水蒸氣蒸餾儀是一種用于分離和純化揮發(fā)性成分的裝置,尤其適用于高溫下易分解或與水不互溶的有機(jī)化合物短程蒸餾儀 。其工作原理基于道爾頓分壓定律和水蒸氣蒸餾的協(xié)同作用,以下是詳細(xì)解析:
1. 核心原理
道爾頓分壓定律:混合氣體的總壓等于各組分氣體分壓之和短程蒸餾儀 。在水蒸氣蒸餾中,體系的總壓(通常為大氣壓)由水蒸氣(P水P水)和待分離組分(P有機(jī)物P有機(jī)物)的分壓共同構(gòu)成:
P總=P水+P有機(jī)物P總=P水+P有機(jī)物當(dāng)總壓達(dá)到外界大氣壓時(shí),混合物在低于100℃的溫度下即可沸騰,實(shí)現(xiàn)低溫蒸餾短程蒸餾儀 。共沸效應(yīng):水與被蒸餾組分形成共沸混合物,共同蒸發(fā),但兩者在冷凝后因不互溶而分層,便于分離。
2. 工作流程
蒸汽發(fā)生:
水蒸氣發(fā)生器加熱產(chǎn)生蒸汽(或直接通入外部蒸汽),蒸汽通過導(dǎo)管導(dǎo)入蒸餾瓶短程蒸餾儀 。關(guān)鍵點(diǎn):蒸汽需持續(xù)、均勻,避免局部過熱。
組分?jǐn)y帶:
蒸汽與待提純物質(zhì)接觸時(shí),揮發(fā)性組分受熱蒸發(fā),與水蒸氣混合短程蒸餾儀 。由于分壓疊加,混合物沸點(diǎn)顯著降低(例如,苯胺與水的共沸點(diǎn)為98.4℃)。
冷凝收集:
混合蒸汽經(jīng)冷凝管冷卻為液體,流入接收器短程蒸餾儀 。由于水與有機(jī)物不互溶,液體分層(水在下層或上層,取決于有機(jī)物密度)。
分離純化:
通過分液漏斗分離水層和有機(jī)層,必要時(shí)用干燥劑進(jìn)一步脫水短程蒸餾儀 。
3. 適用條件
被提純物質(zhì)需滿足:
不溶于水或微溶短程蒸餾儀 。在100℃左右具有一定蒸氣壓(通常≥10 mmHg)。化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不與水反應(yīng)(如酯類、芳香油、生物堿等)。
4. 優(yōu)勢與局限性
優(yōu)勢:
低溫操作,避免熱敏物質(zhì)分解短程蒸餾儀 。無需高真空設(shè)備,成本較低。