Рекомендации по выполнению работы

 

Для выполнения исследования необходимо осуществить подготовку установки к эксперименту, а именно: переместить ранее упаренный раствор из выпарного аппарата ВА и собранный конденсат из сборника С ₂ в ёмкость исходного раствора Е; заполнить выпарной аппарат ВА исходным раствором; нагреть раствор до температуры кипения. Подготовку установки рекомендуется выполнить в следующем порядке[2]:

1. Переместить раствор и конденсат в ёмкость.

Процедура осуществляется при разрежении в ёмкости Е и атмосферном давлении в выпарном аппарате ВА и в сборнике конденсата С ₂. Для выполнения этой процедуры следует установить трёхходовой кран К ₇ в положение, при котором внутреннее пространство сборника С ₂ сообщается с атмосферой; открыть краны К ₈ и К ₅ и включить привод вакуум-насоса Н. При достижении в ёмкости Е разрежения @ 0,5 кгс/см² открыть кран К ₂ на время перелива раствора в ёмкость Е, затем – кран К ₉ на время перелива конденсата в ёмкость. Переместив полностью все жидкости в ёмкость, выключить привод вакуум-насоса, закрыть кран К ₅ и открыть кран К ₄, создав в ёмкости Е атмосферное давление. (В дальнейшем кран К ₄ должен быть открыт.) Отметить объём раствора (V _{Е, 0}) в ёмкости.

2. Заполнить выпарной аппарат раствором.

Процедура осуществляется при разрежении в выпарном аппарате ВА и атмосферном давлении в ёмкости Е. Для выполнения этой процедуры следует установить трёхходовой кран К ₇ в положение, при котором внутреннее пространство сборника С ₂ сообщается с вакуум-насосом; открыть кран К ₆ и включить привод вакуум-насоса Н. При достижении в системе разрежения @ 0,5 кгс/см² открыть кран К ₃ на время заполнения выпарного аппарата ВА исходным раствором до метки на поверхности сферы-сепаратора. Заполнив аппарат раствором, закрыть кран К ₃, выключить привод вакуум-насоса и установить кран К ₇ в положение, при котором в системе создаётся атмосферное давление.

Отметить объём раствора (V _{E, 1}), оставшегося в ёмкости Е; вычислить объём раствора (V _A), перемещённого в выпарной аппарат.

3. Отобрать пробу исходного раствора для определения его состава.

Для этого, открыв кран К ₁, налить в заранее подготовленный химический стакан несколько миллилитров раствора и определить содержание сульфата меди в нём.

Концентрация соли в растворе определяется по косвенному параметру – оптическому показателю преломления, измеряемому с помощью рефрактометра.

4. Нагреть раствор до температуры кипения.

Для этого следует вновь установить трёхходовой кран К ₇ в положение, при котором внутреннее пространство установки сообщается с вакуум-насосом; закрыть кран К ₈ и включить привод вакуум-насоса Н, создав в системе разрежение @ 0,9 кгс/см² (но не более!). В дальнейшем в течение всего времени работы установки, выключая/включая вакуум-насос, поддерживать в системе указанное давление.

Открыть кран К ₀ и вентилем В ₁ установить заданный расход горячей воды в бойлер. Включить самопишущий прибор и отслеживать температуры в точках их замера. Если температура горячей воды на входе в бойлер < 70 °С, включить электронагреватель ТЭН, обеспечив соответствующую температуру.

Через несколько минут открыть вентиль В ₂ и установить заданный расход холодной воды, подаваемой в конденсатор-холодильник ХК.

Момент появления первых капель конденсата в сборнике С ₁ отметить как начало процесса выпаривания.

Далее выполняется собственно процесс выпаривания раствора, при исследовании которого рекомендуются следующие действия:

5. Отметить температуры во всех точках замера в начальный момент времени.

6. Периодически приоткрывая кран К ₃, поддерживать постоянный уровень раствора в выпарном аппарате.

7. По истечении заданного времени выпаривания отметить объём раствора (V _{E, 2}) в ёмкости Е и объём конденсата (V _W) в сборнике С ₁. Отметить температуры во всех точках замера в конечный момент времени t.

8. Выключить привод вакуум-насоса Н.

Выключить электронагреватель ТЭН, закрыть вентиль В ₁ подачи горячей воды в бойлер и кран К ₀.

Закрыть вентиль В ₂ подачи холодной воды в конденсатор-холодильник ХК.

Выключить прибор регистрации температур.

Установить кран К ₇ в положение, при котором внутреннее пространство установки сообщается с атмосферой. Открыть кран К ₈ и перелить конденсат из сборника С ₁ в сборник С ₂.

9. Произвести отбор пробы упаренного (конечного) раствора из выпарного аппарата аналогично описанному в пункте 3; измерить оптический показатель преломления раствора.