乙醇的蒸馏与分馏.doc

乙醇的蒸馏和分馏
一、 实验目的
1、 了解蒸馏和分馏的原理
2、 掌握蒸馏仪器的选择、安装及蒸馏的基本操作。
3、 掌握分馏的基本操作并与简单蒸馏进行比较。
二、 实验原理
（1）、蒸馏
蒸馏（又称简单蒸馏）是分离和提纯液态有机化合物的最常用的重要方法之一。应用这一方法，不仅可以把发挥性物质与不挥发性物质分离，还可以把沸点不同的物质以及有色的杂质分离。
在通常情况下，纯粹的液态物质在大气压下有一定的沸点。如果在蒸馏过程中，沸点发生变动，那就说明物质不纯。因此可借蒸馏的方法来测定物质的沸点和定性的检验物质的纯度。某些有机化合物往能和其他组分形成二元或三元恒沸混合物，它们也有一定的沸点。因此，不能认为沸点一定的物质都是纯物质。
（2）分馏
液态混合物中的各组分，若其沸点相差很大，可用普通蒸馏法分离开；若其沸点相差不太大，则用普通蒸馏方法就难以精细分离，而应当用分馏的方法分离。
如果将两种挥发性液体的混合物进行蒸馏，在沸腾温度下，其气相与液相达平衡，蒸气中则含有较多量易挥发物质的组分。将此蒸气冷凝成液态，其组成与气相组成相同，即含有较多的易挥发物质的组成，而残留物中含有较多量的高沸点组分。这就是进行了一次简单的蒸馏。如此反复蒸馏，最后可得到接近纯组分的两种液体，但这种蒸馏既浪费时间，又浪费能源，所以通常利用分馏来进行分离。
利用分馏柱进行分馏，实际上就是在分馏柱内使混合物进行多次气化和冷凝。当上升的蒸气与下降的冷凝液互相接触时，上升的蒸气部分冷凝放出热量，使下降的冷凝液部分气化，相互之间发生了热量交换。其结果，上升蒸气中易挥发组分增加，而下降的冷凝液中高沸点组分增加。如果继续多次，就等于进行了多次的气液平衡，即达到了多次蒸馏的效果。这样，靠近分馏柱顶部易挥发物质的组分的比率高，而在烧瓶里高沸点组分的比例高。
为了提高分馏效率，在操作上采取了两项措施：一是柱身装有保温套，保证柱身温度与待分馏的物质的沸点相近，以利于建立平衡。二是控制一定的回流比。
三、 实验用仪器和药品
1、 仪器：圆底烧瓶，分馏柱，球形冷凝管，直形冷凝管，接受管，锥形瓶，温度计，量
筒，电热套，铁架台
2、 药品：工业酒精 40ml 95%乙醇 20ml
四、 实验内容
1、 工业酒精的蒸馏
在100ml圆底烧瓶中，加入两粒沸石，（按图装配仪器）用量筒取40ml工业酒精经玻璃漏斗从蒸馏头上口倒入烧瓶，插入温度计，通入冷凝水，用水浴加热，注意观察蒸馏瓶中的现象和温度计读数的变化。当液体开始沸腾时，仔细控制水浴温度，使馏出液滴的速度为每秒1~2滴。记下第一滴液体滴入锥形瓶时的温度，分别收集77℃以下，77~79℃和79℃以上的馏分。
蒸馏结束时，勿将烧瓶中液体蒸干（一般须留0.5~1ml）以防烧瓶干烧破裂。
量出所收集的各馏分体积，并计算回收率2。
2、 乙醇——水混合物的分馏
在100ml的圆底烧瓶中加入95%乙醇和水各20ml，并加入1~2粒沸石，按图分别装上刺形分馏柱，在分馏柱上口插入温度计，使温度计水银球上端与分馏柱侧管底边在同一水平线上，依次装上直形冷凝管，接引管。取三只洁净的50ml锥形瓶作接收器，并分别贴上1.2.3号标签。
打开冷凝水，用电热套加热，当液体开始沸腾后，即见到一圈圈气液沿分馏柱慢慢上升，待其停止上升后，调节热源，提高温度。调节并控制好温度，使蒸气缓慢上升以保持分馏柱内有一个均匀的温度梯度，并控制馏出液的速度约2~3秒/滴。
开始蒸出的馏分中含有低沸点的组分（乙醇）较多，而高沸点组分（水）较少，随着低沸点组分的蒸出，混合液中高沸点组合含量逐渐升高，馏出液的沸点随之升高。将低于80℃的馏出液收集在1号瓶中，80~90℃馏出收集在2号瓶中，当蒸气达到95℃时，停止蒸馏，冷却几分钟，使分馏柱内的液体回流至烧瓶。卸下烧瓶，将残夜倒入3号烧瓶内，测量并记录各馏分的体积。以柱顶温度为纵坐标，馏出液体积（ml）为横坐标，将实验结果绘成分馏曲线，讨论分馏效率。
五、 实验结果处理
（1） 工业酒精的蒸馏 （2）乙醇——水混合物的分馏
收集的馏液记入下表： 收集的馏液体积记录如下：

温度
收集的馏液体积（ml）
77℃以上

77~79℃

79℃以上

温度
收集的馏液体积（ml）
80℃以下

80~95℃

95℃以上

（2） 结果分析

五，注意事项：
1、 本实验蒸出的酒精并非纯物质，而是酒精和水的共沸物，若要得到无水乙醇，须采用它方法除去共沸物中的水。
2、 用电热套加热十分方便和安全，但要注意调节控制温度，当溶液开始沸腾后，应当调小加热程度，缓慢升温。
3、 常压下的蒸馏装置必须与大气相通。
4、 使用明火作加热源时，在同一实验桌上装有几套蒸馏装置且相互间的距离较近时，每两套装置的相对位置必须或是蒸馏瓶对蒸馏烧瓶，或是接收器对接收器，避免着火的危险。
5、 当蒸馏出的物质受潮分解，可在接收器上连接上一个CaCl2干燥管，以防止湿气的侵入；如果蒸馏时有害气体放出时，则需装配气体吸收装置。
6、 当蒸馏沸点高于140℃的物质时，应该换空气冷凝管。

常压蒸馏的装置图：

普通蒸馏装置（标准磨口仪器）

分馏装置：

分馏标准磨口装置