工艺流程中化工条件控制之温度的控制
时间:2020-02-22 12:13 来源:未知 作者:化学自习室 点击:次 所属专题: 化工条件控制 温度控制
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一、需要温度计的实验
测反应混合溶液的温度
1.测溶解度
2.由乙醇制乙烯
3.中和热测定
测蒸气的温度
1 蒸馏
2 测定沸点
测环境温度
1.温度对反应速率影响的反应
2.苯的硝化反应、乙酸乙酯的水解
3.测气体体积时,测量室温
注意:作答时指明温度计液泡的位置
二、几种加热与冷却方式
加热方式一:直接加热
1. 酒精灯加热温度达到400—600℃,不稳定;
酒精喷灯,用于加强热,温度可以到1000℃。
2. 直接受热仪器:试管、蒸发皿、坩埚、燃烧匙、硬质玻璃管
间接受热仪器:烧杯、锥形瓶、烧瓶(含蒸馏烧瓶、三颈瓶
加热方式二:电热套加热
1.温度恒定(可调节)。
2. 受热均匀。
3. 升温快,操作简单。
加热方式三:水(油、砂)浴加热
A: 制备硝基苯(50-60 ℃ )
乙酸乙酯水解(70-80 ℃)
B: 溶解度的测定 C: 银镜反应;制备酚醛树脂(沸水) 类(蔗糖、淀粉、纤维素)水解
优点:受热均匀,易控制温度。
冷却方式一:空气冷凝
1.用于沸点较高的物质的冷却。
2.制硝基苯、溴苯、乙酸乙酯。
3.长导管作用:导气,冷凝(可能有回流)。
4.干燥器中冷却也属于空气冷却。
冷却方式二:冷凝管冷却
1.蒸馏只能用直形冷凝管。
2.冷凝回流直形、球形冷凝管均可使用。
3.冷凝效果蛇形冷凝管最好。
冷却方式三:冰水冷却
1.将冰水放在大烧杯或水槽中。待冷却的物质放在U形管、试管、烧瓶或锥形瓶中。
2.如果需要更低温度冷却,可以将冰水换成一些冰盐水。例如20%的食盐水,冰点-16 ℃ 。
三、温度对反应的影响
可能发生副反应。
1. 温度过高造成热分解。例如:H2O2、HNO3、HClO、氨水、NH4Cl、Cu(OH) 2
2. 温度高造成被氧化。例如:醛类、酚类、Fe2+化合物、Na2S、Na2SO3、KI
3. 题目给定信息的副反应。
改变反应速率
1. 因为温度改变速率。
2. 升温,气体溶解度减小。
3.催化剂活性
化学平衡
1.使主平衡向某方向移动。
2.改变已有的平衡:水解
产率
1.挥发与升华。
2.影响溶解度,析出晶体多少不同
加热使胶体聚沉,便于过滤。
安全:对于反应剧烈的,加热会发生危险
注意:
1.控制温度多少度,要回答高与低。
2.减压蒸发和蒸馏,即降温
四、控制温度高低因素
温度高了会怎么样?
1.有物质的挥发损失:某些物质沸点比较低,如液溴,浓盐酸。
2.有物质的分解损失:某些热稳定性比较差的物质:如铵盐、硝酸、结晶水合物、氨水、双氧水,碳酸氢盐等。
3.平衡逆向移动,转化率、产率下降。
4.催化剂活性下降
5.发生副反应应(常见于有机) ……
温度低了会怎么样?
1.速率慢,生产效率低
2.平衡逆向移动,转化率、产率下降
3.溶解度小……
综合上述考虑,选择最适宜温度。
五、如何控制反应放出的热量
1.调节滴加速率
2.冰水冷凝
六、练习
1.Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3 。为制备KClO,在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,控制反应在0℃〜5℃进行,实验中可采取的措施是 ________。
缓慢滴加盐酸、装置C加冰水浴
2.某小组以COCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X。 X的制备过程中温度不能过高的原因是________。
温度过高过氧化氢分解、氨气逸出
3.为使滤液中的Fe2+完全被H2O2氧化,以制备(FePO4·2H2O)下列实验条件控制正确的是AB(填序号)
A.加入适当过量的H2O2溶液
B.缓慢滴加H2O2溶液并搅拌
C.加热,使反应在较高温度下进行
D.用氨水调节溶液pH=7
解析:
C: 较高温度H2O2分解
D:碱性H2O2氧化性减弱;生成的Fe3+会水解为Fe(OH)3
4.正丁醛(沸点76 ℃ )是一种化工原料。某实验小组利用K2Cr2O7与稀硫酸混合溶液氧化正丁醇(沸点117 ℃ )制备。反应温度应保持在90—95℃,其原因是:
将正丁醛及时分离出来,促使反应正向进行,并减少正丁醛进一步氧化。
5.以硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料。先在硫酸亚铁溶液里加入NH4HCO3溶液,生成FeCO3沉淀。
(1)离子方程式 :
(2)需要控制温度低于35 ℃。理由是:
(1)Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑
(2)防止NH4HCO3分解。
6.以海绵铜(主要成分是Cu和CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl。先用NH4NO3、H2O和稀硫酸的混合溶液溶解,再通过氧化还原反应,进行转化和提纯。溶解温度应控制在60—70 ℃ ,原因是:
温度低溶解速度慢;温度过高铵盐分解
7.酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成,反应有大量热放出,为防止温度过高,应向已有苯酚的反应釜中____加入甲醛,且反应釜应装有____装置。
应间歇性缓慢加入甲醛,并且有散热(或吸热、冷却)装置
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