为什么乙醇的蒸馏这个实验用的是百分之九十五的酒精而不是纯净的酒精?
因为制取超过95%的乙醇,常规的做法不存在,【需要用到化学手段】
而使用物理的蒸发方式,本来就只能得到95%的乙醇,事实上当浓度95%这个状态下,乙醇和水形成了共沸物关系,二者将同时沸腾
将任意浓度的乙醇沸腾蒸发,然后收集蒸汽,冷凝,所得的乙醇只会趋近于95%
故而乙醇蒸馏实验,当然只会使用95%这个浓度的乙醇进行。即便花钱制取超过这个浓度的乙醇,做完实验马上浓度跌回95%。
不可以用蒸馏法提纯乙醇,利用乙醇与水的恒沸点性质收集77~79°c的馏分,即可得到较高纯度的95%的乙醇溶液。普通工业酒精是含乙醇95.6%和4.4%水的恒沸混合物,其沸点为78.15℃,用蒸馏的方法不能奖乙醇中的水进一步除去。要制得无水乙醇,在实验室中可加入生石灰后回流,使水分与生石灰结合后再进行蒸馏,得到无水乙醇。 CaO + H2O Ca (OH)2 蒸馏广泛地应用于分离和纯化液体有机化合物。它是根据混合物中各组分的蒸汽压不同而达到分离的目的。
2,工业上制备无水酒精的方法是在普通酒精中加入一定量的苯,再进行蒸馏。于64.9℃沸腾,蒸出苯、乙醇和水的三元恒沸混合物(比率为74:18.5:7.5),这样可将水全部蒸出。继续升高温度,于68.3℃蒸出苯和乙醇的二元混合物(比率为67.6:32.4),可将苯全部蒸出。最后升高温度到78.5℃,蒸出的是无水乙醇。工业上使用强酸性阳离子交换树脂(具有极性基团,能强烈吸水)来制取无水酒精。
3,食用蒸馏酒是把经过发酵的酿酒原料,经过一次或多次的蒸馏过程提取的高酒度酒液。蒸馏酒的制作原理是根据酒精的物理性质,采取使之汽化的方式,提取的高纯度酒液。因为酒精的汽化点是78.3℃,达到并保持这个温度就可以获得汽化酒精,如果再将汽化酒精输入管道冷却后,便是液体酒精。
我国在宋代开始制造蒸馏酒。酿造的酒中乙醇的浓度不会太高,因为酒中乙醇的浓度超过10%时,就抑制了酵母菌的活动能力,发酵作用也就停顿下来了,取得烈性的浓酒必得通过蒸馏过程。李时珍只说其蒸馏法是“用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器承滴露”。但这是传来的经验,没有提及我国自己设计的蒸馏装置。清代以后,我国民间酒坊采用蒸馏工艺就比较普遍了。蒸馏酒的出现是造酒进步史上的又一个飞跃。
酒精和水的混合液与蒸汽中所含酒精浓度均为95.57%(重量)或97.60%(容量),此时的沸点为78.15℃,这沸点较纯酒精沸点78.3℃,水的沸点100℃都低,故蒸馏到这浓度时,蒸汽中的酒精含量就不会再增加了。这沸点称之为最低恒沸点,该组分的混合物称恒沸混合物。
参考检测方法:
1、试剂制备:
(1)0. 1 N 标准重铬酸钾溶液: 精确称取重铬酸钾 4. 9g,溶解后移入1 000ml 容量瓶中,稀释到刻度。
(2) 0. 1 N 硫代硫酸钠溶液: 称取硫代硫酸钠约 25 , 溶解后移入1 000ml 容量瓶中, 稀释后定容至刻度。
(3) 硫代硫酸钠溶液的标定: 吸取标准重铬酸钾溶液20ml 于500ml 的三角瓶中, 用量筒加入浓硫酸5ml 及碘化钾 2g, 盖塞在暗处 放置 5min, 加水约 200ml, 用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定, 当溶液由橙色为 止 。 从 硫 代 硫 酸 钠 的 用 量 计 算 出 浓 度 。
2 、样品的测定
(1) 微量乙醇的提取: 称取样品适量,置烧瓶中,连接冷凝器在瓶底加热蒸馏,收集蒸馏液于100ml 容量瓶中,达到刻度为止,盖上瓶塞,混合均匀。
(2) 乙醇的氧化: 在200ml的三角瓶中放入0. 1 N 的重铬酸钾20ml,用量筒取浓硫酸5ml, 缓缓地倒入,然后滴入蒸馏液10ml, 并不断振荡, 连接冷凝管, 放在石棉网上加热回流,使瓶中溶液轻微煮沸 10min。
(3) 游离碘的生成:待回流过的溶液冷却后,用水冲冷凝管,使全部溶液无损地盛在200ml三角瓶中,然后小心地将溶液移入500ml三角瓶,用水约 200ml 冲洗200ml的三角瓶,同时加入碘化钾1g , 盖塞,放置暗处5min 。
(4)滴定:自滴定管中滴入0.1N的硫代硫酸钠溶液,当溶液的颜色由橙色变成浅黄色时, 加淀粉溶液 5ml,继续滴定溶液由兰色变为绿色为止,记下消耗的硫化硫酸钠溶液的毫升数。0.0115—消耗1毫克当量的重铬酸钾所能氧化的乙醇克数。
⑴了解蒸馏提纯液体有机物的原理、用途。
⑵掌握蒸馏提纯液体有机物的操作步骤。
⑶了解沸点测定的方法和意义。
二、实验原理(参照本章)2.2.1.1
三、仪器与药品
⑴仪器
100ml圆底烧瓶 100ml锥形瓶 蒸馏头 接液管 30cm直型冷凝管 150℃温度计200ml量筒 乳胶管 沸石 热源等
⑵药品
乙醇水溶液(乙醇:水=60:40) 95%的乙醇[1]
四、实验步骤:
⑴仪器的安装
安装的顺序从热源开始,按自下而上、自左至右的方法。高度以热源为准。各固定的铁夹位置应以蒸馏头与冷凝管连接成一直线为宜。冷凝管的进水口应在靠近接收管的一端,完整的仪器装置图见2-5。
安装过程中要特别注意:各仪器接口要用凡士林密封;铁夹以夹住仪器又能轻微转动为宜。不可让铁夹的铁柄接触到玻璃仪器,以防损坏仪器;整个装置安装好后要做到端正,使之从正面和侧面观察,全套仪器的各部分都在同一平面。
⑵蒸馏操作
①加料
将60%乙醇水溶液60ml通过长颈漏斗倒入圆底烧瓶中,再加入2-3粒沸石,按图2-5安好装置,接通冷凝水[2]。
若蒸馏液体很粘稠或含有很多固体物质,加热时易发生局部过热和暴沸,此时沸石失效。可选用油浴加热。
②加热
开始加热时可大火加热,温度上升较快,开始沸腾后,蒸汽缓慢上升,温度计读数增加。当蒸汽包围水银球时,温度计读数急速上升,记录第一滴馏出液进入接收器时的温度[3]。此时调节热源,使水银球上始终有液滴,并与周围蒸汽达到平衡,此时的温度即为沸点。
③收集馏出液
在液体达到沸点时,控制加热,使流出液滴的速度为每秒钟1-2滴。当温度计读数稳定时,另换接收器收集记录下各馏分的温度范围和体积。95%乙醇馏分最多应为77-79℃。在保持加热程度的情况下,不再有馏分且温度突然下降时,应立即停止加热。记下最后一滴液体进入接收器时的温度。关冷凝水,计算产率。
要求:a.测定所给乙醇的浓度。
b.收集前馏分和77℃~ 79℃的馏分。
c.记录乙醇的沸程。
d.测定收集的乙醇浓度和残留液的浓度。
本实验约需要4小时
五、附 注
[1]蒸馏法只能提纯到95%的乙醇,因为乙醇和水形成恒沸化合物(沸点78.1℃),若要制得无水乙醇,需用生石灰、金属钠或镁条法等化学方法。
[2]接通冷凝水应从下口入水,上口出水,方可达到最好的冷凝效果。
[3]加热记录温度时,热源温度不能太高或太低。太高会在圆底烧瓶中出现过热现象,使温度计读数偏高;太低,温度及水银球周围蒸汽短时中断,使温度计读数偏低或不规则。