蒸馏和分馏本质原理是一样的,都是利用混合物里面不同组分沸点不一样,加热汽化之后再冷凝液化实现分离,蒸馏一般适合两种组分沸点差距比较大的体系,一次操作只能得到一种馏分,分馏相当于多次蒸馏叠加在一起,靠分馏柱在一套装置里面连续完成很多次汽化冷凝,适合多种组分或者沸点挨得很近的液体混合物,二者装置复杂程度、分离精度、适用场景都有明显差别,很多初学者容易把两者弄混,主要就是分不清有没有分馏柱和能不能一次分出多种物质。
两者核心差异产生的原因
1 分离次数不同,普通蒸馏只完成一轮汽化加冷凝,沸点接近的物质会混在一起流出来,分不开。分馏依靠分馏柱内部的填料或者塔板,上升蒸汽和下降液体持续换热,每一次换热都相当于一次小型蒸馏,连续多次提纯。
2 沸点差要求不一样,蒸馏想要分开物质,组分之间沸点差通常要大于三十摄氏度。分馏可以处理沸点相差很小,甚至只差几摄氏度的混合液体。
3 目标产物数量不同,蒸馏大多用来从液体里去掉不挥发杂质,或是分开两种沸点差距大的液体,单次收集一个馏分。分馏可以连续收集多个不同温度段的馏分,一次实验分出好几种组分。
4 装置结构不同,蒸馏装置只有蒸馏烧瓶冷凝管接收瓶。分馏在蒸馏烧瓶和冷凝管中间多加一根分馏柱,这是最直观的区分标志。
蒸馏基础操作步骤
1 组装蒸馏装置,检查气密性,往蒸馏烧瓶加入待分离液体和沸石,沸石用来防止液体暴沸。
2 打开冷凝水,缓慢加热,控制升温速度,液体平稳沸腾,蒸汽进入冷凝管冷却变成液体。
3 在稳定的沸点区间收集馏出液,温度明显变化的时候停止收集,结束实验,关停热源和冷凝水。
分馏基础操作步骤
1 组装整套分馏装置,分馏柱里面装入玻璃珠或者陶瓷填料,保证气液充分接触,检查气密性,样品和沸石加入蒸馏烧瓶。
2 通入冷凝水,小火缓慢加热,升温速度比分馏更严格,不能太快,要保证分馏柱里面形成稳定的温度梯度。
3 观察温度计读数,按照不同温度区间依次接收馏分,每一段温度对应一种组分。
4 全部组分蒸出之后,停止加热,等装置冷却之后再关闭冷凝水,整理仪器。
蒸馏和分馏对比表格
| 对比项目 | 蒸馏 | 分馏 |
|---|---|---|
| 关键配件 | 不需要分馏柱 | 必须配有分馏柱 |
| 分离精度 | 低,适合沸点差大的体系 | 高,可以分离沸点接近的液体 |
| 分离轮次 | 单次汽化冷凝,一次蒸馏 | 装置内连续多次汽化冷凝,多次蒸馏 |
| 适合样品 | 两种液体沸点差大,或者除去不挥发杂质 | 多组分混合液,组分沸点差距小 |
| 控制难度 | 简单,升温要求宽松 | 严格,升温慢,要维持柱内温度梯度 |
| 典型例子 | 酒精和水粗略分离,提纯单一组分液体 | 石油分离成汽油煤油柴油,精密提纯试剂 |
实操里面的注意事项
1 蒸馏不要加热过猛,防止蒸汽直接冲进接收瓶,造成馏分不纯。
2 分馏最重要的就是控制加热速率,如果升温太快,分馏柱里面没法建立稳定温度梯度,效果就和普通蒸馏差不多,失去分馏的意义。
3 分馏柱保温很关键,环境温度低的时候可以包裹保温棉,避免蒸汽提前冷凝,降低分离效果。
4 沸石只能在常温的时候添加,沸腾之后不能补加沸石,容易引发暴沸喷料。
总结
蒸馏是单次的汽化冷凝分离操作,结构简单操作方便,适合沸点相差大的混合物。分馏是多次蒸馏整合在一套装置里,依靠分馏柱实现高效精细分离,适合沸点接近或者多种成分的液体体系,简单理解就是分馏等于多次蒸馏,蒸馏是分馏的基础单元。
【常见问题】
问题 1 分馏和蒸馏哪个分离效果更好
回答 1 分馏和蒸馏对比,分馏的分离效果更好,分馏可以在装置内反复汽化冷凝,能够分开沸点很接近的液体,普通蒸馏做不到。
问题 2 有分馏柱就一定是分馏没有分馏柱就是蒸馏吗
回答 2 分馏和蒸馏最直观的区分就是分馏柱,没有分馏柱的就是蒸馏,带有分馏柱用来多次气液交换的操作就是分馏。
问题 3 石油炼制用分馏还是蒸馏为什么不用普通蒸馏
回答 3 石油炼制使用分馏而不是普通蒸馏,石油里面有几十种沸点接近的组分,普通蒸馏没法分开,依靠分馏可以一次得到汽油煤油柴油等不同馏分。
【免责申明】
本内容属于化学基础科普,化学蒸馏和分馏操作存在高温易燃易爆风险,需要在专业人员指导以及合规实验环境下操作,禁止私自在家使用化学试剂开展蒸馏和分馏实验,避免发生安全事故。


