简述减压蒸馏操作的理论依据。当减压蒸馏结束时,应如何停止减压蒸馏?为什么?〔〕

本题主要考查减压蒸馏操作的理论依据以及减压蒸馏结束时的正确停止操作和原因。

减压蒸馏操作的理论依据

液体的沸点是指它的蒸气压等于外界压力时的温度。从物理化学的角度来看，当液体的蒸气压达到外界压力时，液体就会沸腾，此时的温度就是该液体在当前外界压力下的沸点。根据这一原理，当外界压力发生变化时，液体达到沸腾状态所需的蒸气压也会相应改变，从而导致沸点发生变化。如果借助真空泵降低系统内的压力，那么液体只需要在较低的蒸气压下就能达到与外界压力相等的状态，也就意味着液体可以在较低的温度下沸腾，这就是减压蒸馏操作能够降低液体沸点的理论依据。

减压蒸馏结束时的停止操作及原因

1. 除去热源：蒸馏完毕后，首先要除去热源，这是为了停止对液体的加热，防止液体继续受热产生过多的蒸汽，避免在后续操作中因压力变化导致液体喷出等危险情况。
2. 慢慢旋开夹在毛细管上的橡皮管的螺旋夹：毛细管在减压蒸馏过程中起到引入微小气泡的作用，使液体平稳沸腾。在蒸馏结束时，慢慢旋开螺旋夹，让空气逐渐进入系统，使液体的沸腾逐渐停止。如果旋开速度过快，会导致系统内压力突然变化，可能引起液体暴沸。
3. 待蒸馏瓶稍冷后再慢慢开启安全瓶上的活塞：安全瓶的作用是防止倒吸。在减压蒸馏过程中，系统内压力低于外界大气压。如果直接快速开启安全瓶上的活塞，外界空气会迅速涌入系统，导致系统内压力急剧升高。由于测压计内的水银柱是根据系统内的低压状态平衡的，压力的突然升高会使水银柱快速上升，有冲破测压计的可能。所以要待蒸馏瓶稍冷后再慢慢开启活塞，使内外压力缓慢平衡。
4. 关闭抽气泵：在内外压力平衡后，关闭抽气泵，完成整个减压蒸馏的停止操作。如果不按照上述顺序操作，在系统内压力还未平衡时就关闭抽气泵，外界大气压会将空气倒吸回蒸馏系统中，可能会污染蒸馏产物，甚至损坏仪器。