蒸馏是纯化液体有机化合物的主要方法。它利用组分之间蒸气压的差异实现分离。
简单蒸馏
当组分间的沸点差 >50 °C 时使用简单蒸馏。在圆底烧瓶中加热液体,蒸汽通过冷凝器,冷凝液收集在接收瓶中。
玻璃器皿装置:加热套或油浴 → 圆底烧瓶 → 带温度计的蒸馏头 → 冷凝器 → 真空接收管 → 接收瓶。
温度计球应位于蒸馏头支管处以准确测量蒸汽温度。加入沸石或搅拌子防止暴沸。温和加热——过快降低分离效率。
分馏
对于沸点相差小于 50 °C 的混合物,在烧瓶和蒸馏头之间插入分馏柱。柱通过反复冷凝和再蒸发提供多个理论塔板。
柱中可填充玻璃珠、拉西环或 Vigreux 柱。塔板越多,分离效果越好——30 cm Vigreux 柱提供约 3–5 个理论塔板。
蒸馏期间温度应缓慢上升。当温度计稳定时收集第一个馏分,当温度上升到下一个平台时切换新接收器。温度范围重叠的馏分可能仍含有混合物。
水蒸气蒸馏
水蒸气蒸馏分离与水不混溶且随水蒸气挥发的化合物。水 + 化合物的总蒸气压在低于任一纯组分沸点的温度下等于大气压。这允许在不热分解的情况下蒸馏高沸点有机物。
在单独烧瓶中产生蒸汽,通过样品烧瓶。蒸汽携带有机化合物蒸汽,两者在冷凝器中冷凝。馏出液形成两层,在分液漏斗中分离。
真空蒸馏
对于在大气压沸点下分解的化合物,真空蒸馏通过降低压力来降低沸点。真空泵或水泵产生减压,压力计测量真空度。
沸点随压力大致呈对数下降。经验法则:将压力降到 15–20 mmHg 可使沸点降低 100–150 °C。使用带有取液管的真空接收管,可在不破坏真空的情况下收集多个馏分。
安全:仅使用额定用于真空的圆底烧瓶。切勿使用锥形瓶或平底烧瓶。佩戴防爆屏。在加热前加入沸石。
旋转蒸发
旋转蒸发仪是反应后去除溶剂的重要工具。电机在真空下旋转烧瓶置于加热水浴中。旋转在烧瓶壁上形成溶剂薄膜,增加表面积并加速蒸发。蒸发的溶剂在冰冷或干冰冷却的冷凝器中冷凝,收集在接收瓶中。