有机化学实验技术：水蒸气蒸馏操作

【训练目的】

（1）学习水蒸气蒸馏的原理及其应用。

（2）认识水蒸气蒸馏的主要仪器，掌握水蒸气蒸馏的装置及其操作方法。

【训练内容】

水蒸气蒸馏是将水蒸气通入不溶于水的有机物中，使有机物与水经过共沸而蒸出的操作过程。水蒸气蒸馏是分离和纯化与水不相混溶的挥发性有机物常用的方法。适用范围如下。

（1）从大量树脂状杂质或不挥发性杂质中分离有机物。

（2）除去不挥发性的有机杂质。

（3）从含固体较多的反应混合物中分离被吸附的液体产物。

（4）水蒸气蒸馏常用于蒸馏那些沸点很高且在温度接近或达到沸点时易分解、变色的挥发性液体或固体有机物，除去不挥发性的杂质。但是对于那些与水共沸时会发生化学反应或在100℃时蒸气压小于1.3 kPa的物质，这一方法不适用。分压定律：当水与有机物混合共热时，其总蒸气压为各组分分压之和，即

当总蒸气压（p）与大气压相等时，液体沸腾。有机物可在比其沸点低得多的温度，而且在低于100℃的温度下随蒸气一起蒸馏出来，这样的操作称为水蒸气蒸馏。馏出液组分的计算举例如下。

假定两组分是理想气体，则根据pV=nRT=mRT/M，得

例如：苯甲醛（沸点为178℃）进行水蒸气蒸馏时，在97.9℃沸腾。这时

代入上式得

即每蒸出0.473 g C6H5CHO，需蒸出水的量为1g。若蒸出10 mL C6H5CHO，需蒸出水量（理论）：

即蒸馏10 mL C6H5CHO，有22 mLH2O被蒸出。这个数值为理论值，因为实验时有相当一部分水蒸气来不及与被蒸馏物充分接触便离开蒸馏瓶，同时苯甲醛微溶于水，所以实验蒸馏出的水量往往超过计算值，计算值仅为近似值。

1.仪器及药品

1）仪器

水蒸气蒸馏装置（图2-3-5）等。

图2-3-5　水蒸气蒸馏装置

2）药品

苯胺等。

2.步骤与要求

（1）把要蒸馏的物质倒入烧瓶中，其量约为烧瓶容量的1/3。操作前，水蒸气蒸馏装置应经过检查，必须严密不漏气。(www.xing528.com)

（2）开始蒸馏时，先把T形管上的夹子打开，用火把发生器里的水加热到沸腾。当有水蒸气从T形管的支管冲出时，再旋紧夹子，让水蒸气通入烧瓶中，这时可以看到瓶中的混合物翻腾不息，不久在冷凝管中就出现有机物质和水的混合物。调节火焰，使瓶内的混合物不致飞溅得太厉害，并控制馏出液的速度为每秒2～3滴。为了使水蒸气不致在烧瓶内过多地冷凝，在蒸馏时通常也可用小火将烧瓶加热。

（3）在操作时，要随时注意安全管中的水柱是否发生不正常的上升现象，以及烧瓶中的液体是否发生倒吸现象。一旦发生这种现象，应立刻打开夹子，移去热源，找出发生故障的原因。必须在把故障排除后，才可继续蒸馏。

（4）当馏出液澄清透明不再含有有机物质的油滴时，一般可停止蒸馏。这时应首先打开夹子，然后移去火焰。

【注意事项】

（1）明确水蒸气蒸馏应用于分离和纯化时其分离对象的范围。

（2）保证水蒸气蒸馏顺利完成的措施。

（3）实验过程中及时进行故障的判断及排除。

（4）将所分离样品进行处理及纯化。

【物理常数】

苯胺的物理常数见表2-3-4。

表2-3-4　苯胺的物理常数

【训练要求】

（1）熟悉水蒸气蒸馏的原理。

（2）掌握水蒸气蒸馏的操作方法。

【训练标准】

（1）正确掌握水蒸气蒸馏的方法。

（2）实验结束后整理好操作台。

【练后复习】

（1）水蒸气蒸馏用于分离和纯化有机物时，被提纯物质应该具备什么条件？蒸气发生器通常的盛水量为多少？

（2）蒸馏瓶所装液体体积应为瓶容积的多少？蒸馏中需停止蒸馏或蒸馏完毕后的操作步骤是什么？

（3）进行水蒸气蒸馏时，水蒸气导入管的末端为什么要插入至接近容器的底部？