常用固体液体干燥剂

常用固体液体干燥剂 实验室中常用的干燥剂及其特性 1、浓H2SO4:具有强烈的吸水性，常用来除去不与H2SO4反应的气体中的水分。例如常作为H2、O2、CO、SO2、N2、HCl、CH4、CO2、Cl2等气体的干燥剂。 2、无水氯化钙(CaCl2):无定形颗粒状(或块状)，价格便宜，吸水能力强，干燥速度较快，能再生，脱水温度473K。吸水后形成含不同结晶水的水合物CaCl2?nH2O(n, 1，2，4，6)。最终吸水产物为CaCl2?6H2O (30?以下)，是实验室中常用的干燥剂之一。但是氯化钙能水解成Ca(OH)2 或Ca(OH)Cl ，因此不宜作为酸性物质或酸类的干燥剂。同时氯化钙易与醇类，胺类及某些醛、酮、酯形成分子络合物。如与乙醇生成CaCl2?4C2H5OH、与甲胺生成 CaCl2?2CH3NH2，与丙酮生成CaCl2?2(CH3)2CO 等， 因此不能作为上述各类有机物的干燥剂。不能用来干燥氨、酒精、胺、酰、酮、醛、酯等。 3、 无水硫酸钠(Na2SO4):白色粉末状，吸水后形成带10个结晶水的硫酸钠(Na2SO4?10H2O)。因其吸水容量大，且为中性盐，对酸性或碱性有机物都可适用，价格便宜，因此应用范围较广。但它与水作用较慢，干燥程度不高。当有机物中夹杂有大量水分时，常先用它来作初步干燥，除去大量水分，然后再用干燥效率高的干燥剂干燥。使用前最好先放在蒸发皿中小心烘炒，除去水分，然后再用。 4、 无水硫酸镁(MgSO4):白色粉末状，吸水容量大，吸水后形成带不同数目结晶水的硫酸镁MgSO4?nH2O (n,1，2，4，5，6，7)。最终吸水产物为MgSO4?7H2O(48?以下)。由于其吸水较快，且为中性化合物，对各种有机物均不起化学反应，故为常用干燥剂。特别是那些不能用无水氯化钙干燥的有机物常用它来干燥。 5、 无水硫酸钙(CaSO4):白色粉末，吸水容量小，吸水后形成2CaSO4?H2O(100?以下)。虽然硫酸钙为中性盐，不与有机化合物起反应，但因其吸水容量小，没有前述几种干燥剂应用广泛。由于硫酸钙吸水速度快，而且形成的结晶水合物在100?以下较稳定，所以凡沸点在100?以下的液体有机物，经无水硫酸钙干燥后，不必过滤就可以直接蒸馏。如甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、乙醛、苯等，用无水硫酸钙脱水处理效果良好。 6、 无水碳酸钾(K2CO3):白色粉末，是一种碱性干燥剂。其吸水能力中等，能形成带两个结晶水的碳酸钾(K2CO3?2H2O)，但是与水作用较慢。适用于干燥醇、酯等中性有机物以及一般的碱性有机物如胺、生物碱等。但不能作为酸类、酚类或其他酸性物质的干燥剂。 7、 固体氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH):白色颗粒状，是强碱性化合物。只适用于干燥碱性有机物如胺类等。因其碱性强，对某些有机物起催化反应，而且易潮解，故应用范围受到限制。不能用于干燥酸类、酚类、酯、酰胺类以及醛酮。 8、 五氧化二磷(P2O5):是所有干燥剂中干燥效力最高的干燥剂。 P2O5与水作用非常快，但吸水后表面呈粘浆状，操作不便。且价格较贵。一般是先用其他干燥剂如无水硫酸镁或无水硫酸钠除去大部分水，残留的微量水分再用P2O5干燥。它可 用于干燥烷烃、卤代烷、卤代芳烃、醚等，但不能用于干燥醇类、酮类、有机酸和有机碱。 9、 金属钠(Na):常常用作醚类、苯等惰性溶剂的最后干燥。一般先用无水氯化钙或无水硫酸镁干燥除去溶剂中较多量的水分，剩下的微量水分可用金属钠丝或钠片除去。但金属钠不适用于能与碱起反应的或易被还原的有机物的干燥。如不能用于干燥醇(制无水甲醇、无水乙醇等除外)、酸、酯、有机卤代物、酮、醛及某些胺。 10、 氧化钙(CaO): 是碱性干燥剂。与水作用后生成不溶性的Ca(OH)2，对热稳定，故在蒸馏前不必滤除。氧化钙价格便宜，来源方便，实验室常用它来处理95%的乙醇，以制备99%的乙醇。但不能用于干燥酸性物质或酯类。 目前干燥剂行业中主要有以下五种典型产品: 1) 硅胶干燥剂-主要成分是二氧化硅，是一种高活性吸附材料，由天然矿物经过提纯加工而成粒状或珠状。作为干燥剂，它的微孔结构(平均为2A。)对水分子具有良好的亲和力。硅胶最适合的吸湿环境为室温(20~32)、高湿(60~90%)，它能使环境的相对湿度降低至40%左右，因此硅胶干燥剂应用范围非常广泛。同时，硅胶的化学组分和物理结构，决定了它具有其它同类材料难以取代的特点:吸附性能高，热稳定性好，化学性质稳定，有较高的机械强度等。 2) 粘土干燥剂(蒙脱石)-外观形状为灰色小球，最适宜在50?以下的环境中吸湿。当温度高于50?，粘土的"放水"程度便大于"吸水"程度。但粘土的优势在于价格便宜。 3) 分子筛干燥剂-它是人工合成且对水分子有较强吸附性的干燥剂产品。分子筛的孔径大小可通过加工工艺的不同来控制，除了吸附水气，它还可以吸附其它气体。在230?以上的高温情况下，仍能很好的容纳水分子。 优点:适应性强。缺点:吸湿率低，环保差(不可降解)。 4)矿物干燥剂—衡元矿物干燥剂是由数种天然矿物组成，外观为灰白色小球。它无毒无害，是可降解的环保型干燥剂。吸湿率达50,以上。 5)纤维干燥剂,衡元纤维干燥剂是由纯天然植物纤维经特殊工艺精致而成。其中尤其是覆膜纤维干燥剂片，方便实用，不占用空间。它的吸湿能力达到100,的自身重量，是普通干燥剂所无法比拟的。另外，该产品安全卫生，价格适中，是很多生物、保健食品和药品的理想选择。 :P下面是无机干燥剂 1、浓H2SO4:具有强烈的吸水性，常用来除去不与H2SO4反应的气体中的水分。例如常作为H2、O2、CO、SO2、N2、HCl、CH4、CO2、Cl2等气体的干燥剂。 2、无水氯化钙:因其价廉、干燥能力强而被广泛应用。干燥速度快，能再生，脱水温度473K。一般用以填充干燥器和干燥塔，干燥药品和多种气体。不能用来干燥氨、酒精、胺、酰、酮、醛、酯等。 3、无水硫酸镁:有很强的干燥能力，吸水后生成MgSO4.7H2O。吸水作用迅速，效率高，价廉，为一良好干燥剂。常用来干燥有机试剂。 4、固体氢氧化钠和碱石灰:吸水快、效率高、价格便宜，是极佳的干燥剂，但不能用以干燥酸性物质。党用来干燥氢气、氧气、氨和甲烷等气体。 5、变色硅胶:常用来保持仪器、天平的干燥。吸水后变红。失效的硅胶可以经烘干再生后继续使用。可干燥胺、NH3、 O2、 N2等 6、活性氧化铝(Al2O3):吸水量大、干燥速度快，能再生(400 -500K烘烤)。 7、无水硫酸钠:干燥温度必须控制在30?以内，干燥性比无水硫酸镁差。 8、硫酸钙:可以干燥H2 。O2 。CO2 。CO 、N2 。Cl2、HCl 、H2S、 NH3、 CH4等 第十三章:干燥 通过本章的学习，应熟练掌握表示湿空气性质的参数，正确应用空气的H–I图确定空气的状态点及其性质参数;熟练应用物料衡算及热量衡算解决干燥过程中的计算问题;了解干燥过程的平衡关系和速率特征及干燥时间的计算;了解干燥器的类型及强化干燥操作的基本方法。 二、本章思考题 1、工业上常用的去湿方法有哪几种, 态参数, 11、当湿空气的总压变化时，湿空气H–I图上的各线将如何变化? 在t、H相同的条件下，提高压力对干燥操作是否有利? 为什么? 12、作为干燥介质的湿空气为什么要先经预热后再送入干燥器, 13、采用一定湿度的热空气干燥湿物料，被除去的水分是结合水还是非结合水,为什么, 14、干燥过程分哪几种阶段,它们有什么特征, 15、什么叫临界含水量和平衡含水量, 16、干燥时间包括几个部分,怎样计算, 17、干燥哪一类物料用部分废气循环,废气的作用是什么, 18、影响干燥操作的主要因素是什么,调节、控制时应注意哪些问题, 三、 2o例题13-1:已知湿空气的总压为101.3kN/m ,相对湿度为50%，干球温度为20 C。试用I-H图求解: (a)水蒸汽分压p; (b)湿度,; (c)热焓，; (d)露点t ; d (e)湿球温度tw ; o(f)如将含500kg/h干空气的湿空气预热至117C，求所需热量,。 解 : 2o由已知条件:,,101.3kN/m，Ψ,50%，t=20 C在I-H图上定出湿空气00 的状态点,点。 (a)水蒸汽分压p 过预热器气所获得的热量为 每小时含500kg干空气的湿空气通过预热所获得的热量为 例题13-2:在一连续干燥器中干燥盐类结晶，每小时处理湿物料为1000kg，经干燥后物料的含水量由40%减至5%(均为湿基)，以热空气为干燥介质，初始 -1-1湿度H为0.009kg水•kg绝干气，离开干燥器时湿度H为0.039kg水•kg绝干12气，假定干燥过程中无物料损失，试求: -1(1) 水分蒸发是q (kg水•h); m,W -1(2) 空气消耗q(kg绝干气•h); m,L -1原湿空气消耗量q(kg原空气•h); m,L’ -1(3)干燥产品量q(kg•h)。 m,G2解: q=1000kg/h, w=40?, w=5% mG112H=0.009, H=0.039 12 q=q(1-w)=1000(1-0.4)=600kg/h mGCmG11 x=0.4/0.6=0.67, x=5/95=0.053 12?q=q(x-x)=600(0.67-0.053)=368.6kg/h mwmGC12 ?q(H-H)=q mL21mw q368.6mw q,,,12286.7mLH,H0.039,0.00921 q=q(1+H)=12286.7(1+0.009)=12397.3kg/h mL’mL1 ?q=q(1-w) mGCmG22 q600mGC?q,,,631.6kg/h mG21,w1,0.052