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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 工艺技术 » 工艺设计 » 关于三口瓶内氨水蒸发速度的问题，现象很简单，希望明白人从原理上解释一下
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sanxiaogua2386

金虫 (正式写手)

[求助] 关于三口瓶内氨水蒸发速度的问题，现象很简单，希望明白人从原理上解释一下

实验室内使用一个现象，求解释：
实验内容如下，三口瓶内装有含有氨水的悬浊液，采用水浴加热，温度最高能到98度左右。搅拌状态下，希望能够将氨全部蒸发出去（PH 7），并且将水减到一定范围内。两个方案：方案1.搅拌状态下将其他两个口敞开，这样的方法，氨水很容易挥发出去，水也能减到要求的范围内，3个小时就能搞定。  方案2.搅拌状态下，其他的两个口一个密封，另一个连接蒸馏用的直管冷凝器，尾部接收集水的容器（有开口，可以跑氨气），未采用减压的方法。

方案2的蒸发时间开始很快，由于氨水浓度高挥发的很快，但是随着pH值的降低，蒸发难度越来越难，PH值几乎达不到7附近，而且水也很难蒸发到要求范围内，蒸发18个小时都没有搞定，最后还是将两个口敞开了才解决。 这个想象大家都能想到，但是能不能从原理上帮我解释一下，越详细越好。
实在不行，可以帮我解释一下，为什么通常都采取减压蒸馏。
多多帮忙，谢谢！！

[ Last edited by sanxiaogua2386 on 2012-7-25 at 19:14 ]
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1楼 2012-07-25 19:10:56
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xulili

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
nwxjh: 金币+1, 感谢热心应助，欢迎常来工艺技术版分享知识，共享快乐O(∩_∩)O~ 2012-07-26 08:37:56
第2方案,你氨气出口是用的牛角管的话由于你开始氨水浓度大所以很快,其实开始第一种也是很快大的,随着浓度降低2方案中的浓度降低,现在又是热天,你的氨气在冷凝管中不能及时排除造成你的釜压比1方案的要高,提高了水和氨气的沸点,再加上你三口瓶和冷凝器保温效果不好造成部分水回流。个人见解尽供参考
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飘过
7楼2012-07-25 22:13:34
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青石KL

木虫 (正式写手)

生活、学习、运动之青石

【答案】应助回帖

引用回帖:
10楼: Originally posted by 青石KL at 2012-07-25 02:57:00
1)任何物质（液态）的蒸发都和压力有关系，体系的压力越低，需要的蒸发温度就越低。例如600pa的体系中水的沸腾温度只需要0℃，而1atm的体系中水的沸腾温度为100℃；
2）气体通过管件肯定需要推动力（也就是压降）， ...

不好意思上面的公式我写错了，现在纠正。
依据△P=ρ*λ*L/D*u^2/2(其中△P为压降、ρ为混合物的密度、λ为阻力系数、L为管线长度、D为管件直径、u为气体流速）
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找一知心人说说话！！！快点来么。
11楼2012-07-25 23:01:08
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sanxiaogua2386

金虫 (正式写手)
引用回帖:
36楼: Originally posted by 3060211162 at 2012-07-30 20:15:17
我是机械专业的...化工专业不是很丰富，我认为应该从相平衡方面来解释这个现象，因为方案2中氨气很难完全排放到系统外，所以系统达不到7...而且方案2的阻力比较大(化学方面的阻力，和机械方面的阻力)，所以时间较长 ...

纠正一下，方案二中氨气很容易排放的，之所以最后不容易出来是因为，氨气极易溶于水，后来的浓度越来越低，水蒸气还出不来，出来的氨气都溶于水了，所以出不来。至于公式我要是能找到，就不回来求助了哈哈，不过谢谢你的回复，有机会多交流。
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37楼2012-07-30 22:40:14
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普通回帖

x33526

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
nwxjh: 金币+1, 感谢热心应助，欢迎常来工艺技术版分享知识，共享快乐O(∩_∩)O~ 2012-07-26 08:38:06
方案2中 氨气不断蒸出 水被回流几乎不会减少 而水中总会溶解氨而使pH降不到7  水回流肯定不会减少
“外界压强越大，物质的沸点就越高，外界压强越小，物质的沸点就越低”  减压蒸馏利用外界压强对物质沸点的影响，因为外界压强越大，物质的沸点就越高，外界压强越小，物质的沸点就越低，通过减压使液体在较低温度下沸腾蒸出

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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好好来
2楼2012-07-25 20:09:45
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sanxiaogua2386

金虫 (正式写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by x33526 at 2012-07-25 20:09:45
方案2中 氨气不断蒸出 水被回流几乎不会减少 而水中总会溶解氨而使pH降不到7  水回流肯定不会减少
“外界压强越大，物质的沸点就越高，外界压强越小，物质的沸点就越低”  减压蒸馏利用外界压强对物质沸点的影响， ...

感谢回复，但是我解释一下，我第二个方案中中的不是回流，是蒸馏，只是没用减压蒸馏。
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3楼2012-07-25 21:58:25
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sanxiaogua2386

金虫 (正式写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by x33526 at 2012-07-25 20:09:45
方案2中 氨气不断蒸出 水被回流几乎不会减少 而水中总会溶解氨而使pH降不到7  水回流肯定不会减少
“外界压强越大，物质的沸点就越高，外界压强越小，物质的沸点就越低”  减压蒸馏利用外界压强对物质沸点的影响， ...

感谢您的回复，但是我想解释一下，我方案2中用的是蒸馏，不是回流，只是不是减压蒸馏。
第二个关于减压蒸馏的问题，一个是您说的沸点问题，还有一个是减压的同时将系统内部产生的蒸汽抽出。所以减压条件会很快。
我现在想知道的是不减压的条件，为什么出来困难，敞口很快，加直流冷凝管就很慢，应该跟系统的压力，还有管道长短之类的有关系。我先请大伙帮我从这方面解释一下
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4楼2012-07-25 22:06:43
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sanxiaogua2386

金虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by sanxiaogua2386 at 2012-07-25 21:58:25
感谢回复，但是我解释一下，我第二个方案中中的不是回流，是蒸馏，只是没用减压蒸馏。...

感谢您的回复，但是我想解释一下，我方案2中用的是蒸馏，不是回流，只是不是减压蒸馏。
第二个关于减压蒸馏的问题，一个是您说的沸点问题，还有一个是减压的同时将系统内部产生的蒸汽抽出。所以减压条件会很快。
我现在想知道的是不减压的条件，为什么出来困难，敞口很快，加直流冷凝管就很慢，应该跟系统的压力，还有管道长短之类的有关系。我先请大伙帮我从这方面解释一下
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5楼2012-07-25 22:10:19
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sanxiaogua2386

金虫 (正式写手)
感谢您的回复，但是我想解释一下，我方案2中用的是蒸馏，不是回流，只是不是减压蒸馏。
第二个关于减压蒸馏的问题，一个是您说的沸点问题，还有一个是减压的同时将系统内部产生的蒸汽抽出。所以减压条件会很快。
我现在想知道的是不减压的条件，为什么出来困难，敞口很快，加直流冷凝管就很慢，应该跟系统的压力，还有管道长短之类的有关系。我先请大伙帮我从这方面解释一下
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6楼2012-07-25 22:11:03
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sanxiaogua2386

金虫 (正式写手)
引用回帖:
7楼: Originally posted by xulili at 2012-07-25 22:13:34
第2方案,你氨气出口是用的牛角管的话由于你开始氨水浓度大所以很快,其实开始第一种也是很快大的,随着浓度降低2方案中的浓度降低,现在又是热天,你的氨气在冷凝管中不能及时排除造成你的釜压比1方案的要高,提高了水和 ...

您的想法跟我基本是一致的，现在我想要一点理论支持。我要给老外解释，光这么说没有什么说服力。
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8楼2012-07-25 22:23:58
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sanxiaogua2386

金虫 (正式写手)
楼上说的跟我的想法基本一致，但是由于不能及时排除导致系统压力升高，这个我需要点理论支持。毕竟整个系统跟外界是联通的，解释起来有点麻烦，要是有相关的理论知识就好了
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9楼2012-07-25 22:27:08
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青石KL

木虫 (正式写手)

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1)任何物质（液态）的蒸发都和压力有关系，体系的压力越低，需要的蒸发温度就越低。例如600pa的体系中水的沸腾温度只需要0℃，而1atm的体系中水的沸腾温度为100℃；
2）气体通过管件肯定需要推动力（也就是压降），方案1中的推动力为三口瓶中的压力减去空间压力（1atm），由于是两个口敞开，所以压降（推动力）较小；而方案2中你的管件输气口数量减少（只有一个口输气），同时管件直径减小，管件长度增加，依据△P=λ*L/D*u^2/2(其中△P为压降、λ为阻力系数、L为管线长度、D为管件直径、u为气体流速），压降增大很多导致体系中的压力较方案1中大很多，所以方案2不能达到你的效果。
3)问题2楼回答的狠全面。
希望对你有帮助！
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10楼2012-07-25 22:57:00
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