专利名称：一种蒸馏器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蒸馏器，属于测定双液体系气-液平衡相图的实验玻璃仪器领域。
背景技术：
两种液体能在0% 100%的范围内完全相溶的体系称为完全互溶的双液体系。根据相律，
在大气压下，液体的蒸汽压和外压相等时，平衡温度即为沸点。对于完全互溶的双液体系， 在定压下并没有确定的沸点，其沸点是和溶液的组成有关的。确定了溶液的浓度，沸点才有 定值。完全互溶的双液体系，由于两种液体的蒸汽压不问，溶液上方的气相组成与液相组成 是不同的，测定溶液的沸点和溶液在沸点时的气相和液相的组成，可绘制出溶液的气-液平衡 相图，即溶液的沸点与组成关系图。
将一定组成的双液体系在蒸馏器中进行蒸馏，当温度保持不变时，即表示气液两相己经 达到平衡。记录下沸点温度，并测定沸点时气相(冷凝液)和液相的组成，即得到一组温度-组成数据。将不同组成二元混合物的温度-组成数据绘制在图中，分别将气相点和液相点连接 成为平滑的曲线，就得到了一张定压下二元液态混合物气-液平衡相图。
目前在实验中，尤其是大学物理化学实验中，测定、绘制双液体系气-液平衡相图通常使 用老式的蒸馏器，配上软木塞或橡皮塞及温度计，用电阻丝或电热套加热。且还须配备交流 调压变压器及配有鲜鱼夹及接线叉的各类导线和固定各类仪器的铁架台等等。
老式的沸点仪须配上合适的软木塞或橡皮塞，在塞匕打孔，分别作为温度计插孔、连接 加热电阻丝的两个粗铜丝插孔。
加热体系通常采用加热丝，直接用小功率电阻丝绕制，两端固定在连接加热丝的两个粗
铜丝上，两个粗铜丝的上端通过软木塞或橡皮塞固定，通过导线与220V的交流调压变压器 相连；或者用电热套从外部加热，组成一个加热系统。
这种方法使用的技术设备陈旧，使得实验测定值与理论值有一定差距，甚至差距较大， 导致教学实验效果不理想。主要问题包括
1. 软木塞或橡皮塞上打孔，其相对的位置不易打准，彼此之间经常产生不配套、不易固 定的情况。温度计粗了塞不进、细了又会产生缝隙，温度计易上下移动，经常会损坏仪器。 此外，体系不密封，使得气液不易达到平衡，给实验带来误差。
2. 实验过程中软木塞或橡皮塞有碎屑，有时会污染溶液。
3. 连接加热丝的两个粗铜丝不易在软木塞或橡皮塞固定，易松动，所以存在短路的隐患。
4. 加热电阻丝两端连接固定在两个粗铜丝上。由于是不同的金属，存在焊接困难的问题， 极易产生接触不良的问题，易产生电火花。有时会产生溶液不被加热或加热较慢、或有时爆 沸的情况。5. 电阻丝极易烧断，所以经常需要更换用小功率电阻丝绕制的加热丝，其加热功率存在 大小不一的问题，功率大小都会对实验产生一定的影响。
6. 实验所用双液体系大多都是低沸点、易挥发的有机物，易燃易爆。将电阻丝置于溶液 中明火加热，存在极大的安全隐患。
7. 电热套从外部加热，由于电热套的热容较大，温度滞后，不易精确调节与控制。而双 液体系蒸馏所用溶液的量很少，且沸点低，所以用电热套从外部加热既不易精确控制温度， 同时还很费电。
8. 实验所需部件较多，非标准件较多，存在着误差的叠加，对测试结果产生影响，导致 测量结果产生误差。
实用新型内容
本实用新型提供了一种蒸馏器，结构简单、耗屯量低、使用安全，并且可以精确控制加 热温度。
所述蒸馏器包括容器和一端开口的加热管，加热管与容器密封连接，封闭端伸入容器内。
加热部件置于加热管内。加热部件可以是常规的电阻丝或其他公知的加热元件，优选加 热部件为棒状，前部为加热部分，后部为绝热部分，加热部分通过导线与电源相连。所述加 热部分长1.5cm。
加热管可以与容器固定连接，也可与容器套接。
作为本实用新型的改进，所述蒸馏器还包括与容器密封连接的用于套装温度计的套管， 所述套管两端开口，下端伸入容器内，上端内径与温度计的外径相配。作为优选方案，所述 套管下端侧壁上设有一个以上的通气孔。作为另一种优选方案，所述蒸馏器还包括中间设孔 的压盖，压盖与套管上端通过螺纹连接，压盖与套管上端间设有密封圈。
作为本实用新型的另一种改进，所述蒸馏器还包括通过侧面的分馏管与容器相连的冷凝 管，分馏管向上倾斜设置，冷凝管底部设有半球形的冷凝液储存室。
采用本实用新型，具有以下优点
1. 由于设有加热管，使用时加热部件置于加热管内，可以同时在加热管内注入硅油等 加热油，因此不仅消除了电阻丝明火加热时存在的极大安全隐患，同时加热均匀， 易于控制温度，耗电量低，加热部件使用寿命延长，也不会对被测溶液体系造成污 染。
2. 采用棒状的加热部件， 一端为加热部分， 一端为绝热部分，加热部分长度只有约 1.5cm，使得加热部件可以只使用10-30V的安全电压。特别适用于容器小，实验所 用溶液较少的情况。
3. 采用加热管、套装温度计的套管，密封性好，使用方便，加热管和套管可以采用标 准磨口与容器套接，从而使得蒸馏器零件的互换性强。采用压盖、密封圈和套管配合，可以同时起到密封和固定温度计的作用。
4. 温度计套装于套管内，可以保护温度计不被破坏。
5. 套管侧壁设有通气孔，使用时，位于液面上部的通气孔使得套管中液体沸腾产生的 气相可以溢出，温度计的水银球一半位于溶液中，另一半位于溶液的蒸汽中，就可 以得到稳定的两相平衡温度，而位于液面以下的通气孔可以在一定程度上防止溶液 爆沸。
6. 经实验，本实用新型测定的实验数值与文献值基本一致，准确度高，实验重复性好。
综上所述，本实用新型结构简单、新颖合理、耗电量低、使用安全，可以精确控制加热 温度，用于测定双液体系的平衡相图，准确度高，实验重复性好。
图1是本实用新型结构图。
具体实施方式
如图1所示，蒸馏器包括容器l、加热管2、套管3、压盖4、加热部件5、分馏管6、冷 凝管7、加样口8。容器1为球形，直径约为6cm。加热管2—端开口，通过19#磨口与容器 1密封连接，封闭端伸入容器1底部。加热部件5置于加热管内，为中空棒状，前部加热部 分9为金属，长1.5cm，后部绝热部分10为耐热陶瓷，导线11与加热部分9相连，从加热 部件5的中空部分穿出后与电源相连。套管3两端开口，下端伸入容器1内，距容器1底部 约8 10mm,上端内径与温度计15外径相配，套管下端侧壁上设有4个通气孔12，其中2 个通气口在距套管下端部20-30mm处，2个通气口在距套管下端部约5mm处。压盖4与套 管3上端通过螺纹连接，压盖4与套管3上端间设有密封圈16。密封圈16的外径与压盖的 内径-致，密封圈16的内径略小于温度计15的外径。套管3通过24#磨口与容器1密封连 接。冷凝管7通过分馏管6与容器1连接，分馏管6向上倾斜约10° ，与加样口的夹角约为 45° 。冷凝管7有效长度约20cm，冷凝管7与容器1的轴心距离约5cm左右。冷凝管7底 部有一半球形冷凝液储存室13，用以收集冷凝下来的气相样品。容器1上还设有加样口8， 加样口 8可用19#磨口塞14密封。
下面以测量二元液态混合物的气-液相图为例，具休描述一下本实用新型的工作步骤
1、 配制一系列不同百分浓度的二元液态标准混合物。使用阿贝折光仪，测定二元液态标 准混合物的折射率。绘制二元液态标准混合物的折射率与百分浓度的标准曲线。
2、 将洗净烘干的蒸馏器安装好。通入冷凝水，使实验过程中产生的气相得以充分冷凝。
3、 把加热部件5放入已加入少许硅油的加热管2中，加热管2插入容器1 。
4、 从加液口 8加入待测的二元混合溶液约至二元蒸馏器球形容器的1/2，使位于加热部 件5前部的加热部分9位于液面下，盖上磨口塞14。温度计15(50 100°C 1/1(TC)穿过压盖4、密封圈16，插入套管3中，适当拧紧使之密封。套管3插入容器1中，使温度计15水银 球的一半浸入溶液中。
5、 将加热部件5与恒流加热电源接通。调节电源的电压旋钮10 30V，至套管3上能看 到少量气泡，加热使液体缓缓沸腾并回流，直至气液平衡，此时温度计15的温度保持恒定。
6、 由于分馏管6向上倾斜约10° ，所以冷凝管7中的大部分冷凝液体都会流入回到容 器1中，只有少量的会留在冷凝管7下端的冷凝液储存室13中，经过一定时间的气液平衡， 冷凝液储存室13中的冷凝液代表的是气相组成。待温度达到恒定后，记下沸点并停止加热。 随即用一只长的吸管从冷凝器上部的插入冷凝液储存室13中吸出冷凝液(代表气相组成)， 迅速测定其折射率。用短吸管从加样口 8吸出少量溶液(代表液相组成)，迅速测定其折射率。
7、 将容器l内溶液倾回原来的试剂瓶中。用同样的方法，依次测定其他组成的二元混合 物的沸腾温度与气相、液相的折射率。
8、 根据二元标准混合物的折射率与百分浓度的标准曲线，找出各次蒸馏所得气相与液相 的组成。
9、 从化学手册中分别査找组成二元液态混合物的两个纯物质的沸点。
10、 绘制该二元液态混合物的沸点-组成(T-X)图，求出最低恒沸点的温度以及最低恒 沸点的组成，即为该二元液态混合物的气-液相图。
11、 实验结束，切断电源，关闭冷凝水，将蒸馏器洗净、烘干备用。
权利要求1、一种蒸馏器，包括容器，其特征在于还包括一端开口的加热管，加热管与容器密封连接，封闭端伸入容器内。
2、 如权利要求1所述的蒸馏器，其特征在于还包括置于加热管内的加热部件。
3、 如权利要求2所述的蒸馏器，其特征在于加热部件为棒状，甜部为加热部分，后部为绝 热部分，加热部分通过导线与电源相连。
4、 如权利要求3所述的蒸馏器，其特征在于所述加热部分长1.5cm。
5、 如权利要求1所述的蒸馏器，其特征在于加热管的封闭端深入容器底部。
6、 如权利要求1所述的蒸馏器，其特征在于加热管与容器套接。
7、 如权利要求1所述的蒸馏器，其特征在于还包括与容器密封连接的用于套装温度计的套 管，所述套管两端开口，下端伸入容器内，上端内径与温度计的外径相配。
8、 如权利要求7所述的蒸馏器，其特征在于所述套管下端侧壁上设有一个以上的通气孔。
9、 如权利要求7所述的蒸馏器，其特征在于还包括中间设孔的压盖，压盖与套管上端通过 螺纹连接，压盖与套管上端间设有密封圈。
10、 如权利要求1-8中任一项所述的蒸馏器，其特征在于还包括通过侧面的分馏管与容器相 连的冷凝管，分馏管向上倾斜设置，冷凝管底部设有半球形的冷凝液储存室。
专利摘要本实用新型涉及一种蒸馏器，结构简单、耗电量低、使用安全，并且可以精确控制加热温度。所述蒸馏器包括容器和一端开口的加热管，加热管与容器密封连接，封闭端伸入容器内。加热部件置于加热管内。作为本实用新型的改进，所述蒸馏器还包括与容器密封连接的用于套装温度计的套管，所述套管两端开口，下端伸入容器内，上端内径与温度计的外径相配。作为优选方案，所述套管下端侧壁上设有一个以上的通气孔。作为另一种优选方案，所述蒸馏器还包括中间设孔的压盖，压盖与套管上端通过螺纹连接，压盖与套管上端间设有密封圈。本实用新型结构简单、新颖合理、耗电量低、使用安全，可以精确控制加热温度，用于测定双液体系的平衡相图，准确度高，实验重复性好。
文档编号B01D3/00GK201333405SQ20082021445
公开日2009年10月28日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月18日
发明者严拯宇, 姜新民, 曹凤岐 申请人:严拯宇;曹凤岐;姜新民