3. Перегонка с паром

Под перегонкой с паром обычно понимают перегонку смеси частично растворимых друг в друге жидкостей, причем таких, которые остаются частично нерастворимыми и при температуре кипения смеси.

Перегонка с паром применяется обычно для того, чтобы уменьшить температуру перегонки жидкости. Так как при этом в загрузку вводят добавку, то весьма интересно, а иногда и важно, знать, каково будет соотношение вещества и добавки в дестиллате.

Зная парциальные давления перегоняемых веществ (ординаты точек пересечения кривых 1 и 2 с вертикалью, см. рис. 74) и их молекулярные веса, можно найти отношение весов совместно перегоняемых веществ по формуле

где W_A и W_B - веса веществ А и В в дестиллате;

Р_А И Р_В - парциальные давления;

М_А и М_B - молекулярные веса обоих веществ.

С увеличением молекулярного веса гомологов данного ряда давление пара уменьшается. Как показывает опыт, если перегонять с одним и тем же веществом В различные соединения, являющиеся гомологами, то с ростом молекулярного веса перегоняемых соединении отношение большей частью тоже уменьшается.

Этим объясняется тот факт, что при перегонке с водяным паром ароматических углеводородов в дестиллате на 1 мл воды приходится 11,8 мл бензола, 4,7 мл толуола и всего лишь 2,3 мл ксилола.

На рис. 76, 1 изображен прибор, обычно применяемый для перегонки с водяным паром. Иногда этот процесс проводят, добавляя в колбу неорганические соли, что изменяет условия образования насыщенных растворов компонентов перегоняемой смеси в воде или воды IB перегоняемой смеси. Добавление солей сокращает время, потребное для перегонки. В некоторых случаях, например, при очистке жиров и смол, перегонку с паров проводят в вакууме, что в еще большей степени снижает температуру перегонки.

Рис. 76. Приборы для перегонки с водяным паром: 1 - общеупотребительный прибор для перегонки с паром; 2 - прибор для перегонки малых количеств жидкости с паром

Иногда различные соединения удается с успехом перегонять не только с водяным паром, но и с парами других веществ.

Вещество, заменяющее воду, должно удовлетворять следующим условиям:

1. Его взаимная растворимость с перегоняемым веществом должна быть крайне незначительной.

2. Его давление пара должно быть близким к давлению пара перегоняемого вещества.

3. Молекулярный вес его должен быть не больше, чем! у перегоняемого вещества.

4. Оно должно быть по возможности легко доступным.

В качестве примеров применения метода перегонки с парами различных веществ можно привести перегонку n-нитрофенола с парами высококипящих нефтяных фракций (130 - 160° при 16 мм рт. ст.) или перегонку индиго с керосином⁷.

Разновидностью перегонки с паром является ректификация в токе перегретого пара или газа, что также снижает температуру процесса. Ректификацию в токе газа можно проводить при работе с термически мало устойчивыми соединениями. Естественно, что при ректификации в токе газа следует обратить особое внимание на улавливание вещества из газового потока, отходящего из колонки. В этих случаях целесообразно заставлять газ циркулировать в системе. На рис. 76, 2 изображен прибор для перегонки с паром малых количеств жидкости⁷. Прибор может быть собран на шлифах.