Фракционная перегонка

Моя первая вакуумная перегонка (отгонка жирных кислот)

My first vacuum distillation (fatty acids)
http://chemistry-chemists.com/N5_2020/C ... -P3-1.html

Video



.

Основные ошибки:

1. Перегоняемую жидкость нужно предварительно высушить от воды. Хлористым кальцием и т.п. Если она слишком густая, можно разбавить таким растворителем, чтобы от него можно было легко отбить. Например, петролеем, толуолом. Если есть вода, именно что будет бросать и плевать под вакуумом.

2. Вакуум давать сразу полный, потом аккуратный постепенный нагрев. Игры с вакуумом на нагретой установке чреваты резким вскипанием и перебросом. Если установка уже нагрета, а нет времени ждать остывания, можно на тройник к вакуумной линии подсоединить кран или винтовой зажим и регулировать вакуум. Греть, разумеется, в масляной бане, а не над печкой.

3. Вытянуть тонкий капилляр, если есть горелка (бытовая пропановая сойдет). Окисления заметного не будет, я перегонял даже анилин с тонким капилляром без всякого цинка и азота, первая половина погона из 4л колбы была абсолютно бесцветной.

Если вещество застывает в холодильнике ниже 100*С, оставить в нем на треть воды. Вода будет постепенно выкипать и не даст веществу забить трубку, да и подогреть снаружи можно, если что. Хороший холодильник такой перепад температур должен выдержать.
Куб лучше вылить, пока он жидкий и горячий, если он застынет в колбе, мыть ее потом будет очень неприятно. Выливать удобно в какую-нибудь жестянку под тягой, хоть в консервную банку.

Вакуумной смазкой шлифы при перегонке лучше не мазать, она вытекает при нагревании и вымывается растворителями, а каучук сильно пачкается. Лучше найти что-нибудь на основе силикона, даже загущенное силиконовое масло пойдет или смазка для принтеров.

Спасибо.
Насчет воды в холодильнике - количества веществ такие, что она может не нагреться выше Тпл перегоняемой смеси (т.е., будет хуже). Для подачи теплой воды нужно будет пристроить две емкости.
Насчет сушки - для масел доступна такая роскошь, как удаление воды простым нагревом при атмосферном давлении.
Перегонку с капилляром видел один раз: знакомый гнал бромнафталин из 10-л колбы. Сами капилляры делал много раз (для других целей).

Просто холодильник с водой можно подогреть аккуратно снаружи феном, даже если воды там будет на треть.
Я много раз перегонял высокоплавкие вещества, которые плавились в районе 100*, холодильник, в котором есть немного воды, забивается реже, чем сухой. И его можно сверху прогреть.
Сушить лучше тогда при небольшом вакууме, так вода улетит не полностью, да и шкварчать будет))
Капилляр легко вытянуть из любой подходящей трубки, в боковое горло можно вставить на резиновой пробке от пенициллинового флакончика, несмотря на видимую хлипкость такой конструкции, вакуум она вполне держит.

Поработал немного с ротационным испарителем. До этого пользовался, но рядом был человек, который умел на нем работать, в этот раз рядом была только технолог, она делала свою работу, а с таким оборудованием не сталкивалась.

Нужно было убрать воду из жирных кислот, причем не простых, а эпоксидированных (H2O2/СН3СООН), большую часть воды удалил безводным сульфатом натрия - он образовал насыщенный раствор, который отделился, но ушло не все. Кислот было немного - 200 гр, но хорошо, что взял литровую колбу, с полулитровой был бы ПОЛНЫЙ абзац. За день до этого я высушил такое же количество обработанного таким же способом подсолнечного масла в колбе на 500 мл - обошлось без эксцессов, но с жирными кислотами заподозрил неладное.

Трижды содержимое колбы вспенивалось и уже дошло до верхнего шлифа - еще немного и засосало бы в холодильник. Как все было?

Нагрел баню сначала до 45С, включил 100 об/мин и сразу влепил вакуум 350гПа - нормально. Стал медленно опускать давление. Первый раз вскипело, когда я чуть сильно опустил в районе 40гПа, а два другие раза - когда я сначала добавил обороты до 130, а потом скинул до 100: сброс оборотов вел к резкому вскипанию...

Потом давление застопорилось где-то на 40гПа, ниже не падало. Плюс в холодильнике образовалась пена, хотя проброса не было. Пришел коллега и со временем выяснилось.., что я забыл дать воду на холодильник. Когда охлаждение заработало, удалось постепенно снизить вакуум до 20 гПа, но все равно периодами давление подскакивало и насос долго его не мог понизить до заданного значения.

Возникло подозрение, которое все укреплялось: летит уже не свободная, а конституционная вода - идет какая-то реакция конденсации (с выделением воды). Именно поэтому вакуум долго не падает или падает скачками. Помучил часа 3 и прекратил откачку, т.к. боялся, что получу смолу.

Чтобы перелить кислоты из колбы, понадобилась специальная установка: 1 кольцо штатива - для бутылки (пластиковая, чтобы не упала), еще одно - для воронки и третье - для перевернутой колбы (жидкость вязкая, течет медленно, в руках держать колбу долго).

Кстати, окисленные жирные кислоты отмываются от стекла исключительно плохо: не помогает ни горячая вода с лошадиным количеством качественного моющего (делала соседка), ни ершик. Большая часть удаляется, но стекло все равно остается жирным (вода собирается на поверхности в капли). Помог только ацетон.

Если вода в холодильник не идет или идет плохо, а в колбе уже уже кипит, вода просто летит в насос, соответственно, вакуум плохой. При изменении напора воды в холодильнике вакуум резко улучшается => резкое вскипание и переброс.



Жменька сухой щелочи плюс немножко (~200ml) воды. Лучше под тягой делать.
Для особо адовой смолы раствор щелочи разбавить несколько раз и плюхануть чуть пергидроля. Это тоже лучше делать под тягой и поставив посуду в какой-нибудь тазик или ведро.

Там вакуум-контроль: т.е. при включении охлаждения вакуум все равно не будет выше заданного, т.к. избыток разрежения насос стравливает. Вскипание было либо из-за слишком резкого поднятия вакуума вручную (что логично), либо при уменьшении оборотов колбы (что мне не совсем понятно).

Насчет щелочи - спасибо.

По моему опыту лучше всего помогает разъединить заевшие шлифы обработка их в ультразвуковой ванночке в обычной воде, если надо разъединять шлифы смазанные смазкой то в ультразвуковую ванночку я ставил стакан со сливом хлорорганических растворителей: хлороформ, дихлорметан и пр. они хорошо вымывают вакуумную смазку.

Спасибо.
Ультразвуковая ванночка в лаборатории была (ее использовали для разрушения пены - неплохо помогает), просто никто из нас не догадался воспользоваться ванной таким образом.

Мы одно время получали на работе йодистый метилен обменной реакцией хлористого метилена с йодистым натрием. Реакция проходила в ацетоне, следовательно, после фильтрования хлористого натрия надо было упарить литров 30 ацетона для выделения продукта реакции. Растворитель, ясное дело, использовали для следующего синтеза. Только как упарить такое количество ацетона? На роторе? Замучаемся пыль глотать. Потом придумали использовать для этой цели циркуляционный вакуум-выпарной аппарат, но без вакуума, естественно, поскольку ацетон весь в насос улетит. Но как создать в аппарате нужный рабочий уровень? Сначала думали поддавливать инертным газом типа азота из баллона, но оказалось, что все намного проще, достаточно просто закачать раствор в аппарат и поднять его вакуумом на нужный уровень, после чего просто закрыть кран и вакуум использовать только для регулировки рабочего уровня жидкости. После чего перегонка такого объема растворителя занимала буквально пару часов.

Схема работы и общий вид аппарата, ласково называемого "слоник"

У меня от фотки дежавю - узлы от такого аппарата (и аналогичные) в большом количестве встречал на заводе РИАП. И не просто встречал - нам время от времени приходилось их носить туда-сюда. Ремонт в соседнем с кладовкой помещении - нужен доступ к стене: все вынести! Вынесли? Через пару дней - заносите. Через пару недель - то же, но с другой кладовкой.

Еще вспомнил. Сосед по лаборатории часто ходил на разные выставки лабораторного и промышленного химического оборудования (пока они не "гавкнулись" из-за карантина). Один из его восторженных рассказов - роторник с колбой на 50 л. Это уже промышленные масштабы.

Небольшой роторный испаритель на 50 л:

Ротационный испаритель. Выпариваемая смесь сильно пенится. Проблему решают с помощью большого каплеуловителя

Изотермическая перегонка. В данном случае в бутылке - диэтиловый эфир, в пробирке - раствор вещества в метаноле, из данного вещества нужно получить кристаллы, пригодные для рентгеноструктурного анализа. Эфир испаряется из бутылки, пары поглощаются метанолом, что приводит к понижению растворимости вещества и его медленной кристаллизации (чем медленнее кристаллизация - тем крупнее и совершеннее кристаллы).

Аналогичным методом получают чистый раствор аммиака или соляной кислоты из технических реактивов. Закрытая емкость с грязным раствором, в ней - стаканчик с водой. Так же поступают с фтористоводородной кислотой (только делают все в пластике).

Как-то для анализа в стаканчик с анализируемым раствором нужно было добавить раствор аммиака. Аммиак был, но только технический. Поступил аналогично сказанному выше, опустив стадию с водой. В банку с широким горлом с налитым в нее техническим аммиаком поставил стаканчик с анализируемым раствором (который содержал фосфаты меди и магния) и закрыл банку. Вскоре медь перешла в синий комплекс, который остался в растворе, а магний выпал в виде фосфата магния-аммония.