水蒸气蒸馏装置的工作核心，源于对“共沸体系”特性的巧妙运用。许多有机化合物具有热敏性——在接近其自身沸点的温度下易发生分解、氧化或聚合，而直接蒸馏往往难以规避这一问题；同时，部分目标组分难溶于水，无法通过常规的水溶液蒸馏实现分离。水蒸气蒸馏技术恰好破解了这一困境，其原理可从三个关键层面展开。
首先，共沸体系的形成是基础。当向含有目标有机组分的混合物中通入水蒸气时，水蒸气会与待分离的有机组分形成“水-有机化合物”二元共沸体系。根据相律，这种共沸体系的沸点并非单一组分沸点的简单叠加，而是远低于其中任一纯组分的沸点。例如，苯的纯沸点为80.1℃，水的沸点为100℃，而二者形成的共沸物沸点仅为69.4℃，这一特性使得高沸点有机组分能够在较低温度下被汽化。
其次，分压定律的作用是关键。在密闭的蒸馏体系中，当共沸物沸腾时，体系内的总蒸气压等于水的蒸气压与有机组分的蒸气压之和。根据道尔顿分压定律，只要总蒸气压达到外界大气压，混合物便会沸腾汽化。这意味着即便有机组分本身的蒸气压较低，借助水蒸气提供的较高蒸气压，也能显著提升其汽化效率，实现高效分离。
最后，冷凝分层的特性是保障。当汽化后的共沸蒸汽进入冷凝管被冷却为液态后，由于有机组分与水互不相溶且密度存在差异，液体混合物会自然分层。此时只需通过分液漏斗等仪器，便可轻松分离出上层或下层的目标有机组分，完成整个分离过程。这种温和的分离方式，最大限度地保留了热敏性组分的原有性质，这也是水蒸气蒸馏技术的突出优势。
二、核心结构：各司其职的“协同系统”
一套完整的水蒸气蒸馏装置并非单一仪器，而是由多个功能明确的部件组成的协同系统。这些部件在原理的指引下紧密配合，共同完成蒸馏分离任务。根据功能差异，可将其核心结构分为蒸汽发生、蒸馏反应、冷凝回收和安全保障四个模块。
1. 蒸汽发生模块：提供稳定“动力源”
该模块的核心功能是持续、稳定地产生水蒸气，为共沸体系的形成提供基础。其主要组成包括水蒸气发生器和加热装置。水蒸气发生器通常为容积较大的圆底烧瓶或专用的蒸汽发生瓶，瓶内装入适量水，瓶颈处配备温度计以监测水温。加热装置多采用酒精灯、电加热套或水浴锅，根据需求调节加热强度，确保水蒸气均匀产生。部分简易装置中，蒸汽发生功能可由蒸馏烧瓶直接承担，即通过加热蒸馏烧瓶内的水产生水蒸气，但这种设计仅适用于小剂量实验。
2. 蒸馏反应模块：实现分离“核心场”
这里是共沸体系形成、汽化的核心区域，主要由蒸馏烧瓶和导气管组成。蒸馏烧瓶用于容纳待分离的混合物，其容积需根据物料量合理选择，一般装入量不超过烧瓶容积的1/3，以避免加热时物料暴沸溢出。导气管一端连接水蒸气发生器，另一端深入蒸馏烧瓶内的液面下方，确保水蒸气能够充分与混合物接触并形成共沸物。部分装置会在蒸馏烧瓶口配备温度计，用于监测蒸汽温度，判断蒸馏进程。
3. 冷凝回收模块：完成相变“转化站”
该模块负责将汽化的共沸蒸汽冷却为液态，以便后续分离，核心部件为冷凝管和接收器。冷凝管最常用的是直形冷凝管，其内部通道细长，外部有冷却水夹层，冷却水从下口进入、上口流出，形成逆流冷却，提高冷凝效率。对于沸点极低的蒸汽，也可选用球形冷凝管增强冷却效果。接收器通常为锥形瓶或分液漏斗，用于收集冷凝后的液态混合物，分液漏斗的优势在于可直接对分层后的液体进行分离操作，简化实验流程。
