论复合蒸馏和气体化学蒸馏

在前一章中，我只论述了作为一种简单操作的蒸馏，通过这种操作，两种挥发度不同的物质可以彼此分离；但是，蒸馏实际上常常使受其作用的物质分解，成为化学中最复杂的一种操作。在每一种蒸馏中，被蒸馏的物质必须通过与热素的化合而在葫芦形蒸馏瓶或曲颈瓶中处于气态。在简单蒸馏中，此热素耗进冷却器或蛇管中了，物质重新恢复其液态或固态，但是受复合蒸馏的物质则绝对被分解了；一部分，譬如这些物质所含的炭，仍然固定在曲颈瓶中，所有其余的元素都被还原成为不同种类的气体。这些气体有些能凝结恢复其固体或液体形态，而另一些则是永久气体状的；这些气体的一部分可被水吸收，有些可被碱吸收，其他的则根本就不能被吸收。前一章所描绘的常规蒸馏装置根本不足以保留或分离这些多种多样的产物，我们只得为此目的而求助于性质更为复杂的方法。

我即将描绘的装置特意计划用于最复杂的蒸馏，可以根据情况简化。它由一个有管口的玻璃曲颈瓶 A（图版Ⅳ，图 1）组成，其鸟嘴口装配到有管口的球形瓶或接受器 BC 上；球形瓶的上口 D 配有一个弯管 DEfg，弯管的另一端 g 插进瓶子 L 所盛的液体之中，此瓶有三个瓶颈 xxx。靠以同样方式配置的三个弯管，把另外三个类似的瓶子与第一个瓶子相联；用一个弯管把最后一个瓶子的最后一个瓶颈与气体化学装置中的广口瓶相联① 。通常把有确定重量的蒸馏水放进第一个瓶子之中，其他三个瓶子中各有苛性草碱的水溶液。必须精确确定所有这些瓶子以及它们所盛的水和碱溶液的重量。一切安排停当时，必须用粘封泥封住曲颈瓶和接受器之间以及后者的管子 D 的接头处，用亚麻布条盖上，涂上粘鸟胶和蛋白；所有的其他接头都要用蜡和松香共熔制成的封泥封紧。

完成了所有这些安排，并对曲颈瓶 A 施热时，其中所盛物质就被分解， 显然，挥发性最小的产物本身必定就在曲颈瓶的鸟嘴口或瓶颈中凝结或升华，大多数固结物质本身都将在这里固定。较易挥发的物质，如较轻的油、氨及其他几种物质，将在接受器 GC 中凝结，而最不易受冷凝结的气体则将通过管子，穿过几个瓶子中的液体鼓泡跑出。能被水吸收的将留在第一个瓶

① 图版Ⅳ图 1 对这个装置的描绘所表达的关于其配置的思想，比用最麻烦的说明所能表达的思想，要丰富得多。——E

子中，能被苛性碱吸收的将留在其他瓶子中；而既不会被水又不会被碱吸收的气体则将通过管子 RM 逸出，在此管末端进入气体化学装置的广口瓶中而被接收。炭、固定土质等等形成曾被称为废物（caput mortuum）的物质或残留物，则留在曲颈瓶中。

在这种操作方式中，我们总是拥有实质性的精确分析证据，因为在过程结束之后产物合起来的总重量必定恰好等于原来受蒸馏的物质的重量。譬如，如果我们处理了八盎司淀粉或阿拉伯树胶，那么，曲颈瓶中淀粉残留物的重量，连同其瓶颈和球形瓶中收集的所有产物的重量，以及通过管子 RM 接收进广口瓶中的所有气体的重量，加上瓶子所得到的额外重量，一并考虑时，必定正好就是八盎司。如果结果偏低或偏高，则就是误差所致，必须重复实验直至获得令人满意的结果，结果与受实验的物质的重量之差不应大于每磅六或八格令。

在这种实验中，我碰到一个几乎不可克服的困难已经很久了，要不是哈森夫拉兹先生给我指出了避免这个困难的极简单的方法，它最后必定会迫使我完全停下来。炉热的一点点减少以及与这种实验分不开的许多其他情况， 通常都引起气体的重吸收；气体化学装置池子中的水通过管子 RM 冲进最后一个瓶子，同样的情况一个瓶子接一个瓶子地发生，流体甚至常常压进接受器 C。用有三个瓶颈的瓶子防止这个事故，如图版所绘，在每个瓶子的一个瓶颈中配一个毛细玻璃管 St、st、st、st，使其下端 t 浸在液体中。无论是在曲颈瓶中还是在任何一个瓶子中，如果有任何吸收发生，那么，靠这些管子，就有足量的外部空气进来填充真空；我们以普通空气与实验产物的少量混合物为代价摆脱了这个不便之处，因而全然防止了失败。虽然这些管子让外部空气进入，但却不让任何气态物质逸出，因为它们总是被瓶子的水封闭在下面。

显然，在用这种装置做实验的过程中，瓶子的液体必定与瓶子中所含气体或空气所维持的压力成比例地在这些管子中上升；此压力由所有后面瓶子中所盛流体柱的高度和重量来确定。如果我们假定每个瓶子盛有三吋流体， 而且与上述管子 RM 的口相联的装置的池子中有三吋水，让流体的重量仅仅等于水的重量，那么就得出，第一个瓶子中的空气必定维持与十二时水的压力相等的压力；因此，水必定在与第一个瓶子相联的管子 S 中上升十二吋， 在属于第二个瓶子的管子中上升九时，在第三个瓶子的管子中上升六吋，在最后一个瓶子的管子中上升三吋；为此，这些管子必须分别做得稍长于十二、九、六和三吋，以为液体中经常发生的振荡运动留出余地。有时候必须在曲颈瓶和接受器之间插入一个类似的管子；由于直到蒸馏进行中聚积了一些液体时管子的下端才浸入液体之中，因此其上端最初必须用一点封泥封闭住，以便根据需要或在接受器中有足够的液体达到其下端之后打开。

当打算处理的物质有非常迅速的相互作用，或者当其中的一种物质只能一小份一小份地相继导入时，由于混合起来就产生剧烈的泡腾，因此，在非

常精确的实验中就不能使用这种装置。在这些情况中，我们使用一个有管口的曲颈瓶 A（图版Ⅶ，图 1），将一种物质导入其内，如果要处理的是固体还是将固体导入其中为好；然后我们把一个弯管 BCDA 用封泥封到曲颈瓶的口上，弯管上端 B 终止于漏斗处，另一端 A 终止于毛细口。实验的流体原料靠此漏斗注入曲颈瓶中，漏斗从 B 端到 C 必须做成这样的长度，使导入的流体柱能够抵销所有瓶子（图版Ⅳ，图 1）中所盛液体所产生的阻力。

尚未习惯于使用上述蒸馏装置的人们，也许会为这种实验中需要用封泥封许多瓶口并且为事先要做的一切准备所需要的时间而大吃一惊。的确，如果我们考虑到实验前后原料和产物都必须称量，那么，这些预备步骤和善后步骤所需要的时间和注意力比实验本身所需要的要多得多。但是，当实验完全成功时，我们付出的时间和辛劳就全部得到了回报，因为通过以这种精确的方式所进行的过程所获得的关于被探索的植物物质和动物物质的本质的知识，比以通常的方法通过许多星期的辛勤劳动所获得的知识要合理得多、广博得多。

当缺乏三个口的瓶子时，可以用两个口的；假如瓶口足够大，甚至可能在一个口上插进所有三个管子，以便使用通常的阔口瓶。在这种情况中，我们必须仔细给瓶子配上极精确地切削并在油、蜡和松油的混合物中煮沸过的软木塞。这些软木塞必须用圆锉打上容纳管子所必须的孔，如图版Ⅳ图 8 所示。