反应釜中的物料中有10公斤水,要加多少甲苯可共沸蒸出?
反应釜中的物料中有10公斤水,要加42.2公斤甲苯可共沸蒸出全部的水。
水和甲苯共沸点84.1摄氏度,共沸物组成:甲苯80.84%,水19.16%。按照这个百分比计算,需要加入42.2公斤甲苯,甲苯和水正好共沸蒸馏完毕。
方法提要
将褐煤样置于萃取仪中用甲苯萃取。然后将溶剂蒸除,并将可溶残留物干燥至质量恒定。根据干燥残留物质量,计算甲苯萃取物产率并以干基报出。
仪器装置
萃取仪合适的萃取仪(图73.55)由以下部件组成:①平底锥形烧瓶,500mL,带有玻璃磨口②回流冷凝管,带有磨口玻璃锥形接头和至少400mm长的水套③萃取滤纸筒,$30mm×90mm,挂在一金属网框内。
蒸馏头一个带有磨口玻璃锥形接头的冷凝器,接头与平底锥形烧瓶瓶口相接。
砂浴或其他适当的加热器。
真空干燥箱电加热,能保持(80±2)℃温度和约50kPa压力(也可用能保持温度在110~115℃的通风空气干燥箱或其他干燥手段,但必须小心防止甲苯萃取物着火)。
蒸发皿陶瓷制品,高约30mm,直径约80mm。
图73.55 萃取仪
金属丝网筛孔径1mm×1mm。
试剂
甲苯蒸馏范围109~111℃,在此范围内至少95%液体蒸馏出(甲苯为可燃物,且吸入或皮肤吸收会导致中毒)。
分析步骤
将煤样铺在一盘上,使其与周围大气达到近似湿度平衡。将煤样小心破碎到通过孔径1mm×1mm的筛网。然后将煤样装在一带盖容器中并装至容积的80%以上。开始测定之前,将煤样充分混合至少1min,最好用机械方法混合。
称取约10g(精确至1mg)煤样,装入萃取筒中并盖上一团干净的棉花。将萃取筒放入金属网框。将网框挂在回流冷凝管末端,其位置应使冷凝的甲苯滴入萃取筒中。于锥形瓶中加150mL甲苯并将它与回流管相接。将锥形瓶放在砂浴或其他适当的加热器上加热,控制加热温度使回流冷凝甲苯以稳定的流速通过试样。连续加热4h或直到萃取滤纸筒流出的甲苯接近无色。哪种情况时间长按哪种情况控制加热。
用蒸馏头换下回流冷凝管并将甲苯蒸出到锥形瓶中约剩20mL液体为止,用洗瓶中的甲苯将残留液定量清洗到已称量过的蒸发皿中。在真空干燥箱中于(80±2)℃和约50kPa下将残余甲苯蒸除,将萃取物干燥到质量恒定。
用另一份煤样测定水分。
空气干燥基-甲苯萃取物(ET,ad,%)含量的计算参见式(73.109),干基甲苯萃取物产率(ET,d,%)的计算参见式(73.110)。
理论上讲,对甲苯的用量没有要求,多些没有关系。但实际应用中,甲苯至少应当同时满足两个要求(1)浸没样品(2)充满侧管。样品不同,含水量不同,所需要的甲苯量也是不同的,这就需要实践中摸索了。
一般你不会蒸馏纯甲苯的,可能是甲苯溶液吧,如果甲苯中的物质对水稳定的话,含少量的水没有影响,反之要完全干燥,在蒸馏脱溶。
甲苯是无色澄清液体。有苯样气味。有强折光性。能与乙醇、 乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶,极微溶于水。相对密度0.866。凝固点-95℃。沸点110.6℃。折光率 1.4967。闪点(闭杯) 4.4℃。易燃。蒸气能与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限1.2%~7.0%(体积)。低毒,半数致死量(大鼠,经口)5000mg/kg。高浓度气体有麻醉性。有刺激性。
查找到常温下的4个溶解度数据都不尽相同
1、甲苯在水中的溶解度为 560~570mg甲苯/kg水(常温下)
2、甲苯 Solubility in water 0.053 g/100 mL (20~25℃)
3、甲苯在水中的溶解度0.47 g/l (20~25℃)
4、甲苯几乎不溶于水(0.52 g/l)
二甲苯的沸点是大约140度,水的沸点大约是100度。他们沸点不同,所以不会被一起蒸出。
蒸馏是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程。