공비란 함께 끓는 혼합물로 2가지 이상의 액체가 함께 끓을 때 일정한 온도에서 용액과 증기의 성분비가 같아지는 것을 말하며,

그 끓는 온도를 공비점이라고 한다.

예를 들면, Ethanol의 끓는점은 78.4℃이다. 그리고 95.5 w/w%의 끓는 점은 78.1℃ 이다. (위키피디아 참고)

95.5%의 ethanol이 끓으면 증기와 잔유물의 혼합비를 살펴보면 95.5%로 동일하다.

▲ 에탄올과 메탄올

그렇다고 모든 액체가 공비가 되는 것은 아니다. Ethanol 과 구조적으로 유사한 methanol의 경우 공비가 되지 않는다. 물과 잘 섞이는 특징을 가지지만 끓을 때에는 함께 끓지 않는다는 것이다. 반면, 톨루엔(Toluene)과 물의 경우 섞이지 않는 특징을 가진다. 하지만 이 두물질은 공비혼합물이다. 각각의 b.p(boiling point) 110.8℃, 100℃의 특징을 가지지만 함께 끓었을 땐 84.1℃에서 증류가 된다. 톨루엔/물의 이러한 특성을 이용하여 합성실험에 많이 이용한다. 이것을 “Dean-Stark” 이라고 하며 다음에 실험파트에서 좀 더 심도 있게 다뤄 볼 예정이다.

참고로 dean-stark 장치에 관해서는 ㈜코리아사이언스(KOLAB)에서 전문적으로 판매를 하고 있으니 언제든지 문의 가능하다.

우리가 흔히 접할 수 있는 술은 에탄올(ethanol)과 물(H2O)로 이뤄져 있는데 이 두 물질은 공비 혼합물이다. 그래서 증류를 통해서는 순수한 물과 에탄올을 분리할 수 없다. 그 말은 즉, 소주를 일반적인 증류방법으로 증류한다고 해서 위스키가 될 수 없는 것이다. 하지만 우리 주변에는 다양한 증류주가 있다. 이러한 증류주는 압력 또는 온도를 조절하여 상압증류, 감압 증류를 통해 만드는 것이 가능하다. 술의 증류에 대해서는 다음에 다뤄보도록 하겠다.