Een azeotroop is een mengsel van vloeistoffen die zijn samenstelling en kookpunt behoudt tijdens distillatie. Het is ook bekend als een azeotroop mengsel of een constant kookpuntmengsel. Azeotropie treedt op wanneer een mengsel is gekookt om een damp te produceren die dezelfde samenstelling heeft als de vloeistof. De term is afgeleid van het voorvoegsel "a", wat "nee" betekent, en de Griekse woorden voor koken en draaien. Het woord werd voor het eerst gebruikt in een publicatie van de Engelse chemici John Wade (1864–1912) en Richard William Merriman in 1911.
Mengsels van vloeistoffen die onder geen enkele omstandigheid een azeotroop vormen, worden daarentegen zeotroop genoemd.
Azeotropen kunnen worden gecategoriseerd op basis van hun aantal bestanddelen, mengbaarheid of kookpunten:
Het koken van een 95% ethanoloplossing in water zal een damp produceren die 95% ethanol is. Destillatie kan niet worden gebruikt om hogere percentages ethanol te verkrijgen. Alcohol en water zijn mengbaar, dus elke hoeveelheid ethanol kan met elke hoeveelheid worden gemengd om een homogene oplossing te bereiden die zich gedraagt als een azeotroop.
Chloroform en water vormen daarentegen een heteroazeotroop. Een mengsel van deze twee vloeistoffen scheidt en vormt een toplaag die voornamelijk bestaat uit water met een kleine hoeveelheid opgeloste chloroform en een onderste laag die voornamelijk bestaat uit chloroform met een kleine hoeveelheid opgeloste stof water. Als de twee lagen samen worden gekookt, kookt de vloeistof lager temperatuur dan het kookpunt van water of chloroform. De resulterende damp zal bestaan uit 97% chloroform en 3% water, ongeacht de verhouding in de vloeistoffen. Door deze damp te condenseren ontstaan lagen met een vaste samenstelling. De bovenste laag van het condensaat is goed voor 4,4% van het volume, de onderste laag voor 95,6% van het mengsel.
Aangezien fractionele destillatie niet kan worden gebruikt om componenten van een azeotroop te scheiden, moeten andere methoden worden gebruikt: