煮拉面时掀开锅盖，锅盖内侧凝结的水珠会哗地滴落下来。汤又咸又浓，可如果尝一尝锅盖上的水珠，几乎是没有盐分的白开水。这是因为在沸腾过程中，只有水变成蒸汽升上去，碰到冰凉的锅盖后又变回了水。把这一简单现象加以精炼、用来分离混合物质的技术，就是“蒸馏（Distillation）”。
简单来说，蒸馏是指“加热液体混合物，让容易沸腾的成分先以气体形式逸出，再把这些气体冷却、重新收集成液体的分离方法”。它利用的是每种物质沸点和挥发程度各不相同的性质，属于把混合物区分开来的物理分离，而不是改变成分本身的化学反应。
本文将依次介绍蒸馏走过的历史、它的工作原理和种类，以及在酒、石油和海水中的应用实例与局限。
凭借沸点差异分离混合物的技术
蒸馏是怎样开始的？
人们很早就注意到蒸汽会重新变成水。古希腊哲学家亚里士多德（Aristotle）记载过，海水蒸发后凝结的水并不咸。公元1世纪前后，在罗马统治下的埃及亚历山大港，炼金术士们已经在使用蒸馏装置，3世纪的炼金术士帕诺波利斯的佐西莫斯（Zosimos of Panopolis）留下的装置图也流传至今。
大大推动蒸馏技术发展的，是中世纪伊斯兰世界的化学家。他们蒸馏了许多物质，反复进行实验，到9世纪前后还记录了蒸馏葡萄酒的方法。蒸馏时使用的长颈玻璃器皿“阿伦比克（Alembic）”这个名字，也来自阿拉伯语“al-inbiq”。这项技术传入欧洲后，在12世纪前后被用来制造被称为“燃烧之水”的酒精；在韩国，它于高丽时代经由元朝传入，形成了用名为“烧酒甑”（sojugori）的蒸馏器蒸烧酒的传统。
蒸馏的四步工作原理
无论是实验室里的小烧瓶，还是工厂里的巨大塔器，蒸馏大体都遵循同样的流程。
(1) 加热
加热盛有混合物的容器。温度升高时，各成分的蒸气压也随之升高，当总蒸气压等于外界压力的那一刻，液体便开始沸腾。
(2) 易沸腾的成分在蒸气中变多
人们常以为只有沸点低的成分会单独沸腾，但实际上所有成分都会一起蒸发。只是容易蒸发的成分在蒸气中所占的比例更大。例如，乙醇约在78度沸腾，水在100度沸腾，所以加热酒时，最先出来的蒸气中酒精含量更高。
(3) 冷却变回液体
让上升的蒸气通过流有冷水的冷凝管，它就会重新凝结成液体。这样收集到的液体称为“馏出液”。
(4) 收集并重复
接收并收集馏出液，如果纯度不够，就再经过一次同样的过程。每蒸馏一次，目标成分的浓度就会再提高一些。
按情况选用的蒸馏种类
根据混合物质的性质不同，蒸馏方法也各不相同。
- 简单蒸馏（Simple Distillation）：把蒸气直接冷却收集的最基本方式，适用于沸点相差较大（大约25度以上），或像海水那样溶有不易挥发的盐的情况。
- 分馏（Fractional Distillation）：在烧瓶上方竖立长长的分馏柱，让蒸发和冷凝反复多次进行，使沸点相近的液体也能分开的方式。
- 减压蒸馏（Vacuum Distillation）：利用压力降低沸点也会降低的特点，让在高温下会分解的物质在相对较低的温度下沸腾蒸出。
- 水蒸气蒸馏（Steam Distillation）：向原料中吹入热水蒸气，让香味成分随之一起逸出的方式，用于从花朵和香草中提取精油。
怎么也分不开的混合物：共沸混合物
并不是所有混合物都能通过蒸馏干净地分开。水和乙醇在乙醇按质量计达到约95.6%时，液体与蒸气的组成会变得完全相同，这被称为“共沸混合物（Azeotrope）”。到了这一点，无论再蒸馏多少次，纯度都不会再提高，因此如果需要更纯的酒精，就必须配合使用其他方法，比如加入吸水的物质。
生活与工业中的蒸馏，以及它的局限
蒸馏被应用在我们生活的方方面面。
- 酒（Spirits）：把谷物或水果发酵制成的低度酒进行蒸馏，制成威士忌、白兰地、蒸馏式烧酒等高度酒。
- 石油炼制（Oil Refining）：把原油送入高塔加热后，轻质气体和汽油从上部、煤油和柴油从中部、重油和沥青原料从下部分别分离出来。
- 海水淡化（Desalination）：把海水煮沸，留下盐分，只收集水蒸气来获得饮用水。
- 空气分离（Air Separation）：把空气冷却到变成液体后进行蒸馏，分别获得氧气、氮气和氩气。
不过，蒸馏是通过煮沸物质来改变其状态的方法，因此需要消耗大量能量。化学工业所用能量中，甚至有相当大一部分都投入了蒸馏。所以如今人们一方面制造能把热量多次重复利用的装置，一方面也在研究利用膜进行分离等更节能的方法。
蒸馏从锅盖上凝结水珠这样平常的现象出发，成长为一项能制造出从酒和香水到汽油和饮用水等各种东西的技术。它不是硬把混合在一起的东西拆开，而是等待每种物质展现各自不同的性质，这一点十分耐人寻味。
在混杂的物质中找出各自不同的沸点，再一一区分出来，这正是化学为获得纯净物质所迈出的第一步。
