水蒸气蒸馏

当两种互溶液体的理想混合物被加热至沸腾时，该溶液的沸点介于各组分的沸点之间。如果这两种液体的沸点相差较大，则混合物开始沸腾时，蒸气中富含挥发性较高组分的分子。这一现象常用于通过简单蒸馏来分离混合物，即加热两种互溶液体的混合物，将产生的蒸气冷凝为液体并收集。

随着富含易挥发组分的蒸气被收集为馏出液，液相中则逐渐富集难挥发组分的分子。然而，该技术要求将溶液加热至至少易挥发组分的沸点，通常还需超过该温度。

对于温度敏感的有机化合物而言，这种高温可能导致有机分子分解为其他物质。那么，我们该如何分离这类化合物呢？首先，让我们退一步思考。

请记住，与凝聚相处于平衡状态的蒸气所具有的压力称为蒸气压。液体混合物中的各组分各自具有自身的蒸气压，我们称之为分压。我们知道，当溶液的总蒸气压等于大气压时，溶液就会沸腾。总蒸气压等于各组分分压之和。

对于互溶液体的混合物，即任意比例的液体组合均能形成均相溶液的情况，其分压由各纯组分的蒸气压与其在溶液中的摩尔分数的乘积计算得出。然而，对于不互溶液体的非均相混合物，即液体彼此不溶的情况，其分压即为各纯组分的蒸气压。

由于非均相混合物中的各组分对总蒸气压的贡献彼此独立，因此当总蒸气压（即各组分分压之和）等于大气压时，混合物即发生沸腾。该过程发生的温度低于各组分各自的沸点，因为总蒸气压随温度升高的增长速率远高于即使是最易挥发组分单独存在时的预期增长速率。

我们可以利用这一现象进行水蒸气蒸馏，该方法用于从非挥发性物质中分离对温度敏感、在高温下易分解且不溶于水的有机化合物。水蒸气蒸馏装置与简单蒸馏装置类似，但增加了一个水储罐，以便在蒸馏过程中持续补充水分。

当混合物沸腾时，水和目标有机化合物同时汽化。水蒸气和有机化合物蒸气进入冷凝器，冷凝为液体后被收集。随后将不相混溶的液体分离。烧瓶中的混合物仅剩下水和非挥发性物质。

在本实验中，您将搭建并实施蒸汽蒸馏实验，以从橙皮的非挥发性组分中提取精油。随后，您将使用液-液萃取法将精油从水中萃取至有机溶剂中。