共沸蒸餾

2021-01-18 豐盛堂基礎化學實驗室


   當某兩種（或三種）液態物質按一定比例混在一起時，組成一種具有固定沸點的混合物。這種混合物加熱至沸時，在氣液平衡體系中，氣相組成與液相組成完全相同，因此不能使用分餾的方法將其分離成純的物質，這種混合物稱為共沸混合物或恆沸點混合物。共沸點低於混合物中任一組分的沸點者稱為低共沸點混合物，共沸點高於混合物中任一組分的沸點者稱為高共沸點混合物。在有機物中，以低共沸點混合物較為常見。






共沸蒸餾在實驗室及生產過程中的應用相當廣泛。例如，用於除去溶劑中的水分，除去反應過程中所生成的水，使反應向有利於生成產物的方向移動（如酯類的製備）；分離、精製各種物質等。

圖1是實驗室常用的幾種共沸蒸餾裝置，在反應器與回流冷凝管之間安裝了一個液體分離器（或稱分水器），利用共沸現象在反應過程中不斷分離和移走某一液體組分。使用這些分水裝置，不僅能測量蒸出的水量，而且也可以觀察分出水的情況及判斷反應終點。

圖1常用共沸蒸餾裝置


  利用共沸蒸餾的方法除去某些有機溶劑中的水，一般是加入一種能與水形成低共沸點混合物，且蒸出冷凝後又與水不混溶的物質，也稱「水夾帶劑」。常用的水夾帶劑有苯、甲苯、二甲苯、氯仿和四氯化碳等，後兩者比水重。圖2（a）適用於使用比水輕的夾帶劑，可分出重組分的液體；圖2（b）使用比水重的水夾帶劑時，適於要求分出輕組分的液體。




（a）適用於分出重組分的液體（b）則適於要求分出輕組分的液體

圖2共沸蒸餾裝置



圖3常用的幾種分水器



圖4裝置搭建實例圖



如用工業乙醇製備無水乙醇時，可在95％的工業乙醇中加入一定量的苯，然後蒸餾此混合物。最早被蒸出的是水—乙醇—苯的三元共沸混合物（64.9℃），當體系中的水被全部蒸出後，在蒸出溫度升高至68.2℃時，蒸出乙醇—苯二元共沸物，最後蒸出的便是無水乙醇（78.3℃）。有時，當加入第三組分後可形成新的二元共沸混合物，蒸餾時可分出原混合物中的某一組分。

如在甲苯及醋酸的共沸混合物中（共沸點，105.4℃）加入水，則蒸餾時首先被蒸出的是甲苯與水的共沸物（81.4℃），最後才蒸出不與水形成共沸物的醋酸。




請掃描二維碼，關注 豐盛堂基礎化學實驗室


安全實驗，快樂探索


我們歡迎您留下您的建議，謝謝！


相關焦點

  • 共沸
    共沸是指兩組分或者多組分的液體混合物以特定比例組成時，在恆定壓力下沸騰，其蒸汽組成比例與溶液相同的現象。簡單說就是發生共沸時，沸騰產生的蒸汽與液體成分一模一樣，此時共沸物不可能通過常規的蒸餾或者分餾手段進行分離。
  • ​一文讀懂無水乙醇製備方法之「共沸精餾」
    如果此點為最低點，則稱為負共沸物。大多數共沸物都是負共沸物，即有最低沸點。任一共沸物，其共沸點都有所不同；如，乙醇-苯組成的二元共沸混合物，其共沸點是68.3℃（乙醇32.4%，苯67.6%）；乙醇-苯-水組成的三元共沸混合物，其共沸點是64.9℃（乙醇18.5%，苯74%，水7.5%）；乙醇-環已烷-水組成的三元共沸物，其共沸點是62.1℃（乙醇17%，環已烷76%，水7.0%）。
  • 蒸餾的原理、操作及注意事項
    蒸餾是純化和分離液態物質的一種常用方法，通過蒸餾還可以測定純液態物質的沸點。純的液態物質在一定壓力下具有確定的沸點，不同的物質具有不同的沸點。蒸餾操作就是利用不同物質的沸點差異對液態混合物進行分離和純化。當液態混合物受熱時，由於低沸點物質易揮發，首先被蒸出，而高沸點物質因不易揮發或揮發出的少量氣體易被冷凝而滯留在蒸餾瓶中，從而使混合物得以分離。
  • 共沸、萃取、反應、真空......這些特殊精餾你知道幾種?
    、萃取加鹽精餾複合（或耦合）精餾：例如反應精餾非常規條件下的精餾：例如分子精餾添加劑精餾方法通過加入某一組分（稱為夾帶劑）去與被分離物系中的一個或幾個組分形成共沸物或是破壞原物料組分間可能存在的共沸物的方式達到分離效果，可分為萃取精餾、恆沸精餾和加鹽精餾。
  • 高效分離技術之共沸與萃取精餾
    在化學工業中，當待分離組分的相對揮發度接近於1或者形成共沸物時，使用一般精餾方法將無法達到要求，這時，就可以考慮使用共沸精餾或者萃取精餾進行混合物的分離。一、共沸精餾1.1 簡介共沸精餾是在體系中加入第三組分，能與原溶液中的一個或者兩個組分形成沸點比原來組分和原來恆沸物的沸點更低的新的最低共沸物，使得組分間的相對揮發度增大，從而使原溶液易於分離的精餾方法。
  • 匠心力作｜天津大學趙力、鄧帥教授《非共沸有機工質》出版
    非共沸有機工質的兩相流動及組分分離、非共沸有機工質的應用。目前國內專門介紹非共沸有機工質特性規律和應用的書籍很少，本書較為系統地總結了作者近年來的研究成果，從非共沸有機工質熱物性預測到熱力循環三維分析及構建，從非共沸有機工質相變傳熱窄點溫差的預測、組分遷移規律到氣液兩相流的流量漂移。作者希望通過本書將最新的成果和觀點與讀者共享，為非共沸有機工質的推廣應用奠定一定的理論基礎。
  • 基於共沸共溶原理脫除汙染土壤中1,2⁃二氯乙烷
    結果表明：①加熱至95℃ ，單一共沸處理能有效地加速去除土壤中的1，2⁃二氯乙烷，在2ｈ內使其含量降至1.36mg·kg-1，去除率達到99.98％；②添加Triton X⁃100並加熱至95 ℃進行共沸共溶處理，在1h內可將土壤中的1，2⁃二氯乙烷含量降至1.07mg·kg-1，處理效果顯著優於2h單一共沸處理；③先將溫度加熱至95℃共沸後再添加Triton X⁃100進行共沸共溶處理，無法在共沸極限含量的基礎上進一步降低土壤中
  • 實驗八 減壓蒸餾
    有些化合物常壓下沸點高達幾百度，理論上我們可以用常壓蒸餾的方法來進行這些化合物的分離提純，但實際上，在這麼高的溫度下，這些化合物本身已經難以穩定存在了，甚至在遠未達到這一溫度時，這些化合物就發生各種各樣的反應而變質了。這時候該怎麼辦，我們可以考慮減壓蒸餾。
  • 蒸餾與萃取的方法
    一、蒸餾裝置：蒸餾燒瓶 冷凝器 牛角管 溫度計 碎瓷片 鐵架臺 酒精燈 錐形瓶蒸餾裝置原理：沸點不同兩種液體分開蒸餾裝置注意：冷凝器中的冷水由下向上進入 溫度計要放在支管處 碎瓷片防暴沸二、萃取裝置:梨形分液漏鬥
  • 中國古代蒸餾釀酒技術,蒸餾過的酒還有這好處
    蒸餾酒的原理就是把經過發酵的釀酒原料，經過一次或多次的蒸餾過程提取的高酒度酒液。而蒸餾技術又分為固態蒸餾法和液態蒸餾法。但固態蒸餾比較少，因為在元代的《飲膳正要》、《軋賴機酒賦》及《居家必用事類全集》中所記載的蒸餾方式都是液態法，因為液態法是最為簡單的方法。元代時的葡萄燒酒、馬奶燒酒都屬於液態蒸餾這一類型。
  • 古代的蒸餾工藝技術
    一、液態蒸餾和固態蒸餾最早的蒸餾方式可能是液態蒸餾法，也可能是固態蒸餾法,但在元代的《飲膳正要》、《軋賴機酒賦》及《居家必用事類全集》中所記載的蒸餾方式都是液態法，因為液態法是最為簡單的方法。元代時的葡萄燒酒、馬奶燒酒都屬於液態蒸餾這一類型。
  • 1毫升樣品如何蒸餾?
    ，因為這是導致蒸餾過程中材料損失的主要因素。在蒸餾發生之前，燒瓶種始終需要一定數量的樣品來填充，稱為「滯留體積」，在冷卻後回到原始的蒸餾瓶中。因此，使蒸餾瓶和接收瓶之間的路徑長度最小化可以提高蒸餾的回收率。增加回收率的另一種方法是減少接頭數量，氣密性不好可能導致樣品洩漏。大多數微量蒸餾都是簡單蒸餾，因為使用分餾塔會吸附過多的物質。因此，這些技術通常用於去除非揮發性或高沸點或低沸點雜質。
  • 麻省理工學院化學系實驗室-蒸餾操作
    蒸餾可分為兩類：常壓蒸餾和減壓蒸餾。常壓蒸餾操作比較簡單，而減壓蒸餾涉及一些較複雜的技術。對於常壓蒸餾，不需要用油脂來密封接口。（注意：對空氣或水敏感的化合物，蒸餾裝置應用加熱法乾燥過，並在氮氣或氬氣保護下蒸餾）。 6）蒸餾柱的保溫。當用維格勒柱時，柱子應該用玻璃棉或鋁箔來包裹。如果不進行隔熱保溫處理，蒸餾時要花費很長的時間。 7）將冷凝管連上水管，打開水龍頭，檢漏。
  • 膜蒸餾技術 敢問路在何方?
    而膜蒸餾系統，則可以看作是膜技術和傳統蒸餾工藝的有效結合，就過程的本質而言，它依舊是一個蒸發、冷凝的過程；就MD技術而言，它的驅動力源於膜兩側的蒸汽壓差。全球膜蒸餾技術真正興起於20世紀80年代，而在國內，其實從03年開始，國內從事相關研發工作的人員逐年倍數增加。不難發現，其實國內這些年，很多膜技術的發展都非常快，當然這也得益於市場需求的推動。
  • 《缺氧》汙水降溫及蒸餾詳解
    導 讀 《缺氧》汙水汙怎麼降溫及進行蒸餾呢?
  • 釀酒知識:不同蒸餾設備的原理
    ⑴ 半固態半液態蒸餾設備米香型酒等採用的是半固態半液態的蒸餾方式。在蒸餾的初期，醪液的濃度大，黏稠，用間接蒸汽加熱管供汽蒸餾。待醪液的濃度變稠時，大部分酒已被蒸出，釜內液體變少，通直接蒸汽進行蒸餾，把剩餘的尾酒進一步蒸餾出來。
  • 液態發酵蒸餾法中蒸餾的原理
    【1】酒精水溶液的蒸餾可以說液體混合物的蒸餾過程，是根據混合物內所含的各種液體，具有不同的揮發性來決定的。也就是說處在同一的溫度條件下具有不同的蒸汽壓力的原理而進行的。就比如酒精水溶液，在任何溫度下，其酒精的蒸汽壓力總是比水的壓力要大得多。