分餾(fractional 蒸餾)是一種物理分離方法,用于分離混合物中沸點相近的不同成分。
在分餾過程中,混合物被加熱至最低沸點,然后根據(jù)各成分的不同沸點進行冷卻分離,以獲得相對純凈的單一物質(zhì)。整個過程沒有新物質(zhì)生成,只是將原來的物質(zhì)分離,因此屬于物理變化。分餾是多次蒸餾的過程,特別適用于分離沸點相差不大的液體有機混合物,如煤焦油和石油。當混合物中各成分的沸點相差不超過20度時,簡單蒸餾法無法有效分離,此時可采用分餾法。分餾柱中的小柱提供了更大的表面積,有助于蒸氣的凝結(jié)。分餾是一種重要的方法,用于分離提純液體有機混合物中沸點相差較小的組分,例如石油。在分餾過程中,首先在常壓下獲得低沸點餾分,然后在減壓病狀態(tài)下進行,以獲得高沸點餾分。每個餾分中仍然含有多種化合物,因此可以進一步進行分餾以提高純度。
分餾的關(guān)鍵在于利用不同成分的沸點差異,通過控制溫度、壓力和分餾柱的設(shè)計,使得混合物中的各個成分依次蒸發(fā)和凝結(jié),從而實現(xiàn)有效的分離。
分餾介紹
分餾是分離幾種不同沸點的揮發(fā)性物質(zhì)的混合物的一種方法;對某一混合物進行加熱,針對混合物中各成分的不同沸點進行冷卻分離成相對純凈的單一物質(zhì)過程。過程中沒有新物質(zhì)生成,只是將原來的物質(zhì)分離,屬于物理變化。分餾實際上是多次蒸餾,它更適合于分離提純沸點相差不大的液體有機混合物。如煤焦油的分餾;石油的分餾。當物質(zhì)的沸點十分接近時,約相差20度,則無法使用簡單蒸餾法,可改用分餾法。分餾柱的小柱可提供一個大表面積予蒸氣凝結(jié)。
分餾是分離提純液體有機混合物的沸點相差較小的組分的一種重要方法。石油就是用分餾來分離的。
分餾在常壓下進行,獲得低沸點餾分,然后在減壓病狀況下進行,獲得高沸點餾分。
每個餾分中還含有多種化合物,可以再進一步分餾。
屬于物理變化。
分餾(fractional 蒸餾)與蒸餾相同,即分離幾種不同沸點的揮發(fā)性成分的混合物的一種方法;混合物先在最低沸點下蒸餾,直到蒸氣溫度上升前將蒸餾液作為一種成分加以收集。蒸氣溫度的上升表示混合物中的次一個較高沸點成分開始蒸餾。然后將這一組分開收集起來。
實驗原理
1.定義:分餾是利用分餾柱將多次氣化—冷凝過程在一次操作中完成的方法。因此,分餾實際上是多次蒸餾。它更適合于分離提純沸點相差不大的液體有機混合物。
2.進行分餾的必要性:(1)蒸餾分離不徹底。(2)多次蒸餾操作繁瑣,費時,浪費極大。
3.分餾的原理:混合液沸騰后蒸氣進入分餾柱中被部分冷凝,冷凝液在下降途中與繼續(xù)上升的 蒸氣接觸,二者進行熱交換,蒸汽中高沸點組分被冷凝,低沸點組分仍呈蒸氣上升,而冷凝液中低沸點組分受熱氣化,高沸點組分仍呈液態(tài)下降。結(jié)果是上升的蒸汽中低沸點組分增多,下降的冷凝液中高沸點組分增多。如此經(jīng)過多次熱交換,就相當于連續(xù)多次的普通蒸餾。以致低沸點組分的蒸氣不斷上升,而被蒸餾出來;高沸點組分則不斷流回蒸餾瓶中,從而將它們分離。
用分餾柱進行分餾,被分餾的溶劑在蒸餾瓶中沸騰后,蒸氣從圓底燒瓶蒸發(fā)進入分餾柱,在分餾柱中部分冷凝成液體。此液體中由于低沸點成分的含量較多,因此其沸點也就比蒸餾瓶中的液體溫度低。當蒸餾瓶中的另一部分蒸氣上升至分餾柱中時,便和這些已經(jīng)冷凝的液體進行熱交換,使它重新沸騰,而上升的蒸氣本身則部分地被冷凝,因此,又產(chǎn)生了一次新的液體-蒸氣平衡,結(jié)果在蒸氣中的低沸點成分又有所增加。這一新的蒸氣在分餾柱內(nèi)上升時,又被冷凝成液體,然后再與另一部分上升的蒸氣進行熱交換而沸騰。由于上升的蒸氣不斷地在分餾柱內(nèi)冷凝和蒸發(fā),而每一次的冷凝和蒸發(fā)都使蒸氣中低沸點的成分不斷提高。因此,蒸氣在分餾柱內(nèi)的上升過程中,類似于經(jīng)過反復(fù)多次的簡單蒸餾,使蒸氣中低沸點的成分逐步提高。
由此可見,在分餾過程中分餾柱是關(guān)鍵的裝置,如果選擇適當?shù)姆逐s柱,就可以在分餾柱的頂部出來的蒸氣,經(jīng)冷凝后所得到的液體,可能是純的低沸點成分或者是低沸點占主要成分的流出物。
分餾儀器
實驗室儀器
煤氣燈,分餾柱,石棉網(wǎng),三角架,圓底燒瓶,冷凝管,牛角管(接液器),錐形瓶,溫度計
工業(yè)設(shè)備
工業(yè)上實現(xiàn)多組分物質(zhì)分離采用的是精餾塔。
參考資料 >
分餾.翰林云端學(xué)院.2024-03-15
同位素分餾作用的產(chǎn)生和測量.Beta Analytic 測試實驗室.2024-03-14
日常生活中的 6 個分餾示例.艾科儀器.2024-03-14