Labf.ru

Перегонка. По-видимому, наиболее распространен¬ной лабораторной операцией при работе с вакуумными линиями является перевод веществ (обычно жидких, но это условие не всегда выполняется при используемых температурах) из одной части установки в другую перегонкой (дистилляцией). Мы посвятим таким операциям специальный раздел ввиду их важности и распространенности. В качестве простейшего при¬мера рассмотрим перегонку жидкости из одного резервуара в другой в том случае, когда температура охлаждаемого прием¬ника ниже температуры первого резервуара (перегонной колбы).
Физическая химия процесса очень проста. Рассмотрим замкнутый объем, содержащий жидкость и ее пары с темпе¬ратурой 7*1, границы которого имеют температуру Тг < Ti. В этих условиях давление паров любой жидкой пленки, образо¬вавшейся при конденсации паров, должно быть ниже давления паров жидкости с температурой 1\. Прямым результатом всего
процесса является перенос жидкости из области с более высокой температурой в область с более низкой. Такой процесс может закончиться либо полным переносом всего вещества', либо прекращением переноса и затуханием процесса на той стадии, когда уменьшение энтальпии (из-за парообразования в резер¬вуаре) и ее приращение (за счет конденсации в предварительно охлажденной области) приведут к выравниванию температуры в системе. Скорость и эффективность такого процесса переноса зависят от среднего свободного пробега молекул, однако при одинаковых прочих условиях они максимальны при отсутствии в системе "инородных" и неконденсируемых молекул типа азота или кислорода. Скорость вакуумной перегонки обычно весьма чувствительна к наличию в системе инородных газовых примесей, поэтому резкое замедление процесса перегонки обычно сразу наводит на мысль о возникновении утечки в линии или об образовании и выделении из перегоняемого раствора нового газообразного продукта, не конденсирующегося при температуре приемника. Конечно, замедление перегонки может быть связано и с другими процессами (особенно при перегонке в узких трубках или сосудах), например, с образованием вблизи поверхности метастабильного слоя высокоохлажденной жидкости, который возникает из-за потерь энтальпии парооб¬разования и плохого перемешивания. Давление паров над таким переохлажденным слоем оказывается ниже значения, соответ¬ствующего температуре более теплой основной массы жидкости, лежащей под ним, вследствие чего при любом резком переме¬шивании такой структуры могут наблюдаться неожиданные (а иногда и разрушительные) эффекты.

Страницы: 1 2