетного и экспериментально найденного x_Pср значений состава дистиллята.

2. На основании справочных данных построить t – y^* - x диаграмму для системы этиловый спирт – вода.

3. Построить график зависимости = f(x) в пределах найденных составов (от x_W до x_F).

4. Проводя графическое интегрирование, вычислить мольное отношение количества исходной смеси к количеству кубового остатка по уравнению (11.5).

5. Рассчитав количество исходной смеси и кубового остатка, вычисляют средний состав дистиллята.

6. Результаты работы занести в протокол испытаний.

11.5. Контрольные вопросы

11. Какой процесс называется перегонкой?

12. Что является кубовым остатком, дистиллятом, флегмой?

13. Материальный баланс процесса перегонки по потокам.

4.Что является низкокипящим компонентом и высококипящим

компонентом?

5. Материальный баланс процесса перегонки по низкокипящему

компоненту.

5. На чем основан процесс перегонки?

6. Какой процесс называется ректификацией?

7. Что такое фазовая диаграмма?

8. Что такое диаграмма равновесия? Построение диаграммы равновесия.

9. Графическое определение состава и концентрации дистиллята?

11. Области применения процесса перегонки и ректификации.