3.2. Возгонка (сублимация)

Возгонка - это процесс испарения твердого вещества с последующей конденсацией пара в твердое состояние, минуя жидкую фазу. Этим способом пользуются для очистки твердых веществ, имеющих достаточно большое давление пара при сравнительно невысокой температуре. Возгонка применима особенно в тех случаях, когда очистка твердого органического вещества от смолистых примесей путем кристаллизации не достигает цели. Возгонка применяется для очистки хинонов, многоядерных углеводородов и некоторых других соединений

Возгонка, даже однократная, как правило, приводит к получению вполне чистого продукта и нередко заменяет несколько перекристаллизаций. Она может быть использована как для окончательной очистки продукта, так и для предварительного отделения летучего соединения от нелетучих примесей. От перекристаллизации возгонка выгодно отличается также более высоким выходом чистого продукта (98 – 99 %).

С другой стороны, возгонка - весьма длительный процесс, поэтому его обычно используют для очистки небольших количеств веществ. Область применения этого метода ограничена также тем, что способность многих твердых соединений сублимироваться столь ничтожна, что не может быть использована для препаративных целей.

Чаще всего возгонка представляет собой относительно медленный процесс. Скорость возгонки прямо пропорциональна величине поверхности испаряемого вещества и поэтому препарат надо очень тонко измельчать.

Не следует также допускать плавления вещества при возгонке, поскольку это ведет к падению скорости процесса вследствие резкого уменьшения поверхности вещества.

Вещества, имеющие относительно высокое давление пара, при нагревании могут приобрести давление пара, равное атмосферному, при температуре, лежащей ниже температуры плавления. Температура плавления при нагревании этих веществ не достигается, они непосредственно переходят в парообразное состояние, т. е. возгоняются.

Температура, при которой давление пара над твердым веществом равно внешнему давлению, называется температурой возгонки.

Для возгонки при атмосферном давлении вещество помещают на небольшую фарфоровую чашку, покрывают ее кружком фильтровальной бумаги или асбеста, проколов в нем несколько отверстий (чтобы возгон не падал обратно на возгоняемое вещество) и затем накрывают фарфоровую чашку опрокинутой стеклянной воронкой (рис. 5, а). Отводную трубку воронки закрывают тампоном из стеклянной ваты. Чашку с веществом нагревают в кольце над плиткой или песчаной бане. Для охлаждения на внешнюю поверхность воронки помещают кусочек влажной ваты или ткани. Нагревать чашку с веществом нужно осторожно; небольшое перегревание может способствовать быстрому термическому разложению возгоняемого вещества. Описанным выше путем рекомендуется возгонять бензойную кислоту или нафталин. Возгонку больших количеств вещества ведут в стакане (рис. 5 б). На стакан устанавливается круглодонная колба, заполненная холодной водой. На поверхности колбы оседают кристаллы возгоняемого вещества.

а) 1 - плитка; 2 - возгоняемое вещество; 3 - фарфоровая чашка; 4 - кружок фильтровальной бумаги с отверстиями; 5 - коническая воронка; 6 - стеклянная вата

б) 1 - плитка; 2 - возгоняемое вещество; 3 – стакан; 4 – круглодонная колба

Рисунок 5 - Прибор для возгонки