一、乙醇的常压蒸馏
1. 蒸馏装置安装
常压蒸馏最常用的装置如图2-27所示。由蒸馏瓶、温度计、冷凝管、接液管和接受瓶等组成。
安装仪器前,首先选择规格合适的仪器。安装的顺序是先从热源(煤气灯、酒精灯或电炉)处开始,按“由上而上,由左到右(或由右到左)”的顺序,依次安放铁架台,石棉网,水浴锅和蒸馏瓶等。蒸馏瓶用铁夹垂直夹好。安装冷凝管时,应先调整好位置使其与蒸馏瓶支管同轴,然后松开冷凝管铁夹,使冷凝管沿此轴转动和蒸馏瓶相连,这样才不致折断蒸馏瓶支管。铁夹不应夹得太紧或太松,以夹住后稍用力尚能转动为宜。铁夹内要垫有橡皮等软物质,以免夹破仪器。整个装置要求准确端正,无论从正面或侧面观察,全套装置中各仪器的轴线都要在同一平面内。所有的铁夹和铁架都应尽可能整齐地放在仪器的背后。
2. 蒸馏
(1)加料 仪器装好后,取下温度计,通过玻璃漏斗或直接沿着面对支管口的瓶壁倒入30mL 75%乙醇于蒸馏瓶中(注意不能使液体从支管流出)。加入几粒沸石②,塞好温度计,检查仪器的各部分连接是否紧密和妥善。
(2)加热 接通冷凝水,用水浴加热。注意观察蒸馏瓶里的现象和温度上升的情况。加热一段时间后,液体沸腾,蒸气逐渐上升。上升到温度计水银球时,温度计水银柱急剧上升。此时应控制火焰,使蒸气不要立即冲出蒸馏瓶的支管中,而是冷凝回流。待温度稳定后,再稍加大火焰,进行蒸馏。调节加热速度,控制馏出液滴以每秒钟1~2滴为宜③。整个蒸馏过程中,水银球上应始终保持有液滴。
(3)沸点观察及馏出液收集 蒸馏前准备两个锥形瓶作为接受器,温度稳定前的馏分,常为沸点较低的液体。待温度趋稳定后,蒸出的物质就是较纯的物质。此时更换另一洁净干燥的接受器,记下此时温度计的读数。待收集约20mL乙醇(若是纯物质则蒸至最后一滴)时,停止蒸馏,记下此时温度计的读数。前后两次读数即为乙醇的沸点范围。
(4)仪器拆除 蒸馏完毕,先停止加热,稍冷后停止通水,拆除仪器。仪器拆除的顺序和装配时相反,先拆除接受器,然后依次拆下接受管、冷凝管和蒸馏瓶等。
二、微量法测定乙醇的沸点
微量法测定沸点的装置如图2-26。
1. 沸点管的制备
沸点管由内、外管组成。外管为一根内径3~4mm,长约5cm底端封闭的玻璃管。取一根内径约1mm,长约4cm的毛细管作为内管,在酒精灯上加热将其一端封闭,待用。
2. 加样
置1~2滴无水乙醇样品于沸点管的外管中(液高约2~3mm),放入内管(封闭的那一端向上,开口端向下)。然后将沸点管用橡皮圈附于温度计上(样品位置在水银球中央),放入Thiele管(参见图2-25)的油浴中。
3. 沸点测定
加热油浴。加热时,由于气体膨胀,内管中会有小气泡缓缓逸出,在到达或超过该液体的沸点时,将有一连串的小气泡快速地逸出(同时排出内管中的空气)。此时要停止加热,使油浴自行冷却,气泡逸出的速度即慢慢减缓。在气泡不再冒出,而液体刚要进入内管的瞬间(即最后一个气泡刚欲缩回内管中时——要注意细心观察),表示毛细管内的蒸气压与外压相等。记录温度计读数,此时的温度即为该液体的沸点。
(2)沸石必须在加热前加入。如加热前忘记加入;补加时必须先停止加热,待被蒸物冷至沸点以下方可加入。若在液体达到沸点时投入沸石,会引起猛烈的暴沸,部分液体可能冲出瓶外引起烫伤或火灾。如果沸腾中途停止过,在重新加热前应加入新的沸石。
(3)蒸馏时的速度不能太快,否则易在蒸馏瓶的颈部造成过热现象或冷凝不完全,使由温度计读得的沸点偏高;同时蒸馏也不能进行得太慢,否则由于温度计的水银球不能为蒸出液蒸气充分浸润而使温度计上所读得的沸点偏低或不规则。