要從不同沸點的混合溶液中把各成分分離出來，便要進行分餾，即分步蒸餾，它的原理和蒸餾一樣，所不同的是在燒瓶上裝有一個分餾柱，分餾柱支管再接冷凝管。分餾柱可以使蒸氣經過多次的凝結和氣化，保證那些低沸點的蒸氣分子先進冷凝管而餾出。分餾柱一般應與燒瓶和冷凝管配合使用，分餾時所用燒瓶不帶支管。
基本介紹
- 中文名：分餾柱
- 外文名：Fractional distillation column
- 類型：化學實驗
- 種類：達弗頓分餾柱、維氏分餾柱等
- 包括：管狀結構的柱體、引餾體
- 原理：液體揮發性不同
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分餾
如果將兩種揮發性液體混合物進行蒸餾，在沸騰溫度下，其氣相與液相達成平衡，出來的蒸氣中含有較多量易揮發物質的組分，將此蒸氣冷凝成液體，其組成與氣相組成等同（即含有較多的易揮發組分），而殘 留物中卻含有較多量的高沸點組分（難揮發組分），這就是進行了一次簡單的蒸餾。
如果將蒸氣凝成的液體重新蒸餾，即又進行一次氣液平衡，再度產生的蒸氣中，所含的易揮發物質組分又有增高，同樣，將此蒸氣再經冷凝而得到的液體中，易揮發物質的組成當然更高，這樣我們可以利用一連串的有系統的重複蒸餾，最後能得到接近純組分的兩種液體。
維氏分餾柱
維氏分餾柱通常由約40cm直徑15~20mm的玻璃管制成，柱身中間每隔一定距離向內伸入三根向下傾斜的刺狀物，因此也稱為刺形分餾柱。每組刺狀物之間排列成螺旋狀。其高度和刺的層數視需要而定，可從10cm至60cm不等。
維氏分餾柱的特點是氣液接觸面大，柱子阻力小，附液量少（分餾時殘留在柱中液體的量），容易清洗。但其效率不高，通常20cm的柱子只有2.5塊塔板,只能分離沸點差約60℃的物料。一般用於分離要求不高，液體量小的場合。
達弗頓分餾柱
達弗頓分餾柱，柱內部有一個繞在玻璃軸上的玻璃螺旋。為了使蒸氣或液體不致從柱壁或螺旋問通過，一般將螺旋與往壁通過磨砂貼合。螺旋間距離為10~13mm。
這種類型的分餾柱適合於沸點低於100℃的物質的分離和蒸餾速度較慢的分餾，否則，容易造成液泛現象。
填充式分餾柱
大多數普通型的分餾柱是由長30~50cm，直徑15~25mm的玻璃管制成，柱內裝有不同類型的填料，柱的效率取決於填料的種類、密度和填放的均勻度。常用作填料的物質是玻璃、瓷和金屬棉。
玻璃和瓷是最常用的填料，其優點是不會與有機化合物發生反應．耐腐蝕，形式較為簡單，以玻璃珠、玻璃單環最為常用。分離效率較高，而h環愈小，效率愈高，瓷環往往裡面帶中隔，其分離效率更高。
金屬通常製成絲或網狀作為填料，常見的有不鏽鋼絲、鋁絲、青銅網、鎳網等等，這些都是效率高的填充物。金屬縫越細．網眼越小，其分離效率越高。以金屬絲或網填充的分餾柱。理論塔板數往往是維氏分餾柱的數倍甚至數十倍（相同柱長、柱徑的情況下）。但其價格較其價格較高，操作時附液量較大。
分餾柱的選擇
分餾柱的選擇應綜合考慮分離的難度．待餾物的數量，以及分餾時的壓力範圍等多種因素。分離的難度取決於組分的相對揮發度。混合物中組分的濃度以及所要求的餾出液純度。被蒸餾物的數量必須與分餾柱的大小相適應。按照一一般的規則，要求分離為純品的起始混合物中的每一組分量至少應達附液量的10倍：真空蒸餾時要求分餾柱中的壓力差儘可能小等。總之，在實際操作中選用分餾柱時，要盡力協調這些要求，當然還需要考慮價格以及使用方便等因素。
分餾柱內進行著多次氣液熱交換，因此它的保溫非常重要。在絕熱的操作條件下，柱的分餾效率最高，也就是說，對流傳導以及熱輻射所引起的熱量損失都應限制在最低水平。當蒸餾沸點較高的物質時，可用石棉繩、玻璃絨、礦渣棉等將柱包裹起來。防止熱量損失的最好方法是使用鍍銀的真空夾套，使加熱套的溫度略低於柱內溫度。
