DESTYLACJA Z PAR WODN Destylacja z parÄ… wodnÄ… Ten rodzaj destylacji stosuje siÄ™ do wydzielania z mieszanin tych skÅ‚adników, które nie mieszajÄ… siÄ™ z wodÄ… a jednoczeÅ›nie sÄ… lotne z parÄ… wodnÄ…. W omawianej sytuacji caÅ‚kowita prężność pary (p) w temperaturze T jest sumÄ… prężnoÅ›ci pary wodnej (paq) oraz prężnoÅ›ci pary destylowanej substancji (ps). PrężnoÅ›ci par poszczególnych substancji nie zależą natomiast od ich zawartoÅ›ci w mieszaninie. ZaletÄ… tego rodzaju destylacji jest o utrzymanie temperatury destylacji poniżej 100 C, co pozwala na wydzielenie substancji wyżej wrzÄ…cych, jeżeli tylko majÄ… odpowiednio wysokÄ… prężność par. Stosuje siÄ™ jÄ… do izolowania olejków eterycznych z produktów naturalnych, wydzielania zwiÄ…zków z produktów mazistych, częściowo zestalonych itp. AparaturÄ™ do destylacji z parÄ… wodnÄ… przedstawia Rys. 8. Rys. 8 Zestaw do destylacji z parÄ… wodnÄ… (objaÅ›nienia cyfr w tekÅ›cie) Para wodna wytwarzana jest w kolbie okrÄ…gÅ‚odennej (1) zaopatrzonej w rurkÄ™ zapobiegajÄ…cÄ… nadmiernemu wzrostowi ciÅ›nienia (2). Budowa zestawu umożliwia również odprowadzanie skroplin (3) przed wprowadzeniem pary wodnej do kolby destylacyjnej. 2013 Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest otrzymanie lotnych skÅ‚adników terpentyny (Rys. 9) metodÄ… destylacji z parÄ… wodnÄ…. Przebieg ćwiczenia: 1. Montaż aparatury Destylowany surowiec (w tym przypadku terpentynÄ™) umieÅ›cić w dÅ‚ugoszyjnej kolbce ze szlifem (4) i poÅ‚Ä…czyć z nasadkÄ… destylacyjnÄ… (5) zaopatrzonÄ… w dÅ‚ugÄ… rurkÄ™ zakoÅ„czonÄ… barbotkÄ… (zapoznać siÄ™ z budowÄ… tej części urzÄ…dzenia). Rurka ta powinna siÄ™gać do dna kolby destylacyjnej. KolbÄ™ przymocować pochyÅ‚o do statywu za pomocÄ… Å‚apy. Kolejnymi elementami zestawu sÄ… chÅ‚odnica (6), przedÅ‚użacz z odpowietrznikiem (7) oraz odbieralnik (8). 2. OdkrÄ™cić wodÄ™ przepÅ‚ywajÄ…cÄ… przez chÅ‚odnicÄ™ (przepÅ‚yw wody w chÅ‚odnicy nastÄ™puje w kierunku przeciwnym do kierunku przepÅ‚ywu oparów czyli w tzw. przeciwprÄ…dzie) 3. Po podÅ‚Ä…czeniu kosza grzejnego nastawić autotransformator na maksymalnÄ… wartość i rozpocząć ogrzewanie kolby z wodÄ… przy otwartym wylocie skroplin. 4. Gdy woda w generatorze pary zacznie wrzeć, zamknąć wylot skroplin. Wytworzona para doprowadzona jest do destylowanej cieczy, a nastÄ™pnie wraz ze skÅ‚adnikami lotnymi przechodzi przez chÅ‚odnicÄ™ i skrapla siÄ™ w odbieralniku. 5. DestylacjÄ™ należy przerwać po napeÅ‚nieniu 3/4 odbieralnika, którym jest kolba okrÄ…gÅ‚odenna ze szlifem o poj. 250 cm3. WyÅ‚aczyć autotransformator, a po ustaniu skraplania siÄ™ destylatu wyÅ‚Ä…czyć obieg wody w chÅ‚odnicy. 6. Zawartość odbieralnika przelać do rozdzielacza umieszczonego na statywie (Rys. 10), poczekać aż dwie warstwy wyraznie oddzielÄ… siÄ™ od siebie, po czym przelać je do dwóch osobnych kolbek stożkowych. Warstwa dolna to warstwa wodna, a warstwa górna to niemieszajÄ…ca siÄ™ z wodÄ… mieszanina lotnych skÅ‚adników terpentyny. a b c Rys. 9 Główne skÅ‚adniki lotne terpentyny Rys. 10 Rozdzielacz; widoczne dwie a) Ä…-pinen b) ²-pinen c) 3-karen niemieszajÄ…ce siÄ™ ze sobÄ… fazy 2013 ODPAROWANIE ROZPUSZCZALNIKA POD ZMNIEJSZONYM CIÅšNIENIEM JednÄ… z najczÄ™stszych operacji w laboratorium chemii organicznej jest usuniÄ™cie rozpuszczalnika z roztworu substancji organicznej. OperacjÄ™ tÄ… wykonuje siÄ™ najczęściej pod zmniejszonym ciÅ›nieniem w urzÄ…dzeniu zwanym wyparkÄ… obrotowÄ… (rotacyjnÄ…) (Rys. 11). Rys. 11 Wyparka obrotowa a) widok z przodu b) widok z boku (objaÅ›nienia cyfr w tekÅ›cie) Do uzyskania podciÅ›nienia, przy którym oddestylowuje wiÄ™kszość najczęściej stosowanych w laboratorium chemicznym rozpuszczalników wystarczy pompka wodna (Rys. 12). Metoda umożliwia szybkie usuniÄ™cie rozpuszczalnika na zimno czyli w temperaturze pokojowej. W przypadku niektórych rozpuszczalników (np. etanol, metanol) należy dodatkowo ogrzewać odparowywany roztwór za pomocÄ… Å‚azni wodnej. Obrót kolby okrÄ…gÅ‚odennej zwiÄ™ksza powierzchniÄ™ parowania i zapobiega przegrzewaniu siÄ™ cieczy. 2013 Rys. 12 Pompka wodna (yródÅ‚o: http://pl.wikipedia.org/wiki/Pompka_wodna) Cel ćwiczenia: Zapoznanie siÄ™ z zasadÄ… funkcjonowania wyparki i odparowanie rozpuszczalnika z otrzymanego roztworu. Przebieg ćwiczenia: PRZED ROZPOCZCIEM PRACY Z WYPARK NALEÅ»Y BEZWZGLDNIE NAAOÅ»YĆ OKULARY OCHRONNE!!! DOTYCZY TO WSZYSTKICH OSÓB PRZEBYWAJCYCH W POBLIÅ»U WYPARKI!! 1. OdkrÄ™cić do oporu wodÄ™ w pompce wodnej (Rys. 12). Pompka wodna zapewnia wytworzenie podciÅ›nienia i jest poÅ‚Ä…czona wężem gumowym (1) z wyparkÄ…. 2. OdkrÄ™cić wodÄ™ przepÅ‚ywajÄ…cÄ… przez chÅ‚odnicÄ™ (2) w wyparce. 3. OtrzymanÄ… kolbÄ™ okrÄ…gÅ‚odennÄ… (3) z roztworem poÅ‚Ä…czyć z częściÄ… wyparki zakoÅ„czonÄ… szlifem używajÄ…c odpowiedniego zabezpieczenia (nakrÄ™tka lub klips zabezpieczajÄ…cy) i zamknąć zawór odpowietrzajÄ…cy (4). 4. Za pomocÄ… pokrÄ™tÅ‚a na panelu sterowania (5) ustawić obroty wyparki na Å›redniÄ… wartość. 5. Za pomocÄ… odpowiedniego pokrÄ™tÅ‚a (6) i dzwigni (7) zanurzyć kolbkÄ™ z odparowywanym roztworem w Å‚azni wodnej (8). W przypadku roztworu etanolowego wÅ‚Ä…czyć Å‚azniÄ™. 6. Odparować część rozpuszczalnika z kolby (zgodnie z zaleceniem prowadzÄ…cego). 7. Podnieść kolbkÄ™ z Å‚azni wodnej, wyÅ‚Ä…czyć obroty, a nastÄ™pnie trzymajÄ…c jednÄ… rÄ™kÄ… kolbkÄ™ drugÄ… otworzyć zawór odpowietrzajÄ…cy (sÅ‚ychać bÄ™dzie charakterystyczny odgÅ‚os spowodowany wciÄ…gniÄ™ciem powietrza do wnÄ™trza aparatury). 8. Zdjąć kolbÄ™ z wyparki, zamknąć przepÅ‚yw wody przez pompkÄ™ wodnÄ… oraz przepÅ‚yw wody w chÅ‚odnicy. WyÅ‚Ä…czyć ogrzewanie Å‚azni wodnej. W sprawozdaniu: Narysować zestaw do destylacji z parÄ… wodnÄ…. Podpisać wszystkie elementy zestawu. 2013