증기 증류법

두 개의 혼합 가능한 액체의 이상적인 혼합물을 가열하여 끓이면 용액은 각 구성 요소의 끓는점 사이의 온도에서 끓습니다. 이러한 액체의 끓는점이 매우 다른 경우 혼합물이 끓기 시작하면 증기에 휘발성 성분의 분자가 풍부해집니다. 이 현상은 종종 두 개의 혼합성 액체의 혼합물을 가열하고 증기를 액체로 다시 응축하여 수집하는 간단한 증류를 사용하여 혼합물을 분리하는 데 사용됩니다.

휘발성 성분이 더 풍부한 증기가 증류액으로 수집됨에 따라 액상은 휘발성이 적은 성분의 분자로 부유해집니다. 그러나, 이 기술은 용액이 적어도 더 휘발성이 높은 화합물의 끓는점까지, 그리고 종종 그 이상으로 가열되어야 합니다.

온도에 민감한 유기 화합물의 경우, 이 고온으로 인해 유기 분자가 다른 것으로 분해될 수 있습니다. 그렇다면 이러한 유형의 화합물을 어떻게 분리할 수 있습니까? 먼저 한 걸음 물러서겠습니다.

응축 된 위상과 평형 상태에있는 증기의 압력을 증기압이라고합니다. 액체 혼합물의 구성 요소는 각각 자체 증기압을 가지고 있으며, 이를 분압이라고 합니다. 우리는 용액의 총 증기압이 대기압과 같을 때 용액이 끓는다는 것을 알고 있습니다. 총 증기압은 구성 요소의 분압의 합과 같습니다.

혼화성 액체의 혼합물, 즉 액체의 모든 조합이 균일한 용액을 형성한다는 것을 의미하는 경우, 분압은 순수한 화합물의 증기압에 용액의 몰 분율을 곱한 값으로 계산됩니다. 그러나 비혼화성 액체의 이질적인 혼합물, 즉 액체가 서로 불용성임을 의미하는 경우 분압은 단순히 순수 화합물의 증기압입니다.

이종 혼합물의 각 성분은 다른 성분과 독립적으로 총 증기압에 기여하기 때문에 분압의 합인 총 증기압이 대기압과 같을 때 혼합물이 끓습니다. 이는 각 구성 요소의 개별 끓는점보다 낮은 온도에서 발생하는데, 이는 총 증기압이 가장 휘발성이 높은 구성 요소에 대해 예상하는 것보다 훨씬 빠르게 온도에 따라 증가하기 때문입니다.

우리는 이 현상을 활용하여 고열에서 분해되고 물에 불용성인 온도에 민감한 유기 화합물을 비휘발성 물질로부터 분리하는 데 사용되는 증기 증류를 수행할 수 있습니다. 증기 증류 설정은 공정 전반에 걸쳐 물을 보충하기 위해 물 저장고를 추가하는 간단한 증류 설정과 유사합니다.

혼합물이 끓으면 물과 관심 유기 화합물이 모두 기화됩니다. 물과 유기 화합물 증기는 응축기로 이동하여 액체로 응축되어 수집됩니다. 혼합되지 않는 액체는 나중에 분리됩니다. 플라스크의