Выпаривание используют для частичного или полного удаления раствори­теля из раствора. В зависимости от преследуемой цели, природы растворенного вещества и растворителя выпаривание можно проводить следующими спосо­бами:

  • при комнатной температуре и нормальном давлении, когда растворитель легколетучий (например, этиловый эфир);
  • при температуре немного выше комнатной и пониженном давлении, когда растворитель малолетучий и выделяемое вещество разлагается при нагрева­нии;
  • нагреванием на водяной бане водных растворов и среднелетучих раствори­телей;
  • нагреванием на песчаной бане, когда необходимо быстро удалить малолету­чий растворитель;
  • нагреванием на открытом пламени для быстрого удаления слаболетучих растворителей или уменьшения количества раствора.

Для выпаривания используют посуду с большой площадью испарения (ис­парительные чашки, часовые стекла, стаканы).

Следует помнить, что удаление растворителя из концентрированного рас­твора всегда идет медленнее, чем из разбавленного, особенно в тех случаях, ко­гда растворенное вещество может образовывать кристаллогидраты или кристаллосольваты.

Особую осторожность следует соблюдать при выпаривании горючих рас­творителей (спирты, ацетон, бензин и др.). Использование горелки в этом слу­чае недопустимо.

В сушильном шкафу выпаривают преимущественно водные растворы или подсушивают влажные осадки, содержащие большое количество воды. Огне­опасные органические жидкости выпаривать в сушильном шкафу не рекомен­дуется – их выпаривают «беспламенным» способом.

Для сгущения растворов термочувствительных веществ применяют пленоч­ные испарители, используя для этого закрытые электроплитки.

Для предотвращения «ползучести» при выпаривании водных растворов твердых веществ пользуются приспособлением из двух фарфоровых чашек, по­мещенных одна в другую, из которых внутренняя немного меньше внешней и более плоская. Выпариваемый раствор наливают во внутреннюю чашку, а на­ружную подогревают. Так как при этом края внутренней чашки нагреваются быстрее, чем дно, то выпавшая корочка кристаллов начинает просыхать сверху вниз и препятствует «ползучести» вещества.

Иногда требуется путем упаривания раствора повысить его концентрацию Можно заранее подсчитать, до какого объема нужно сгущать жидкость.

Пример. До какого объема следует сгущать 1 дм3 10%-ного раствора NaCl, чтобы получить 20%-ный раствор?

Плотность 10%-ного раствора NaCl при 20 ºС равна 1,070 г/см3, следовательно, в 1 дм3 его (масса 1070 г) содержится 1070 · 10/100= 107г NaС1. Это же количество со­ли должно остаться после сгущения выпариванием в 20%-ном растворе. Вычислим массу 1 дм3 20%-ного раствора:

100 – 20

х – 107

х = 100 · 107 / 20 = 535 г.

Если плотность 20%-ного раствора NaCl составляет 1,147 г/см3, то объем нужно­го раствора равен 535/1,147 = 466,4 ≈ 466 см3.

Таким образом, 1дм3 10%-ного раствора должен быть сгущен до объема 466 см3, то есть должно быть выпарено 1000 – 466 = 534 см3 воды.

Общие формулы для расчетов имеют следующий вид

Количество соли (К, г) в растворе:

K = Vdk  / 100,

где V – объем исходного раствора, см3; d – плотность исходного раствора, г/см3; k – концентрация исходного раствора, %.

 Масса (Р, г) раствора после сгущения

Р = К · 100 / ρ – Vdk / ρ,

где ρ – концентрация раствора после упаривания.

Объем V1 раствора после упаривания:

V1 = P / d = Vdk / pd1,

где d1 – плотность раствора после упаривания г/см3.

Объем жидкости V2 подлежащий испарению, см3

V2 = VV1.