1 基础有机化学实验（十） 水蒸气蒸馏 实验目的 ➢ 了解水蒸气蒸馏的原理和应用。 ➢ 掌握水蒸气蒸馏的装置和操作方法
2 水蒸气蒸馏的定义、应用条件及用途 ➢ 定义：将水蒸气通入不溶于水的有机物中或使有机物与水经 过共沸而蒸出的操作过程。 ➢ 被分离有机物应满足以下条件：（1）在沸腾下与水不起化学 反应；（2）与水不形成共沸物且不溶或难溶于水的有机物， 在100 oC左右，应具有一定的蒸气压（10mmHg）；（3）与 水形成共沸物，共沸物中有机物含量大于1%。 ➢ 水蒸气蒸馏常用于下列几种情况：（1）反应混合物中含有大 量树脂状杂质或不挥发性杂质；（2）从植物组织中分离有机 物；（3）从固体多的反应混合物中分离被吸附的液体产物； （4）某些有机物在达到沸点时容易被破坏，采用水蒸气蒸馏 可在100℃以下蒸出
3 基本原理 设水蒸气蒸馏的有机物与水相互完全不溶，则在一定温度下， 𝑃总 = 𝑃有机物 0 + 𝑃水 0 = 𝑃外 混合物沸腾，有机物与水同时在小于100oC时蒸出，馏出物中二者的质量之比 如下求出： 根据分压定律：𝑃𝑖 = 𝑃总𝑥𝑖，有： 𝑃有机物 0 = 𝑃总𝑥有机物 气 = 𝑃总 𝑛有机物 𝑛有机物 + 𝑛水 𝑃水 0 = 𝑃总𝑥水 气 = 𝑃总 𝑛水 𝑛有机物 + 𝑛水 两式相除可得： 𝑃有机物 0 𝑃水 0 = 𝑛有机物 𝑛水 = 𝑚有机物ൗ𝑀有机物 𝑚 ൗ 水 𝑀水 即得： 𝑚有机物 𝑚水 = 𝑃有机物 0 ×𝑀有机物 𝑃水 0 ×𝑀水 ，理论效率= 𝑚有机物 𝑚有机物+𝑚水 × 100%
4 基本原理 例1：溴苯（ ）为无色透明液体，MW=157.02，mp=-30.6 oC， bp= 156.2 oC，相对密度为1.4952，水中0.0446（30oC）。已知 水的bp=100oC，MW=18.02。溴苯与水的混合物在95.5 oC时沸 腾，此时溴苯的蒸汽压为15.2kPa，水的蒸汽压为86.1kPa，总 压力为0.1MP。因此， 𝑚溴苯 𝑚水 = 𝑃溴苯 0 × 𝑀溴苯 𝑃水 0 × 𝑀水 = 15.2 × 157.02 86.1 × 18.02 = 1.54 1 = 1 0.65 即每蒸出1g水就可带出1.54g溴苯（或每蒸出1g溴苯最少需要 蒸出0.65g水）。 溴苯在馏出物中的质量分数为 1 1+0.65 × 100% = 60.6%
5 实验装置 常用的水蒸气蒸馏装置，它包括水蒸气发生器、蒸馏、冷凝和接受器四个部分。 电热套 石棉网/灯 水蒸气发生器（A）：通常盛水量以其容积的2/3为宜。如果太满，沸腾时水将冲出烧瓶。 安全玻管（B）：几乎插到发生器A的底部。当容器内气压太大时，水可沿着玻管上升，以调节内 压。如果系统发生阻塞，水便会从管的上口喷出。此时应检查导管是否被阻塞。 水蒸汽导出管（C）与蒸馏部分导管（E）之间由一T形管（D）相联结。T形管用来除去水蒸气中 冷凝下来的水，有时在操作发生不正常的情况下，可使水蒸气发生器与大气相通