Очистка жидких веществ. Очистка воды. Очистка соляной кислоты

Очистка жидких веществ

Одним из основных способов очистки жидкостей является перегонка (дистилляция), основанная на превращении жидкости в пар с последующей конденсацией пара в жидкость при его охлаждении. Жидкость закипает, когда давление ее пара становится равным внешнему давлению. Чистое вещество при заданном постоянном давлении кипит при строго определенной температуре. Температура кипения является характеристикой чистоты жидкого вещества. Обычно в справочниках указывают температуру кипения жидкого вещества (Ткип.) при стандартном давлении, равном 760 мм рт. ст. (т. е. при 1 атм). В отличие от индивидуальных жидкостей, жидкие растворы (или смеси жидких веществ) кипят при различных температурах, зависящих главным образом от состава растворов.

Очистка воды

Собрать установку для перегонки жидкостей при атмосферном давлении (рис. 25). В круглодонную колбу 3 емкостью 500 мл налить примерно до половины объема водопроводную воду, содержащую немного медного купороса. На дно колбы поместить кусочки пористой керамики («кипелки»). Укрепить перегонную колбу в лапке штатива 4 над колбонагревателем 2, расположенном на подъемном столике 1. В колбу вставить насадку Вюрца 5 и термометр 6. Для правильного определения температуры кипения жидкости конец термометра должен находиться напротив бокового отвода насадки Вюрца. В другом штативе закрепить холодильник 7 с присоединенными к нему шлангами, с помощью которых холодильник подключают к водопроводной системе. Водопроводная вода должна поступать в холодильник снизу вверх! Соединить холодильник с приемником 10 посредством аллонжа 8. Хлоркальциевую трубку 9 заполнить натронной известью (смесь оксида кальция и гидроксида натрия), для этого в шарик трубки поместить немного ваты, затем кусочки натронной извести, затем снова немного ваты. Присоединить заполненную хлоркальциевую трубку к аллонжу с помощью небольшого отрезка шланга. Осторожно открывая водопроводный кран, заполнить холодильник водой и отрегулировать ее ток. После того как прибор собран, нагреть с помощью колбонагревателя очищаемую воду до кипения. Отогнать в приемник 1520 мл жидкости («предгон») и вылить ее. Затем присоединить к установке другую колбу-приемник и продолжить перегонку. Записать в лабораторном журнале температуру, при которой шла перегонка основной порции воды, величину атмосферного давления и соответствующую этому давлению температуру кипения чистой воды (найти в литературе). После того как в колбе-приемнике соберется ~50 мл жидкости, нагревание перегонной колбы прекратить, выключив колбонагреватель и опустив подъемный столик. Отсоединить от аллонжа колбу-приемник и закрыть ее пробкой. Определить электропроводность исходной очищаемой воды и собранного дистиллята. Сравнить полученные величины удельной электропроводности. Сделать вывод об эффективности очистки воды таким способом.

Рис. 25. Установка для перегонки жидкостей при атмосферном давлении 1 – подъемный столик; 2 – колбонагреватель; 3 – круглодонная колба; 4 – штатив; 5 – насадка Вюрца; 6 – термометр; 7 – холодильник; 8 – аллонж; 9 – хлоркальциевая трубка; 10 – колба-приемник.

Примечание: тщательно очищенная вода, хранящаяся в кварцевой посуде (без доступа углекислого газа), при 25 С имеет удельную электропроводность χ = 6,33  108 Ом1  см1 . Вопросы 1. От каких примесей вода может быть очищена таким методом? 2. Для чего хлоркальциевая трубка заполняется натронной известью? 3. Зачем используется пористая керамика («кипелки»)? 4. Является ли температура конденсации характеристикой чистоты вещества? От какого параметра зависит величина Ткип. чистой жидкости? 4.2.2. Очистка соляной кислоты Соляная кислота может быть загрязнена ионами тяжелых металлов, серной кислотой и др. примесями. Очистить такой раствор от примесей можно перегонкой, однако в этом случае перегоняется азеотропная смесь, содержащая 20,24 масс. % хлороводорода. Плотность такого раствора составляет 1,1 г/см3 , температура кипения 108 С при давлении 1 атм. Для азеотропных растворов при определенной концентрации наблюдается постоянная температура кипения (при постоянном внешнем давлении). При этом составы раствора и пара одинаковы и остаются неизменным в процессе перегонки. Для очистки раствора соляной кислоты в вытяжном шкафу собрать установку для перегонки при атмосферном давлении (см. рис. 25, с. 64), не используя хлоркальцевую трубку 9. Так же, как и при перегонке воды, присоединить с помощью шлангов холодильник 7 к водопроводной системе и отрегулировать ток воды, подаваемой в холодильник снизу вверх. Измерить ареометром плотность исходной соляной кислоты, приготовленной для очистки от примесей, и определить ее процентную концентрацию, используя справочные данные (приложение 2, с. 136). В круглодонную колбу объемом 500 мл налить ~250 мл исходного раствора соляной кислоты. Для перегонки может быть использована, например, ~15 %-ая соляная кислота. Поместить в этот раствор кусочки пористой керамики («кипелки»). Нагреть кислоту до кипения. Отметить начальную температуру кипения кислоты. Как изменяется температура кипения кислоты по мере перегонки жидкости? После того как температура кипения жидкости перестанет изменяться, записать величину постоянной температуры кипения и сменить колбу-приемник 10. Отогнать в новый приемник ~100 мл жидкости.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/329657-ochistka-zhidkih-veschestv-ochistka-vody-ochi