4有机化合物的分离与提纯技术（第5页）
[1] 具有固定沸点的**不一定都是纯粹的化合物，因为某些有机化合物与其他物质按一定比例组成的混合物也有一定的沸点，它们的**组分与饱和蒸汽的成分一样，这种混合物称为共沸混合物或恒沸物，共沸物的沸点低于或高于混合物中任何一个组分的沸点，这种沸点称为共沸点。例如，乙醇水的共沸组成为乙醇95。6%（体积分数）、水4。4%，共沸点78。17℃。共沸混合物不能用蒸馏法分离。应注意水能与多种物质形成共沸物，所以，化合物在蒸馏前，必须仔细地用干燥剂除水。本书附录中有一些常见的共沸混合物，有关共沸混合物更全面的数据可从化学手册中查到。
[3] 如果没有液滴，可能有两种情况：一是温度低于沸点，体系内气液相没有达到平衡；二是温度过高，出现过热现象，此时，温度已超过沸点。这时应调节热源温度以达到要求。
五、思考题
（1） 蒸馏时温度计的位置偏高和偏低，馏出液的速度太慢或太快，对沸点的读数有何影响？
（2） 如果蒸馏出的物质易受潮分解、易挥发、易燃或有毒，应该采取什么办法?
（3） 蒸馏时为什么要加沸石，如果加热后才发现未加入沸石，应怎样处理?
实验8分馏
一、实验目的
（1） 了解分馏的原理及其意义。
（2） 掌握实验室分馏的实验操作技术。
二、实验原理
沸点不同但可互溶的**混合物，通过在分馏柱中多次的汽化－冷凝，从而使低沸点物质与高沸点物质得到分离，这个过程称为分馏（fraal distillation）。简单地说，分馏就是在同一装置中完成的多次蒸馏。
混合物中各组分具有不同的蒸气压，加热沸腾产生的蒸气中，低沸点组分的含量较高。将此蒸气冷凝，则得到低沸点组分含量较多的**，这就是一次蒸馏。如将得到的**继续蒸馏，再度产生的蒸气中所含低沸点的组分含量又将增加。如此多次蒸馏，最终就将沸点不同的两组分分离。但应用这样反复多次的简单蒸馏，不仅操作繁琐，又浪费时间、能源。因此，通常采用分馏来进行分离。与简单蒸馏的不同之处是在装置上多一个分馏柱。
当混合物蒸气进入分馏柱中时，因为高沸点组分易被冷凝，所以冷凝液中就含有较多的高沸点组分，故上升的蒸气中低沸点组分就会进一步相对地增多，通过多次的冷凝，在分馏柱顶部出来的蒸气就越接近于纯低沸点组分。此外，含较多高沸点组分的冷凝液在分馏柱中并不是全部直接回流到烧瓶底部，在回流途中，遇到上升的蒸气时，二者之间进行热交换，使冷凝液中低沸点组分再次受热汽化，高沸点物质仍呈液态回流，越是在分馏柱底部，冷凝液中高沸点组分的含量就越多，直至回流到烧瓶中。所以，在分馏柱中，混合物通过多次气液平衡的热交换产生多次的汽化冷凝回流汽化的过程，最终使沸点相近的两组分得到较好的分离。
实验室中常用的分馏装置与简单蒸馏装置类似，见第一章图118。不同之处是在蒸馏烧瓶与蒸馏头之间加了一根分馏柱。
分馏的操作规程也与简单蒸馏相似，见实验七，所不同的是：① 所选热源的温度稳定性要求更高，最好是水浴或油浴；② 控制分馏时蒸出**的速率为每2～3秒1滴，比简单蒸馏的速率要慢很多；③ 烧瓶、分馏柱及温度计的轴线必须保证竖直；④ 控制适当回流比时要防止液泛现象的发生[4]。
三、仪器与试剂
1。 仪器
水浴锅、电热套、圆底烧瓶（100mL）、分馏柱、蒸馏头、温度计套管、温度计（100℃）、直形冷凝管、真空接引管、锥形瓶、量筒、三角漏斗、橡皮管。
2。 试剂
无水乙醇、水。
四、实验步骤
在100mL圆底烧瓶中加入20mL无水乙醇、20mL自来水和2粒沸石，按第一章图 118 搭配分馏装置，开通冷却水，用水浴加热，当蒸气到达水银球周围时，温度计读数迅速上升。记录第一滴馏出液滴入接收器时的温度，调整加热温度控制馏出速度为每2～3秒1滴。当馏出速度突然减慢，温度计读数突然下降时，改用电热套进行加热。分别记录馏出物第1滴、5mL、10mL、15mL、20mL、25mL、30mL、35mL时的体积与具体温度读数。用坐标纸以馏出**积为横坐标，温度为纵坐标画出分馏曲线图。[5]
本实验约需3h。【注释】
[1] 分馏柱是一根长而垂直、柱身有一定形状的空管，或者管中填以特制的填料。总的目的是要增大液相和气相接触的面积，提高分馏效率。普通有机实验中常用刺形分馏柱，又称韦氏（Vigreux）分馏柱，它是一根分馏管，中间一段每隔一定距离向内伸入三根向下倾斜刺状物，在柱中相交，每堆刺状物间排列成螺旋状。在需要更好的分馏效果时，要用填料柱，即在一根玻璃管内填上惰性材料，如环形、螺旋形、马鞍形等各种形状的玻璃、陶瓷或金属小片。
[2] 能形成共沸混合物的**，不能通过分馏完全分离。比如，乙醇水的共沸组成为乙醇95。6%（体积分数）、水4。4%，共沸点78。17℃，通过分馏乙醇水溶液，只能得到95。6%的乙醇。
[3] 影响分馏效率的因素
① 理论塔板：分馏柱效率是用理论塔板来衡量的。分馏柱中的混合物，经过一次气化和冷凝的热力学平衡过程，相当于一次普通蒸馏所达到的理论分离效率，当分馏柱达到这一分离效率时，分馏柱就具有一块理论塔板。柱的理论塔板数越多，分离效果越好。不同的分馏柱理论板层高度不同，在高度相同的分馏柱中，理论板层高度越小，则柱的分离效率越高。
③ 柱的保温：对分馏来说，在柱内保持一定的温度梯度是极为重要的。在理想情况下，柱底的温度与蒸馏瓶内**沸腾时的温度接近。柱内自下而上温度不断降低，直至柱顶温度接近易挥发组分的沸点。一般情况下，柱内温度梯度的保持可以通过适当的保温、调节馏出液速度来实现，若加热速度快，蒸出速度也快，会使柱内温度梯度变小，影响分离的效果。
④ 填料：为了提高分馏柱的分馏效率，在分馏柱内装入具有大表面积的填料，填料之间应保留一定的空隙，要遵守适当紧密且均匀的原则，这样就可以增加回流**和上升蒸气的接触机会。填料有玻璃（玻璃珠、短段玻璃管）或金属（金属环、金属片等），玻璃的优点是不会与有机化合物起反应，而金属则可与卤代烷之类的化合物起反应。
[4] 回流**在柱内聚集称为液泛。在分馏过程中，不论是用哪种分馏柱，都应防止液泛，否则会减少**和蒸气的接触面积，或者使上升的蒸气将**冲入冷凝管中，达不到分馏的目的。为了避免这种情况的发生，需在分馏柱外面包一定厚度的保温材料，以保证柱内具有一定的温度梯度，防止蒸气在柱内冷凝太快。当使用填充柱时，往往由于填料装得太紧或不均匀，造成柱内**聚集，这时需要重新装柱。
[5] 若改用简单蒸馏装置来完成乙醇水的蒸馏操作，同样用坐标纸做出蒸馏曲线图，比较二者的差别。
五、思考题
（1） 分馏与简单蒸馏在原理、装置和用途上有何区别？
（2） 影响分馏分离效率的因素有哪些？
（3） 分馏时若加热太快，分离的效率会显著下降，为什么？
（4） 分馏乙醇水溶液时，加热一段时间后，发现温度计读数下降，说明什么问题？为什么？
（5） 如何用分馏曲线和蒸馏曲线比较分馏与蒸馏的分离效率？
实验9减压蒸馏
一、实验目的