Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Typer af destillation

Destillation er en procedure, der adskiller en blanding af væsker med forskellige kogepunkter. Destillation er en nyttig teknik i kemi laboratorier, hvor kemikere bruger det til at rense en forbindelse, og også i industrien, især i petrokemiske og raffinering industri og i fremstilling af ethanol. Det er for det sidste, at destillation er mest berømt - alkoholholdige drikkevarer fremstilles ved destillation.

Enkel destillation

Hvis vand er anbragt i en lukket beholder og får lov til at fordampe vil i sidste ende nå en ligevægt, således at vanddampen kondenserer lige så hurtigt som vandet fordamper. Trykket af dampen ved denne ligevægt kaldes damptrykket. Damptryk er forskelligt for forskellige stoffer og varierer med temperatur. I en blanding af to væsker med forskellige kogepunkter vil dampen have mere af væsken, som er mere flygtig, dvs. inddampes lettere. Ved simpel destillation opvarmes væskeblandingen, og dampen stiger gennem et rør og opsamles og recondenseres. Den recondensed væske vil have en højere koncentration af den mere flygtige komponent end den oprindelige blanding. Hvis de to væsker i den oprindelige blanding har meget forskellige kogepunkter, er en enkelt-fordampnings- og recondenseringsproces alt, hvad der er nødvendigt. Denne proces kaldes simpel destillation.

Fraktionel destillation

Fraktionel destillation svarer til simpel destillation, medmindre den samme proces gentages i efterfølgende cykler. Hver cyklus producerer en blanding rigere i den mere flygtige forbindelse end blandingen før den. Brøkdestillation er nødvendig, når kogepunkterne i væskerne i den oprindelige blanding er tæt nok til hinanden, at simpel destillation ikke er tilstrækkelig til at rense enten en forbindelse.

Vakuumdestillation

Visse væsker koger ved sådanne høje temperaturer, at enkel eller fraktioneret destillation ved anvendelse af den ovenfor beskrevne proces ville være upraktisk eller farlig. Vakuumdestillation tilbyder dog et andet alternativ. Kogepunktet for en væske falder, når trykket er reduceret. Vandkogepunktet er for eksempel lavere ved høj højde end ved havniveau. Ved at reducere trykket i beholderen kan kogepunktet for væskerne i blandingen reduceres, og blandingen destilleres ved en lavere temperatur. Denne teknik kaldes vakuumdestillation.

Azeotrop destillation

På grund af de intermolekylære attraktioner mellem molekyler i blandingen kan blandinger have et højere eller lavere kogepunkt end nogen af ​​deres komponenter. En blanding af denne art kaldes en azeotrop. Når væskerne i azeotropen inddampes, har dampen samme sammensætning som blandingen, så azeotroper kan ikke destilleres ved anvendelse af de ovenfor beskrevne teknikker. De kan stadig destilleres, men kun gennem en af ​​flere andre metoder.

Ved ekstraktionsdestillation tilsættes et opløsningsmiddel, der blandes frit med en komponent, men ikke det andet til blandingen. Den nye blanding kan derefter separeres ved destillation. I reaktiv destillation tilføjes derimod et kemikalie, der reagerer med et middel, men ikke det andet, hvilket skaber en ny blanding, som kan separeres ved destillation. Endelig kan tilsætning af ioniske salte ændre volatiliteten af ​​forbindelserne i blandingen på en sådan måde, at de kan destilleres. Disse tre teknikker kaldes kollektivt azeotropisk destillation.