Кунсткамера
Ю.В.Корякин, И.И.Ангелов
Чистые химические вещества
Дистилляция и ректификация
Очистка веществ дистилляцией основана на том, что при испарении смеси жидкостей пар получается обычно иного состава - происходит его обогащение легкокипящим компонентом смеси. Поэтому из многих смесей можно удалить легко кипящие примеси или, наоборот, перегнать основное вещество, оставив трудно кипящие примеси в перегонном аппарате.Часто приходится сталкиваться с системами, при перегонке которых все компоненты отгоняются в неизменном соотношении (азеотропные смеси). В этом случае разделения не происходит и очистка перегонкой невозможна. В качестве примеров азеотропных смесей можно привести водные растворы НСl (20,24% HCl) и этилового спирта (95,57% С2Н5ОН).
Для получения чистых веществ (особенно при глубокой очистке) вместо простой дистилляции предпочитают использовать ректификацию, т. е. процесс, при котором происходит автоматическое сочетание процессов дистилляции и конденсации.
Не вдаваясь в теорию ректификации, укажем лишь, что в ректификационной колонне пар встречается с различными фракциями конденсата, при этом часть менее летучего компонента конденсируется из пара в жидкость, а часть более летучего компонента переходит из жидкости в пар.
Проходя через множество полок ("тарелок") ректификационной колонны, пар успевает настолько обогатиться более летучим компонентом, что на выходе из колонны практически содержит только этот компонент (или азеотропную смесь).
Степень разделения зависит от того, насколько пар обедняется примесью по сравнению с жидкой фазой. Расчет показывает, что в современных лабораторных ректификационных колоннах высотой 1-2 м можно осуществить очистку в 105 раз (и более - см. Девятых Г. Г. Некоторые проблемы глубокой очистки веществ. Получение и анализ веществ высокой чистоты (материалы Всесоюзной конференции). М., "Наука", 1966. 299 с.), если даже содержание примеси в равновесном паре только на 10% меньше, чем в жидкости. Этим объясняется широкое использование дистилляции и ректификации в производстве чистых веществ.
Ректификация используется для очистки не только жидких препаратов. Общеизвестно применение ректификации для разделения сжиженных газов (кислород, азот, инертные газы и т. д.).
В последние годы с помощью ректификации стали очищать многие твердые вещества, сравнительно легко испаряющиеся. (См. Нисельсон Л.А. и др. Получение и анализ веществ особой чистоты. М., "Наука", 1966. 299 с.- с. 33, 38.)
Удалось успешно очистить хлористый алюминий (от Fe), серу (от Se), SiCl4, Zn, Cd, SbСl3. Содержание примесей понижается до 10-4 и даже до 10-7 %.
Таким образом, ректификация может быть отнесена к чрезвычайно эффективным методам глубокой очистки.
Особенно эффективно протекают процессы ректификационной очистки при низких температурах; при повышении температуры резко возрастает загрязнение очищаемого вещества материалом аппаратуры.
Читать дальше || Вернуться назад || Содержание книги
|| Содержимое кунсткамеры || Читальный зал
