4有机化合物的分离与提纯技术（第6页）
（1） 学习减压蒸馏的原理及其意义。
（2） 掌握减压蒸馏的实验操作技术。
二、实验原理
**的沸点是指它的蒸气压等于外界压力时的温度，所以**的沸点是随外界压力的变化而变化的。如果借助于真空泵降低系统内的压力即可降低**的沸点，这种在较低压力下进行蒸馏的操作称为减压蒸馏（vacuum distillation）。当压力降低到1。3kPa～2。0kPa（10～15mmHg）时，许多有机化合物的沸点可以比其常压下的沸点降低100～120℃，压力每相差1mmHg，沸点相差约1℃。**在常压、减压下的沸点近似关系可根据图243所示的经验曲线而得[1]。
1。 用途
分离提纯沸点较高或高温时不稳定（分解、氧化或聚合）的**及一些低熔点固体有机化合物。
2． 仪器装置
常用的减压蒸馏装置见第一章图119，整个装置可分为蒸馏、保护及测压、抽气（减压）三大部分。
（1） 蒸馏部分由热源（水浴或油浴）、圆底烧瓶（量少时可选用梨形烧瓶）、克氏蒸馏头、减压毛细管、温度计、冷凝管（冷凝管的选用同实验七简单蒸馏，低熔点固体和高沸点**减压后的沸点仍高于150℃时，可不用冷凝管）、真空接引管（若要收集不同馏分而又不中断蒸馏，则可采用三叉燕尾管）以及接收瓶等组成。与常压蒸馏装置不同的是，蒸馏烧瓶和接收瓶均不能使用不耐压的平底仪器（锥形瓶、平底烧瓶等）和薄壁或有破损的仪器，以防装置内处于真空状态时外部压力过大而引起爆炸。另一不同点是，减压蒸馏装置的圆底烧瓶上连接克氏蒸馏头（双颈，两个瓶口），前面的颈口中插入减压毛细管，后面带支口的颈口插入温度计（位置同常压蒸馏），这样的设计可避免**暴沸时直接冲入冷凝管。减压毛细管为一根末端拉成毛细管的玻璃管，其长度恰好使下端距离圆底烧瓶瓶底1～2mm，下端毛细管口要很细，使极少量的空气进入**呈微小气泡冒出，作为**沸腾的气化中心，使蒸馏平稳进行。减压毛细管的上端接一段带有螺旋夹的耐压橡皮管，螺旋夹可以调节进入的空气量。如果要蒸馏的物质在高温下易被空气中的氧气氧化，就在减压毛细管的上端连一氮气包，通过调节螺旋夹通入微量的氮气。对真空度要求不高的情况下，也可用电磁搅拌来代替毛细管，起一定的止暴作用。
（2） 保护及测压装置部分对真空度要求较高时需用油泵进行减压，为了防止易挥发的有机溶剂、酸性物质或水汽进入油泵，除具有安全瓶、测压计外，还必须在馏出液接收器与油泵之间顺次安装冷却阱和几个吸收塔（见第一章图138），以免污染油泵用油，腐蚀机件使真空度降低。对真空度要求不高的情况下，可使用循环水真空泵抽真空，此时不必设置保护体系。
① 安全瓶置于在冷却阱前，瓶上配有二通活塞以调节系统内的压力和放空。
② 冷却阱置于盛有冷却剂的广口保温瓶中。其作用是减压蒸馏时使低沸点有机溶剂或水蒸气冷凝下来，防止进入油泵。
③ 水银压力计实验室通常用水银压力计来测量减压系统的压力。一般采用开口式U形压力计或一端封闭的U形压力计[2]。
④ 吸收塔常用三个，第一个装无水氯化钙（或硅胶）吸收水汽，第二个装粒状氢氧化钠吸收酸性气体，第三个装石蜡片（或活性炭）吸除烃类气体。如蒸馏物质中含有较多的挥发性物质，一般先用水泵减压蒸馏，然后改用油泵减压蒸馏，以减轻吸收塔的工作负荷[3]。
3。 操作规程
（1） 安装仪器减压蒸馏需要装配的主要是蒸馏部分的装置，并使之与减压系统相连接，而减压装置一般在实验前已安装与调试完毕，在实验中不再拆装，除非突然出现故障，急需排除。装置的搭配规程同实验七，所不同的是，在磨口仪器连接时，口塞上涂少量真空脂（转动仪器使磨口连接处呈透明状即可）以增强气密性，同时防止仪器经高温再降温后黏结，难以拆卸。
（2） 检查气密性仪器安装完毕，在开始蒸馏之前，必须先检查装置的气密性。先用螺旋夹把套在减压毛细管上端的橡皮管完全夹紧，打开安全瓶和压力计上的活塞，然后开动泵。逐渐关闭安全瓶上活塞，待压力稳定后，观察压力计上的读数是否达到所要求的真空度。如果达不到所需的真空度，可检查各部分塞子、橡皮管等处的连接是否紧密、不漏气等，直到真空度符合要求。然后慢慢旋开安全瓶上的活塞，放入空气，直到内外压力平衡。
（3） 加料用漏斗从克氏蒸馏头的一上口向烧瓶内加入其容量13～12（不能超过12）的蒸馏物。关闭安全瓶活塞再次开动减压泵，调节螺旋夹，控制减压毛细管的进气量，使蒸馏瓶内**中有连续平稳的小气泡逸出，并保证瓶内真空度符合要求。
（4） 加热蒸馏收集馏分待体系内压力平衡后，开通冷凝水，用水浴或油浴（温度易于恒定）加热升温，调节浴温比烧瓶内的**的沸点高约20℃并保持馏出液流出的速度为每秒1～2滴。根据不同沸程收集前馏分、馏分（转动三叉燕尾管分别收集），并记下相应的压力和沸点。蒸馏过程中，应严密关注压力与温度的变化。
（5） 停止蒸馏蒸馏完毕，或者在蒸馏过程中需要中断时，应先移去热源，稍冷后缓缓松开毛细管上螺旋夹，再慢慢地打开安全瓶上活塞使体系与大气相通。这一操作应特别小心，一定要慢慢地旋开活塞，使压力计中的水银柱慢慢地回复到原状，如果引入空气太快，水银柱会很快地上升，有冲破压力计玻璃管的危险。待内外压力平衡后，方可关闭真空泵及压力计的活塞，最后再拆除仪器。
在有机化学实验中，常常需要使用大量的有机溶剂，而浓缩溶液或回收溶剂是一项繁琐而又耗时的工作，此外，长时间加热，可能会造成化合物的分解。这时可以使用旋转蒸发仪来进行减压蒸馏，回收或浓缩溶剂，提高工作效率。旋转蒸发仪的使用见第一章1。4实验室常用仪器设备知识旋转蒸发仪部分。
三、仪器与试剂
1。 仪器
油浴锅、圆底或梨形烧瓶（50mL）、克氏蒸馏头、减压毛细管、温度计套管、温度计（200℃）、直形冷凝管、三叉燕尾管、茄形烧瓶、量筒、三角漏斗、螺旋夹、真空橡皮管、乳胶管、减压系统（真空泵、安全瓶、气压计、净化塔）。
真空脂、苯甲醛[4]。
四、实验步骤
由于苯甲醛在实验室久置后会产生氧化后的杂质苯甲酸，所以使用前往往需要提纯。但由于其沸点较高，178℃，在常压蒸馏时更易被空气中的氧气氧化成苯甲酸，故必须通过减压蒸馏进行提纯。实验步骤如下：
按第一章图119所示，取50mL圆底烧瓶，安装减压蒸馏装置。旋紧螺旋夹，开动真空泵，逐渐关闭安全瓶上的二通活塞，调试压力使其稳定在10mmHg以下。开通安全瓶上的二通活塞，徐徐放入空气，待压力与大气平衡后，关闭真空泵。
取20mL苯甲醛，加入蒸馏烧瓶，检查各仪器接口处的严密性后开动真空泵，使压力稳定在10mmHg以下。调节螺旋夹，控制减压毛细管的进气量，使蒸馏烧瓶内的**中有连续平稳的小气泡逸出。待气压计稳定后读数，由图243估算出此外压下苯甲醛的沸点，比如，如果此时气压计的读数为10mmHg，估算出此时苯甲醛的沸点为62℃左右，此时可选择水浴加热（高出沸点20～30℃），收集沸程为60～63℃左右（1。33kPa）的馏分，并记下压力和沸程。收集完大部分馏出液后，停止加热，移开热源，降温后，慢慢松开毛细管上螺旋夹，再慢慢地打开安全瓶上的活塞使体系与大气相通。当压力计中的水银柱慢慢地回复到原状后，关闭真空泵，并按顺序拆卸减压蒸馏装置。
本实验约需3h。【注释】
图２４４封闭式水银压力计[1] 例如，一化合物常压时沸点200℃，欲减压至4。0kPa（30mmHg），它相应的沸点应是多少？我们可以先在图243中间的直线上找出其常压时的沸点200℃，然后将此点与右边直线上30mmHg处的点连接成一直线，延长此直线与左边的直线相交，交点１00℃即表示该物质在4。0kPa（30mmHg）时的近似沸点。利用此图也可以反过来估计减压下的沸点和减压时要求的压力。
[2] 封闭式水银压力计（见图244）测量压力的方法是：压力计中两水银液面高度之差即为蒸馏系统中的真空度。读数时，把刻度标尺的0点对准U形压力计右边水银柱的顶端，可直接从刻度标尺上读出系统内的实际压力。封闭式压力计比较轻巧，但常常因残留空气，以致读数不够准确，常需要用开口式压力计来校正。为了维护水银压力计U形管不让水或其他脏物进入，在蒸馏过程中，待系统内的压力稳定后，可关闭压力计的旋塞，使之与减压系统隔绝。当需要观察压力时临时开启旋塞，记下压力计读数，再关闭旋塞。
[3] 吸收塔的有效工作时间是有限的，应适时定期更换装填物。装填物吸附饱和后，不能起到保护真空泵的作用，还会阻塞气体通道，使真空度下降。如长期不更换，则会胀裂玻璃塔身（如装氯化钙的塔）；或者使玻璃瓶塞与塔身黏合，不能开启而报废（如装碱性填充物的塔）。所以要经常观察吸收塔内装填物的形态，是否有潮湿状等，及时更换装填物，以保证真空泵有良好的工作性能。
五、思考题
（1） 什么情况下需要采用减压蒸馏？
（2） 在进行减压蒸馏时，为什么必须用水浴或油浴加热？
（3） 使用油泵减压时，需有哪些吸收和保护装置？其作用是什么？
（4） 减压蒸馏过程中，如何防止**加热暴沸？为何不能使用沸石？
（5） 为什么进行减压蒸馏时须先抽成真空后才能加热？
（6） 当减压蒸馏需要结束时，应如何停止蒸馏？为何放空后才能关泵？