深度解读丨物质的分离方法——蒸馏

　　　　在材料化学研究过程中，经常会出现把需要的物质从混合物分离出来的操作，这种操作方法也叫分离方法。分离方法的种类很多，可以根据物质的物理和化学特性进行分类。今天程诚小编就给大家介绍一下一种常见的分离方法——蒸馏。
 

 

　　蒸馏是将液体加热到沸腾状态，使液体变为蒸气，然后将蒸气路却又得到液体的过程。液体沸腾时，液体的饱和蒸气压与外界大气压力相等，这时的温度称为沸点。只有当组分沸点相差在30℃以上时，蒸馏才有较好的分离效果。如果组分需点差异不大，就需要采用分馏操作对液态混合物进行分离和纯化。

　　常压蒸馏操作方法如下：

　　(1)安装：蒸馏装置主要包括蒸馏烧瓶、冷凝管、接液管和接受器等部分。选择容积大小合适的蒸馏烧瓶，一般要求蒸馏液体量占烧瓶总容积的1/3~2/3。冷凝管是蒸气冷却变为液体的地方，有空气冷凝管、直形冷凝管、蛇形冷凝管、球形冷凝管等不同规格形状。

　　根据沸点高低来选择冷凝管，沸点高于130℃使用空气冷凝管，沸点低于130℃使用直形冷凝管，沸点很低的液体（低于80℃）使用蛇形冷凝管。接收器是接受蒸馏后液体的容器，通常用三角瓶或圆底烧瓶。
 

 

　　安装时先放置加热源，然后安装蒸馏烧瓶，插上蒸馏头，再装上温度计，调整温度计的位置，使温度计水银球的上缘与蒸馏头支管的下缘在同一水平线上(保证蒸馏时水银球能完全被燕气包围，准确测量蒸汽的温度)。

　　安装冷凝管，使冷凝管和蒸馏头支管在同一条轴线上，用铁夹固定冷凝管，铁夹应夹在冷凝管的重心处，冷凝管应进水口向下，出水口向上，保证管内充满冷却水。铁夹不应太紧或太松，内热橡皮等软性物质。冷凝管末端连上接液管和接受器，接液管或接受器应与外界大气相通，不能形成密闭体系，否则易发生爆炸。整套装置应严密、稳固、美观，从正面或侧面看都在同一个平面上。

　　（2）加料：取下温度计，插入小漏斗，经漏斗向烧瓶中加入待蒸馏的液体(也可沿支管相对的管壁小心加入)，然后加入2~3粒沸石或素瓷片作防暴沸剂。沸石是一类多孔性物质，在空隙中充满空气，加热时可以释放出气泡，作为汽化中心，防止液体暴沸。如果开始蒸馏后发现未加沸石或中途停止蒸馏，都必须待液体冷却到沸点以下后再补加沸石，不能向正在沸腾或接近沸腾的热的液体中加人沸石，否则会引起暴沸。

　　(3)蒸馏：先在冷凝管中通入冷却水，然后开始加热，当液体开始佛腾后，蒸汽徐徐上升，当蒸汽上升到温度计水银球处时，温度计读数急剧升高，减慢加热速度，注意观察，当接液管有第一滴液体馏出时，记下温度计的读数，就是接受器中馏出液体的沸点。

　　调节加热的功率，使馏出液的馏出速度稳定在1~2滴/s，保证温度计水银球被蒸气包围，并有液滴悬挂于水银球底部，气液两相达到平衡，此时的温度即为馏出液体的沸点。加热过快或过慢都会使温度计读数高于或低于沸点。蒸馏到维持加热速度不变，不再有液体馏出，温度计读数突然下降时，停止加热，结束蒸馏。液体量很少时(3~5mL）要及时停止蒸馏，千万不能蒸干，否则易发生爆炸。

　　(4)结束；蒸馏结束时应先停止加热，待液体停止沸腾没有蒸气产生时再停止通水，无液体馏出时，拆卸仪器，仪器的拆卸顺序与安装时相反。为防止温度计因骤冷而炸裂，刚拆下的温度计应放在石棉网上。

　　程诚小编结语：因蒸馏操作既可用来定性地鉴定化合物，也可用以判定化合物的纯度。因为通常纯化合物的沸程(沸点范围)较小(约0.5℃~1℃)，而混合物的沸程较大。需要指出的是，具有恒定沸点的液体并非都是纯化合物，因为有些化合物相互之间可以形成二元或三元共沸混合物，而共沸混合物是不能通过燕馏操作进行分离的。