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环己烷乙醇蒸馏

发布时间:2025-04-25 14:18:33

『壹』 测定纯环己烷和乙醇的沸点时为什么要求蒸馏瓶必须是干的

环己烷与水会形成共沸物,其共沸点大约为69℃,这意味着在低于此温度时,环己烷和水会以一定的比例共存,无法完全分离。如果在测定纯环己烷沸点时,蒸馏瓶存在水分,那么在蒸馏过程中,水分会与环己烷一同被蒸馏出来,从而影响测量结果,导致测定的环己烷沸点偏低。

为了获得准确的测量结果,蒸馏瓶必须保持干燥状态。如果蒸馏瓶内存在水分,这些水分会在蒸馏过程中逐渐被蒸发出来,与环己烷一同进入蒸馏体系。这样,测量得到的环己烷沸点会受到水分的影响,无法真实反映纯环己烷的沸点。

实验中,蒸馏瓶的干燥程度直接影响到最终的测量结果。水分的存在会使得测定的环己烷沸点偏低,而乙醇与水可以形成共沸物,其共沸点更低,因此在测定纯乙醇沸点时,同样需要注意蒸馏瓶的干燥问题。为了保证实验数据的准确性,实验前应对蒸馏瓶进行彻底干燥处理。

如果蒸馏瓶没有充分干燥,实验过程中,水分会逐渐蒸发并与环己烷一同被蒸馏出来,使得测定的环己烷沸点偏低。同时,由于乙醇与水可以形成共沸物,其共沸点更低,因此在测定纯乙醇沸点时,同样需要注意蒸馏瓶的干燥问题。为了确保实验数据的准确性,实验前必须对蒸馏瓶进行彻底干燥处理。

在实验过程中,确保蒸馏瓶干燥是非常关键的步骤。如果蒸馏瓶内残留水分,这些水分会在加热过程中逐渐蒸发并参与蒸馏过程,从而影响到环己烷或乙醇的纯度。因此,为了获得准确的测量结果,实验前必须确保蒸馏瓶完全干燥,避免水分对实验结果造成干扰。

『贰』 乙醇环己烷最低恒沸点实验偏低的原因是

乙醇环己烷最低恒沸点实验偏低的原因有三种。
1、加热过猛,蒸馏速度过快,会使蒸汽过热,测得的沸点偏高(加热不足,蒸馏速度慢,测得的沸点偏低或不规则。
2、装置内压强大于标准大气压,压强越大沸点越高。
3、蒸馏烧瓶没清洗干净或试剂不纯。

『叁』 环己烷乙醇沸点组成实验为什么先测液体的 后测气体的

(1)根据题干信息知,苯甲酸和乙醇反应生成苯甲酸乙酯和水,水-乙醇-环己烷能形成三元共沸物,导致水量减少,生成物的量减少,导致平衡向正反应方向移动,故答案为:通过形成水-乙醇-环己烷三元共沸物,除去反应生成的水,平衡向右移动;(2)沸点低的物质先被蒸馏得到,三元共沸物的熔点较低,导致三元共沸物先被蒸馏得到,所以该液体的三种主要成分是水、乙醇、环己烷;根据题干信息知,混合物中乙醇和环己烷的量较多,继续加热,会导致乙醇和环己烷被蒸馏出,所以继续加热,使多余的乙醇和环己烷蒸至分水器中;温度低于苯甲酸乙酯的沸点时,苯甲酸乙酯不被蒸馏出,要使苯甲酸乙酯不被蒸馏出,则温度应低于苯甲酸乙酯的沸点,所以温度应低于213℃,故答案为:水、乙醇、环己烷;乙醇、环己烷;213;(3)碳酸钠为强碱弱酸盐,碳酸钠溶液呈碱性,能和酸反应而除去酸,碳酸钠溶液能降低酯的溶解度,所以碳酸钠溶液的作用是:除去产品中的酸性杂质、降低苯甲酸乙酯的溶解度;分离互不相溶的液体采用分液的方法分离,需要的仪器为分液漏斗,故答案为:除去产品中酸性杂质;降低苯甲酸乙酯的溶解度;分液漏斗;(4)乙醚易挥发说明乙醚的沸点较低,苯甲酸乙酯沸点较高,加热时,沸点低的先蒸出、沸点高的后蒸出,所以将醚层加入到干燥的蒸馏烧瓶中;先蒸出乙醚、后蒸出苯甲酸乙酯,故答案为:乙醚;苯甲酸乙酯.

『肆』 乙醇-环己烷气液平衡相图

1. 测定常压下环己烷-乙醇二元系统的汽液平衡数据,绘制101325Pa下的沸点-组成的相图。

2. 掌握阿贝折射仪的原理和使用方法。

二、实验原理

液体混合物中各组分在同一温度下具有不同的挥发能力。因而,经过汽液见相变达到平衡后,各组分在汽、液两相中的浓度是不相同的。根据这个特点,使二元混合物在精馏塔中进行反复蒸馏,就可分离得到各纯组分。为了得到预期的分离效果,设计精馏装置必须掌握精确的汽液平衡数据,也就是平衡时的汽、液两相的组成与温度、压力见的依赖关系。大量工业上重要的系统的平衡数据,很难由理论计算,必须由实验直接测定,即在恒压(或恒温)下测定平衡的蒸汽与液体的各组分。其中,恒压数据应用更广,测定方法也较简便。

恒压测定方法有多种,以循环法最普遍。循环法原理的示意图见图5-11。在沸腾器P中盛有一定组成的二元溶液,在恒压下加热。液体沸腾后,逸出的蒸汽经完全冷凝后流入收集器R。达一定数量后逸流,经回流管流回到P。由于气相中的组成与液相中不同,所以随着沸腾过程的进行,P、R两容器中的组成不断改变,直至达到平衡时,汽、液两相的组成也保持恒定。分别从R、P中取样进行分析,即得出平衡温度下气相和液相的组成。

本实验测定的恒压下环己烷-乙醇二元汽液平衡相图,如图5-12所示。
图中横坐标表示二元系的组成(以B的摩尔分数表示),纵坐标为温度。显然曲线的两个端点 、 即指在恒压下纯A与纯B的沸点。若溶液原始的组成为 ,当它沸腾达到汽液平衡的温度为 时,其平衡汽液相组成分别为 与 。用不同组成的溶液进行测定,可得一系列 数据,据此画出一张由液相线与汽相线组成的完整相图。图5-12的特点是当系统组成为 时,沸腾温度为 ,平衡的汽相组成与液相组成相同。因为 是所有组成中的沸点最低者,所以这类相图称为具有最低恒沸点的汽液平衡相图。

分析汽液两相组成的方法很多,有化学方法和物理方法。本实验用阿贝折射仪测定溶液的折射率以确定其组成。因为在一定温度下,纯物质具有一定的顺变关系。预先测定一定温度下一系列已知组成的溶液的折射率,得到折射率-组成对照表。以后即可根据待测溶液的折射率,由此表确定其组成。

三、试剂与仪器

试剂:环己烷、乙醇。

仪器:埃立斯(Ellis)平衡蒸馏器、0.5kW调压变压器、电压表、阿贝折射仪、超级恒温槽。

埃立斯平衡蒸馏器是由玻璃吹制而成的,它具有汽液两相同时循环的结构,如图5-13所示。
四、实验步骤

1. 将预先配置好的一定组成的环己烷-乙醇溶液缓缓加入蒸馏器中,使液面略低于蛇管喷口,蛇管的大部分浸在溶液之中。

2. 调节适当的电压通过加热元件1和下保温电热丝对溶液进行加热。同时在冷凝器9、10中通以冷却水。

3. 加热一定时间后溶液开始沸腾,气、液两相混合物经蛇形管口[喷于温度计底部;同时可见气相冷凝液滴入接受器11。为了防止蒸气过早的冷凝,通过变压器将上保温电加热丝加热,要求套管8内温度比套管6内温度高0.5~1.5℃。控制加热器电压,使冷凝液产生速度为每分钟60~100滴。调节下保温电热丝电压,以蒸馏器的器壁上不产生冷凝液为宜。为防止暴沸,在加热升温过程中可借助于双连球通过活塞14向蒸馏器内缓慢而间歇地鼓入少量空气,待溶液沸腾后即取下双连球。

4. 待套管6处的温度约恒定20min后,可认为汽、液相间已达平衡,记下温度计6读数,即为汽、液平衡的温度。

5. 分别从取样口12、13同时取样约2mL,稍冷却后测定其折射率。阿贝折射仪的原理与使用方法见本书2.2.3节。

6. 实验结束,关闭所有加热元件。待溶液冷却后,将溶液放回原来的溶液瓶。

五、数据处理

1. 将测定的各气液相折射率,利用环己烷-乙醇系统的折射率-组成对照表(见本书附录11)查得平衡的液相组成x环与气相组成y环。

2. 平衡温度的确定

(1) 温度计示值校正和露茎校正见《大学基础化学实验(Ⅰ)》。

(2) 气压计读数校正见本书附录4。

(3) 平衡温度的压力校正 溶液的沸点与外压有关,为了将溶液沸点校正到正常沸点,即外压为101325Pa下的汽液平衡温度,应将测得的平衡温度进行校正。环己烷-乙醇系统的校正公式如下:

(5-21)

式中,t常为校正到外压为101325Pa下的平衡常数(℃),t为外压为p大气(Pa)时测得的温度,y环为用环己烷摩尔分数表示的气相组成。

3. 综合实验所得的各组成的平衡数据,绘出101325Pa下环己烷-乙醇的汽液平衡相图。

六、思考题

1. 一般而言,如何才能准确测得溶液的沸点?

2. 埃立斯平衡蒸馏器有什么特点有什么特点?其中蛇管的作用是什么?

3. 埃立斯平衡蒸馏器为何要上下保温?为何气相部分温度应略高于液面部位温度?

4. 取出的平衡汽液相样品,为什么必须在密闭的容器中冷却后方可用以测定其折射率?

七、进一步讨论

1. 为得到精确的相平衡数据,应采用恒压装置以控制外压。有关恒压装置的原理及使用参见本书附录4。

2. 使用埃立斯蒸馏器操作时,应注意防止闪蒸现象、精馏现象及暴沸现象。当加热功率过高时,溶液往往会产生完全汽化,将原组成溶液瞬间完全变为蒸气,即闪蒸。显然,闪蒸得到的汽液组成不是平衡的组成。为此需要调节适当的加热功率,以控制蒸气冷凝液的回流速度。

蒸馏器所得的平衡数据是溶液一次汽化平衡的结果。但蒸气在上升过程中又遇到液相冷凝液,则又可进行再次汽化,这样就形成了多次蒸馏的精馏操作。其结果是得不到蒸馏器应得的平衡数据。为此,在蒸馏器上部必须进行保温,使气相部位略高于液相,以防止蒸气过早的冷凝。

由于沸腾时气泡生成困难,暴沸现象常会发生。避免的方法是提供气泡生成中心或造成溶液局部过热。为此,可在实验中鼓入小气泡或在加热管的外壁造成粗糙表面以利于形成气穴;或将电热丝直接与溶液接触,造成局部过热。

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