干馏是一个复杂的化学反应过程,包括脱水、热解、脱氢、热缩合、加氢、焦化等反应。不同物质的干馏过程虽各有差别,但一般均可分为三个阶段:
①脱水分解。干馏操作初期,温度相对较低,有机物首先脱水,随着温度升高,逐渐分解产生低分子挥发物。
②热解。随着干馏温度的继续升高,有机物中的大分子发生键的断裂,即发生热解,得到液体有机物(包括焦油)。这些干馏产物随干馏物质而异,如干馏糠壳可得糠醛,干馏油页岩可得页岩油和一些杂环化合物。
③缩合和碳化。当温度进一步提高时,随着水和有机物蒸气的析出,剩余物质受热缩合成胶体。同时,析出的挥发物逐渐减少,胶体逐渐固化和碳化。随着温度升高、加热时间延长,所生成的固体产物中的碳含量逐渐增多,氢、氧、氮和硫等其他元素含量逐渐减少。
从木材干馏可得木炭,从煤可得焦炭。
升华可以用来冷却物体。例如,运送需要冷冻的货物时,加入干冰。由于升华要吸热,干冰可以使货物保持低温。而且干冰不会使货物结霜或受潮。
卫生球利用了升华来驱虫。卫生球含萘,萘是在常温下就能升华的晶体,升华后的萘蒸气很容易被蠹和其它害虫闻到,从而起到驱虫的效果。
冷冻干燥法是使物品脱水的一种方法。有些物品在有水分的情况下容易腐败,所以需要脱水。先冷冻物品,再降低气压使冰升华,这就是冷冻干燥法。
有机化学实验中,升华常被用来提纯产物。比如从茶叶中提取咖啡因的实验中,提取物是粘稠的棕色混合物(咖啡因和多种有机杂质的混合物)。要从这种混合物中提纯咖啡因,需用升华法:把混合物放进陪替式培养皿,用滤纸盖住培养皿,再把盛有水的烧杯压在滤纸上(为了使滤纸盖得严实,也为了冷却),之后加热培养皿,五分钟后停止加热,会看到滤纸上出现白色结晶,即为纯净的咖啡因。这是由于在加热过程中,咖啡因升华了,之后在温度较低的滤纸上凝华成为结晶。杂质没有升华,所以留在了混合物中。合成二茂铁的实验中,粗产物以类似的方法加热从而使二茂铁升华再凝华。