水蒸气蒸馏

1．基本原理及应用

常压蒸馏、分馏和减压蒸馏适用于完全互溶的混合物的分离。水蒸气蒸馏是将水蒸气通入不溶或难溶于水但有一定挥发性（近100℃时有一定蒸气压）的有机物质中，使该有机物在低于100℃的温度下，随着水蒸气一起蒸馏出来的方法。

两种互不相溶的液体混合物的蒸气总压等于两种液体单独存在时的蒸气压之和：

P总 = P0A+P0B

上式中未出现摩尔分数，因为这两个液体组分是不互溶的。由于所有气体都能相互混合，故当组成混合物的互不相溶的两液体的蒸气压之和等于大气压时，混合物就开始沸腾。

互不相溶的液体混合物的沸点，要比每一物质单独存在时的沸点都低，因此在不溶于水的且沸点较高的有机物质中，通入水蒸气进行水蒸气蒸馏时，在比该物质沸点低得多的温度，而且比100℃还要低的温度下就可使该物质随水蒸气一起蒸出来。

水蒸气蒸馏中馏出液的组成是恒定的，混合物沸点也是恒定的，某些馏出液的沸点和组成的实验结果如下：

可以注意到，纯有机物的沸点越高，其与水的混合物的沸点也越接近100℃，但绝不超过100℃，所以一个与水不互溶的有机物可在低于100℃的温度下与水一起共同馏出。纯有机物的沸点越低，馏出液中有机物的含量就越大。

水蒸气蒸馏的应用范围如下：

⑴不溶或微溶于水的有机物且长时间与水共沸不发生反应（先决条件）。

⑵近100℃时有一定的蒸气压，一般不少于5mmHg。

⑶混合物中含有大量固体，通常的蒸馏、过滤、萃取等方法都不适用。

⑷混合物中含有焦油状的物质，通常的蒸馏、萃取等方法都不适用。

⑸常压下蒸馏会发生分解的高沸点有机物。

2．水蒸气蒸馏装置

水蒸气蒸馏装置（图2.4-9）包括水蒸气发生器、蒸馏烧瓶、直形冷凝器、接引管和接受瓶等。

图2.4-9  水蒸气蒸馏装置

3．操作方法

安装、固定好水蒸气蒸馏装置。将待分离混合物转入蒸馏烧瓶中，加热水蒸气发生器，直至接近沸腾后才将T形管上的弹簧夹夹紧，使水蒸气均匀地进入蒸馏烧瓶（为了使水蒸气不致在烧瓶内过多冷凝，也可同时用小火加热蒸馏烧瓶）。必须控制好加热速度，使蒸气能全部在冷凝管中冷凝下来，并控制馏出液的速度约为每秒2~3滴。当馏出液清亮透明、不再含有油状液滴时，即可停止蒸馏。先松开T形管上的弹簧夹，然后停止加热，稍冷后，将水蒸气发生器与蒸馏系统断开。收集馏出液和残液，最后拆除仪器。

注：要随时注意安全管中的水柱是否发生不正常的上升现象，以及蒸馏烧瓶中液体是否发生倒吸现象。一旦发生这种现象，应立即打开T形管上的弹簧夹，移去热源，故障排除后，方可继续蒸馏。