第一章 蒸馏
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2019-2020年高中化学第一章第一节《化学实验基本方法》蒸馏与分馏知识总结新人教版必修1一、蒸馏蒸馏是提纯物质和分离液体混合物的一种方法。
将液体加热至沸,使液体变为蒸汽,然后再将蒸汽冷却,冷凝成液体,这两个过程的联合操作称为蒸馏。
根据被蒸馏物质的性质和要求,可有不同的蒸馏方法。
1.常压蒸馏。
常压蒸馏是一种最简单的,在常压下进行的蒸馏操作,常用来处理受热不发生分解或者沸点不太高的液体物质。
(1)仪器装置。
常压蒸馏使用的仪器包括有:蒸馏烧瓶、温度计、冷凝器、应接管(又叫牛角管)与接受器(常用锥形瓶)。
图5-58为一般水冷凝蒸馏装置。
在安装仪器前,首先要选择好合适规格的仪器。
根据蒸馏物的量选择蒸馏烧瓶,一般是使蒸馏物的体积不超过瓶体积的2/3,也不少于1/3。
选择的温度计,其温标上限应比蒸馏物的沸点高10—20℃。
蒸馏沸点在150℃以下的液体时,一般选择直形冷凝器,其长短应视具体蒸馏对象和数量而定。
沸点愈低,蒸馏愈不容易冷凝则需冷凝器愈长,内管径愈粗;反之沸点愈高,蒸汽容易冷凝,冷凝器就应短些、细些。
蒸馏量大,冷凝器应长,蒸馏大量低沸点物质时,还可选用蛇形或球形冷凝管,若冷凝沸点高于150℃液体时,应使用不带套管的空气冷凝器。
如果不是标准磨口仪器(图5-59),需配好各连接处的木塞。
温度计插在烧瓶中央,汞泡上限应与烧瓶支管下限在一水平位置,烧瓶的支管通过木塞和冷凝器相连,支管口应插出木塞2~3cm左右。
用水冷凝时,其外套中通水,下口为进水口,上口为出水口,此口要向上,才能保证套管间能充满水,以提高冷凝效率。
冷凝器下端接应接管,应接管下端伸入到接受器中。
应接管与接受器间不可使用塞子,应与外界相通。
烧瓶、冷凝器都应用铁架台固定。
仪器的安装顺序一般是先从热源处开始,然后“由下而上,由左到右(或由右到左)”依次安放:铁架台上的铁圈(或三角架),石棉网、蒸馏烧瓶和冷凝器等,并用铁夹将烧瓶垂直夹好。
安装冷凝器时,应先调整它的位置使其与蒸馏烧瓶支管同轴。
第一章蒸馏一、是非题1、全塔效率和单板效率的计算基准相同,都是基于所需要的理论板数的概念进行讨论的。
(×)2、相对挥发度愈大,则相平衡曲线偏离对角线愈远,分离愈困难。
(×)3、组成不同的物料之间混合即返混,对于分离过程是一个不利的工程因素。
(√)4、对于精馏塔,若塔内操作压强降低,可使液体沸腾温度下降,从而避免在再沸器中使用高温载热体。
(√)5、精馏塔全回流时,其回流比为无穷大,全塔无精馏段和提馏段之分。
(√)6、在全凝器中,气液两相呈气液平衡状态,因此全凝器相当于一层理论板。
(×)7、回流比的数值由设计者选定,从耗能角度考虑宜取低限,对难分离的物系应取高限。
(√)8、在进行精馏操作时,在塔板上由于液体流径长,造成塔板上有明显的浓度差异,使气体分布不均匀而可能使塔板的单板效率超过100%。
(√)9、简单蒸馏又称微分蒸馏,也是一种单级蒸馏过程。
(√)10、平衡时气液两相的组成之间的关系称为相平衡关系。
它取决于体系的热力学性质,是蒸馏过程的热力学基础和基本依据。
(√)12、在混合物中各组分间挥发能力的差异定义为相对挥发度。
(×)13、简单蒸馏又称为微分蒸馏,属于间歇操作过程。
(√)14、液相(或气相)混合物连续通过节流闪蒸或膨胀或将混合气进行部分冷凝,使物流达到一次平衡的蒸馏过程,称之简单蒸馏。
(×)15、连续精馏广泛应用于石油、化工、轻工等工业生产中,是液体混合物分离中首选分离方法。
(√)16、简单蒸馏相当于分批多次采用一个理论塔板进行蒸馏,故同一理论板相当多次发挥作用。
(√)17、闪蒸相当于总进料一次通过一个理论板,进行次分离。
分离效果不及简单蒸馏。
(√)18、精馏过程中,传热、传质过程同时进行,属传质过程控制。
(√)轻组分产品。
(√)19、在精馏段,气相在上升的过程中,气相轻组分不断得到精制,在气相中不断地增浓,在塔顶获20、在提馏段,其液相在下降的过程中,其轻组分不断地提馏出来,使重组分在液相中不断地被浓缩,在塔底获得重组分的产品。
第一章 蒸馏复习题一、填空1精馏过程是利用 和 的原理而进行的。
精馏设计中,回流比越 ,所需理论板越少,操作能耗 ,随着回流比的逐渐增大,操作费和设备费的总和将呈现 的变化过程。
2精馏设计中,当回流比增大时所需理论板数 (增大、减小),同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量 (增大、减小),塔顶冷凝器中冷却介质消耗量 (增大、减小),所需塔径 (增大、减小)。
3分离任务要求一定,当回流比一定时,在5种进料状况中, 进料的q 值最大,提馏段操作线与平衡线之间的距离 , 分离所需的总理论板数 。
4相对挥发度α=1,表示不能用 分离,但能用 分离。
5某二元混合物,进料量为100kmol/h ,x F =0.6,要求得到塔顶x D 不小于0.9,则塔顶最大产量为 。
6精馏操作的依据是 ,实现精馏操作的必要条件包括 和 。
7负荷性能图有 条线,分别是 、 、 、 和 。
8写出相对挥发度的几种表达式 α=B A v v /=B B A A x p x p //=BA B A x x y y //=oBo A p p /。
二、选择1 已知q=1.1,则加料中液体量与总加料量之比为 。
A 1.1:1B 1:1.1C 1:1D 0.1:12 精馏中引入回流,下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高,最恰当的说法是 。
A 液相中易挥发组分进入汽相;B 汽相中难挥发组分进入液相;C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相,但其中易挥发组分较多;D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。
3 某二元混合物,其中A 为易挥发组分,液相组成x A =0.6,相应的泡点为t 1,与之相平衡的汽相组成y A =0.7,相应的露点为t 2,则⎽⎽⎽⎽⎽⎽A t 1=t 2B t 1<t 2C t 1>t 2D 不确定4某二元混合物,进料量为100kmol/h ,x F =0.6,要求得到塔顶x D 不小于0.9,则塔顶最大产量为⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
高中化学必修一蒸馏教案
一、教学内容:
1. 蒸馏的概念
2. 蒸馏的原理
3. 蒸馏的种类
4. 蒸馏的应用
二、教学目标:
1. 掌握蒸馏的基本概念和原理;
2. 理解蒸馏的种类和应用;
3. 能够实际操作进行蒸馏实验。
三、教学过程:
1. 导入:介绍蒸馏的概念和重要性。
2. 讲解蒸馏的原理和操作步骤。
3. 展示蒸馏的实际操作过程。
4. 学生实地操作蒸馏实验。
5. 总结并讨论蒸馏实验的结果。
6. 结束:布置课后作业。
四、教学重点和难点:
重点:蒸馏的原理和操作步骤。
难点:掌握蒸馏实验的操作技巧和注意事项。
五、教学辅助手段:
1. 实验室设备:酒精灯、试管、冷凝管等。
2. 蒸馏实验演示视频。
3. 相关实验材料和化学试剂。
六、教学评价:
1. 学生通过蒸馏实验的操作和观察,掌握了蒸馏的原理和应用。
2. 学生能够准确描述和解释蒸馏的过程。
3. 学生理解蒸馏在生产和实验中的重要性。
七、课后作业:
1. 撰写蒸馏实验报告。
2. 查阅相关资料,探讨蒸馏的进一步应用。
3. 准备下节课的预习内容。
八、教学反思:
蒸馏实验是化学课程中的基础实验之一,通过这次实验,学生不仅能够掌握蒸馏的基本原理和技术,还能够培养实验操作能力和科学态度。
在今后的实验教学中,可以结合更多生活和工业中的实际案例,使学生更好地理解蒸馏的应用和意义。