Un azéotrope est un mélange de liquides qui maintient sa composition et son point d'ébullition pendant distillation. Il est également connu comme un mélange azéotropique ou un mélange à point d'ébullition constant. L'azéotropie se produit lorsqu'un mélange est bouilli pour produire une vapeur qui a la même composition que le liquide. Le terme est dérivé en combinant le préfixe «a», signifiant «non», et les mots grecs pour bouillir et tourner. Le mot a été utilisé pour la première fois dans une publication des chimistes anglais John Wade (1864-1912) et Richard William Merriman en 1911.
En revanche, les mélanges de liquides qui ne forment en aucun cas un azéotrope sont appelés zéotropes.
Les azéotropes peuvent être classés en fonction de leur nombre de constituants, de leur miscibilité ou de leurs points d'ébullition:
Faire bouillir une solution d'éthanol à 95% dans l'eau produira une vapeur qui est de l'éthanol à 95%. La distillation ne peut pas être utilisée pour obtenir des pourcentages plus élevés d'éthanol. L'alcool et l'eau étant miscibles, toute quantité d'éthanol peut être mélangée à n'importe quelle quantité pour préparer une solution homogène qui se comporte comme un azéotrope.
Le chloroforme et l'eau, d'autre part, forment un hétéroazéotrope. Un mélange de ces deux liquides se séparera, formant une couche supérieure composée principalement d'eau avec une petite quantité de chloroforme dissous et une couche inférieure composée principalement de chloroforme avec une petite quantité de l'eau. Si les deux couches sont bouillies ensemble, le liquide bouillira à une température inférieure Température que le point d'ébullition de l'eau ou du chloroforme. La vapeur résultante sera constituée de 97% de chloroforme et de 3% d'eau, quel que soit le rapport dans les liquides. La condensation de cette vapeur se traduira par des couches qui présentent une composition fixe. La couche supérieure du condensat représentera 4,4% du volume, tandis que la couche inférieure représentera 95,6% du mélange.
Étant donné que la distillation fractionnée ne peut pas être utilisée pour séparer les composants d'un azéotrope, d'autres méthodes doivent être utilisées: