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1. 공비증류와 추출증류
1.1. 공비혼합물과 증류
공비혼합물이란 두 성분 이상의 용액에서 기-액 평형 상태일 때 기상과 액상의 성분비가 동일한 경우를 의미한다. 즉, 기상과 액상의 조성이 같은 점을 공비점이라 하며, 이러한 혼합물을 공비혼합물이라고 한다. 공비혼합물은 끓는점과 이슬점이 동일하며, 상대휘발도 α가 1에 가까운 혼합물(보통 0.95 < α < 1.05)이나 균일계 공비혼합물로 압력에 따라 공비조성이 별로 바뀌지 않는 경우가 이에 해당된다.
이러한 공비혼합물은 일반적인 증류만으로는 두 성분을 순수하게 분리해 낼 수가 없다. 즉, 이 경우 순수 성분을 분리해 내려면 먼저 일반적인 증류에 의해 공비혼합물에 가까운 것을 얻고, 그 후에 다른 방법을 취해야 한다. 이 경우 대표적인 방법이 추출증류와 공비증류이다."
1.2. 공비증류
1.2.1. 공비증류의 정의
공비증류는 혼합물의 한 성분과 친화력이 크고 휘발성인 분리제를 첨가하여 끓는점이 같은 혼합물을 만들어 끓는점이 높은 성분을 분리시키고, 다시 이 새로운 공비혼합물을 분리시키는 것이다. 즉, 공비혼합물을 생성하여 증류를 통해 원래의 공비혼합물을 분리하는 방법이라 할 수 있다."
1.2.2. 공비제의 조건
공비제의 조건은 다음과 같다. 첫째, 분리해야 할 혼합물의 비휘발도를 바꿔 적어도 분리성분의 하나와 공비할 것이다. 둘째, 공비제의 회수가 용이할 것이다. 셋째, 증발잠열이 작을 것이다. 넷째, 열적, 화학적으로 안정할 것(분해, 중합 등을 일으키지 않을 것)이다. 다섯째, 부식성이 없을 것이다. 여섯째, 가격이 안정할 것이다. 일곱째, 독성이 없을 것이다."
1.2.3. 공비증류의 종류
공비증류의 종류에는 세 가지가 있다. 먼저, 공비제가 원료 중 분리해야 할 성분과 단지 하나의 2성분계 최저공비물을 만드는 경우이다. 예를 들어 아세트산과 물 혼합물에 아세트산부틸을 공비제로 첨가하여 새로운 아세트산부틸-아세트산 공비혼합물을 만들고 이를 분리하는 방식이다. 다음으로, 공비제가 원료 중 분리해야 할 성분과 몇 가지 2성분계 최저공비물을 만드는 경우이다. 예를 들어 톨루엔과 메틸시클로헥산 혼합물에 니트로메탄을 공비제로 사용하여 톨루엔-메틸시클로헥산-니트로메탄계 공비혼합물을 만드는 경우이다. 마지막으로, 공비제가 원료 중 분리해야 할 성분과 3성분계나 그 이상의 최저공비물을 만드는 경우이다. 예를 들어 에탄올과 물 혼합물에 벤젠을 공비제로 사용하여 에탄올-물-벤젠계 공비혼합...
