水蒸气蒸馏法的核心原理基于道尔顿分压定律,适用于分离提纯不溶于水且具挥发性的物质。以下是其原理及特性的系统解析:
总蒸气压构成
当水与不溶性有机物混合时,体系总蒸气压(P<sub>总</sub>)等于两者单独蒸气压之和:
P<sub>总</sub> = P<sub>水</sub> + P<sub>有机物</sub>
其中 P<sub>水</sub> 为水的饱和蒸气压,P<sub>有机物</sub> 为有机物的饱和蒸气压。
沸点降低机制
混合物的沸点低于任一组分的单独沸点(如常压下可低于100℃沸腾),从而避免高沸点物质的热分解。
共沸现象
当总蒸气压等于外界大气压时,混合物沸腾,有机物随水蒸气共同蒸出,经冷凝后实现油水分离
水不溶性:与水形成双液相体系
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挥发性适宜:100℃时蒸气压 ≥1.33 kPa(约10 mmHg)
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热稳定性:100℃下不与水反应且自身稳定