下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
液体的沸点是指它的蒸气压等于外界压力时的温度，因此液体的沸点是随外界压力的变化而变化的，如果外界压力降低，液体的沸点也降低，这便是减压蒸馏操作的理论依据。例如：水的沸点100℃，是指在760mmHg（一个大气压）时液体沸腾时的温度；而水在640mmHg时，95℃就沸腾了，所以说：液体沸腾的温度是随外界施于液面的压力的降低而降低，因而如果在蒸馏装置上接上真空泵，使液体表面上的压力降低，即可降低液体的沸点，这种在较低压力下进行蒸馏的操作就称为减压蒸馏。
进行减压蒸馏时，首先要知道某一压力下化合物的沸点。一般地，常压沸点在250℃~300℃的化合物，其表面压力降到20mmHg时，沸点降低100℃~120℃；其表面压力在20mmHg以下时，每下降1mmHg，沸点大约降低1℃，可通过以下途径精确地得到有关数据：
（1）查阅文献。下表列出几种化合物的压力与沸点的关系。
表2-2 几种化合物的压力与沸点的关系
（2）查压力-沸点关系曲线。图2-16所示是液体在常压下沸点与减压下沸点的近似关系图。
图2-16 液体在常压下沸点与减压下沸点的近似关系
从上图若已知标准压力（760 mmHg）下液体的沸点和要减至的压力就可近似得到该压力下的沸点。如二乙基丙二酸二乙酯标准压力下沸点为218℃~220℃，欲减压至20 mmHg，可在中间线和右边线上分别找到上述两点（B和A点），连成直线并延长至与左边线相交，交点（C点）便是此压力下液体的沸点，约为105℃~110℃。
（3）近似公式计算。已知两组压力与温度值，可由下式求得常数A和B。代入下式中便可求得任一压力下的沸点。
式中，P为蒸气压（mmHg），T为绝对温度（K），T=273.2+t（℃）。
减压蒸馏是分离、提纯有机化合物的常用方法之一，它特别适用于那些在常压蒸馏时未达沸点即已受热分解、氧化或聚合的物质。
减压蒸馏装置主要由蒸馏、抽气（减压）、安全保护和测压四部分组成。
蒸馏部分由蒸馏瓶A、克氏蒸馏头C、毛细管D、温度计H及冷凝管I、接收器B等组成。克氏蒸馏头可减少由于液体暴沸而溅入冷凝管的可能性；而毛细管的作用，则是作为气化中心，使蒸馏平稳，避免液体过热而产生暴沸冲出现象。毛细管口距瓶底约1~2mm，为了控制毛细管的进气量，可在毛细管上口套一段软橡皮管，橡皮管中插入一段细铁丝，并用螺旋夹夹住。蒸出液接收部分，通常用多尾接液管了连接两个或三个梨形或圆形烧瓶，在接收不同馏分时，只需转动接液管。在减压蒸馏系统中切勿使用有裂缝或薄瘪的玻璃仪器，尤其不能用不耐压的平底瓶（如锥形瓶等），以防止内向爆炸。
抽气部分用减压泵，最常见的减压泵有水泵和油泵两种。如果减压要求的真空度不高，就可直接使用水泵（如图2-17所示），一般水泵可抽至14~25mmHg，若要求较低的压力，就须使用油泵（如图2-18所示），通常油泵的效能决定于油泵的机械结构及油的好坏，好的油泵能抽至0.1mmHg，油泵使用时一定要注意保护，所以通常在油泵前加了保护装置，以防止溶剂、水进入油泵，影响真空度。
安全保护部分一般有安全瓶E，若使用油泵，还必须有冷却阱及分别装有粒状氢氧化钠、块状石蜡及活性炭或硅胶、无水氯化钙等的吸收干燥塔，以避免低沸点溶剂，特别是酸和水汽进入油泵而降低泵的真空效能。所以在油泵减压蒸馏前必须在常压或水泵减压下蒸除所有低沸点液体和水以及酸、碱性气体。
测压部分采用压力计F，测压计的作用是指示减压蒸馏系统内的压力。常用的压力计称为水银压力计，其有两种类型，一种是封闭式（如图2-19所示）的，另一种是开口式（如图2-20所示）的。封闭式：减压泵工作时，a管汞柱下降，b管汞柱上升，待稳定后，移动滑动标式，将零点调整在b管的水银平面外，两者之差，表示系统内的压力。开口式：实验室中常用，测的是大气压与系统压力之差（ΔH）。
减压蒸馏装置见图2-17和图2-18所示。
图2-17 使用水泵的减压蒸馏装置
图2-18 使用油泵的减压蒸馏装置
图2-19 封闭式压力计
图2-20 开口式压力计
注：A-蒸馏瓶，B-接收瓶，C-克氏蒸馏头，D-毛细管（带橡皮管和爆旋夹），E-安全瓶，F-压力计，G-玻璃管（带两通活塞），H-温度计，I-冷凝管，J-接液管，G-玻璃管（带两通活塞）
（1）被蒸馏液体中若含有低沸点物质时，通常先进行普通蒸馏，再进行水泵减压蒸馏，而油泵减压蒸馏应在水泵减压蒸馏后进行。
（2）装好仪器，并检查系统能否达到所要求的压力。检查方法：关闭安全瓶上的活塞旋紧毛细管上的夹子，然后抽气，观察能否达到所要求的压力。
（3）加料至蒸馏瓶中，不超过容积的1/2。
（4）装置安装好后，先旋紧橡皮管上的螺旋夹，打开安全瓶上的二通活塞，使体系与大气相通，启动水泵或油泵（长时间未用的油泵，启动前应先用手转动一下皮带轮，能转动时再启动）抽气，逐渐关闭二通活塞至完全关闭，注意观察瓶内的鼓泡情况（如发现鼓泡太剧烈，有冲料危险，立即将二通活塞旋开些），从压力计上观察体系内压力应能符合要求，然后小心开关二通活塞，同时注意观察压力计上的读数，调节体系内压到所需值（根据沸点与压力关系）。
（5）调节毛细管上的螺旋夹至液体有平稳气泡发生，打开冷凝水。
（6）压力稳定后再进行加热。此时应密切注意内压的变化，如果不符合要求，应注意调节，蒸馏速度以0.5~1滴/秒为宜；经常记录压力和相应的沸点值，根据要求，收集不同馏分。
（7）蒸馏完毕，慢慢旋开螺旋夹（防止倒吸），并慢慢打开二通活塞，平衡内外压力，使压力计的水银柱慢慢地回复原状（若打开得太快，水银柱很快上升，有冲破压力计的可能），然后关闭抽气泵，再按常压蒸馏方法拆除装置。