蒸餾（Distillation）是一種熱力學(xué)的分離工藝，它利用混合液體或液-固體系中各組分沸點不同,，使低沸點組分蒸發(fā),，再冷凝以分離整個組分的單元操作過程，是蒸發(fā)和冷凝兩種單元操作的結(jié)合,。與其它的分離手段,，如萃取、吸附等相比,，它的優(yōu)點在于不需使用系統(tǒng)組分以外的其它溶劑,，從而保證不會引入新的雜質(zhì)。需要注意的是,，由于蒸餾需要搭建專用設(shè)備,，成本和能耗較高，同時也存在安全性的問題,，因此如果有其他可行的提純方法,，一般不建議優(yōu)先選擇蒸餾提純精制。蒸餾中使用的設(shè)備至少由以下部分組成：加熱裝置,，冷凝裝置以及接收裝置,。

1 理想的蒸餾模型

液體的沸點是指在該溫度下液體的蒸氣壓等于液體周圍的壓力，使氣泡能夠順利形成,。我們大部分人對于蒸餾存在一個誤解：在給定壓力下的液體混合物中,，每種組分只要沸點不同就可以通過蒸餾進行分離。但是,，即使在理想化的系統(tǒng)中也不會發(fā)生這種情況,。理想的蒸餾模型基本上受拉烏爾定律和道爾頓定律支配。

拉烏爾定律指出溶液的蒸氣壓取決于溶液中每種化學(xué)成分的蒸氣壓和每種成分所占溶液的摩爾分數(shù),。該定律適用于理想溶液（理想溶液是指溶質(zhì)與溶劑混合為溶液時,，既不放熱,，也不吸熱,，溶液體積等于溶質(zhì)體積和溶劑體積之和。）或具有不同成分但分子相互作用與純?nèi)芤合嗤蚍浅Ｏ嗨频娜芤骸?/span>

道爾頓定律指出，總壓力是混合物中每個單獨成分的分壓之和,。當(dāng)多組分液體被加熱時,，每種組分的蒸氣壓將上升，從而導(dǎo)致總蒸氣壓上升,。當(dāng)總蒸氣壓達到液體周圍的壓力時,，會發(fā)生沸騰，并且整個溶液中的組分都會變成氣體,。當(dāng)組分互溶時,，具有給定組成的混合物在給定壓力下具有一個沸點。組成恒定的混合物不具有多個沸點,。

對于化學(xué)性質(zhì)相似的液體（例如苯和甲苯）,，理想化模型是準確的。在其他情況下,，我們會觀察到與拉烏爾定律和道爾頓定律嚴重偏離的情況,，最著名的是乙醇和水的混合物的例子。乙醇和水一起加熱時會形成共沸物,，此時氣相和液相的組成相同,。盡管有一些計算方法可以用來估計任意成分的混合物的行為，但獲得準確的氣液平衡數(shù)據(jù)的唯一方法是通過測量,。通過蒸餾不可能完全純化組分的混合物,，因為這將要求混合物中的每種組分具有零分壓。如果目標是超純產(chǎn)品,，則必須進行進一步的化學(xué)分離,。 

2 簡單蒸餾

在簡單蒸餾中，蒸氣直接進入冷凝器中,。因此,，餾出液不是純凈的，在給定的溫度和壓力下其組成與蒸氣的組成相同,，基本遵循拉烏爾定律,。下圖顯示了簡單蒸餾操作的剖面示意圖。沸騰燒瓶2中的起始液體15由加熱板和磁力攪拌器13通過硅油?。ǔ壬?，14）加熱。蒸汽流經(jīng)短的玻璃蒸餾塔3,，然后流經(jīng)Liebig冷凝器5,，并由水（藍色）冷卻，該水通過端口6和7循環(huán),。冷凝后的液體滴入接收瓶8中,，該瓶位于冷卻?。ㄋ{色， 16）,。適配器10具有可以裝配到真空泵上的接頭9,。組件通過磨砂玻璃接頭（灰色）連接。簡單蒸餾溫度高,、時間長,，一般只適合于與雜質(zhì)沸點差較大且熱穩(wěn)定性較高的產(chǎn)物的分離提純。

3 分餾

在許多情況下,，混合物中各組分的沸點將非常接近以至必須考慮拉烏爾定律,。因此，必須使用分餾：通過填充分餾塔內(nèi)的重復(fù)的汽化-冷凝循環(huán)來分離組分,。通過連續(xù)蒸餾進行的分離也稱為精餾,。每經(jīng)過一個汽化-冷凝循環(huán)（稱為理論塔板）所得的較易揮發(fā)組分的純度就更高。實際上,，在給定溫度下的每個循環(huán)不會在分餾塔中的完全相同的位置發(fā)生,。因此，理論板塊是一個概念,，而不是準確的描述,。

4 減壓蒸餾

為了蒸餾高沸點的化合物，通常最好的方法是通過降低壓力以降低這些化合物的沸點而不是直接升高溫度,，該技術(shù)稱為減壓蒸餾,。實驗室中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器其實就是一個減壓蒸餾裝置。減壓蒸餾同樣適用于低熔點和熱穩(wěn)定性差的化合物的蒸餾,。產(chǎn)物不能全部蒸出,，蒸餾完畢后通常會存在殘留組分。對于空氣不穩(wěn)定的產(chǎn)物,，一般需要在惰性氣體保護的條件下進行蒸餾,，或者加入特定的抗氧化劑。 

5 分子蒸餾

分子蒸餾是在0.01毫米汞柱壓力以下的減壓蒸餾,。在高真空下,，流體處于自由分子流動狀態(tài)，即分子的平均自由程與設(shè)備尺寸相當(dāng),。氣相不再對要蒸發(fā)的物質(zhì)施加很大的壓力,，因此蒸發(fā)速率不再取決于壓力。因為不再使用流體動力學(xué)的連續(xù)假設(shè),，所以質(zhì)量傳輸受分子動力學(xué)而非流體動力學(xué)支配,。分子蒸餾是利用不同種類分子逸出蒸發(fā)表面后的平均自由程不同的性質(zhì)而實現(xiàn)分離的。一般情況下,，輕分子的自由程大,，重分子的自由程小,。分子蒸餾過程中，不存在蒸發(fā)和冷凝的可逆過程,，而是從蒸發(fā)表面逸出的分子直接飛射到冷凝面上,，理論上沒有返回蒸發(fā)面的可能性,。