Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Ulemperne ved simpel destillation

Ved simpel destillation opvarmes en blanding af væsker til den temperatur, ved hvilken en af ​​dets komponenter vil koge, derefter dampes fra den varme blanding opsamles og recondenseres i væske. Denne proces er hurtig og relativt ligetil, men der er mange slags blandinger, som ikke kan skilles ad denne vej og kræver en mere avanceret tilgang.

urenheder

Da blandingen i simpel destillation kun koges og recondensed en gang vil den endelige sammensætning af produktet passe til dampens sammensætning, hvilket betyder, at den kan indeholde signifikante urenheder. Jo tættere væskens kogepunkter i blandingen er, jo mere uren slutproduktet vil være. Følgelig anvendes simpel destillation typisk kun, hvis kogepunkterne i blandingsens komponenter adskilles med mindst 25 grader Celsius. Blandinger med tættere kogepunkter kan adskilles gennem fraktioneret destillation.

Azeotropiske blandinger

Blandinger af væsker kan i nogle tilfælde være udformet, at deres damp, når de er kogt, har samme sammensætning som blandingen sig selv. Disse kaldes azeotroper. Ethanol er måske det oftest citerede eksempel; en blanding af 95,6 procent ethanol og 4,4 procent vand vil faktisk koge ved en lavere temperatur end enten ethanol eller vand. Som følge heraf kan simpel destillation ikke ændre denne blandings sammensætning. Azeotropiske blandinger kan ikke adskilles ved fraktioneret destillation, og de kræver typisk også andre tilgange.

Energiforbrug

Opvarmning af væske eller blanding af væsker til kogning kræver meget energi. Hvis denne energi genereres ved brænding af fossile brændstoffer, vil det øge CO2-udledningen og muligvis gøre processen dyrere. For eksempel kræves betydelige input af fossile brændstoffer til destillation af ethanol. I laboratoriet udføres simpel destillation ofte med en anordning kaldet en rotor, der anvender vakuum for at reducere kogepunktet for en blanding. For store mængder kemikalier er denne form for tilgang imidlertid mindre praktisk.

Kemiske reaktioner

Opvarmning af en blanding til kogepunkt kan forårsage uønskede kemiske reaktioner, der kan opstå, hvilket kan være et problem, hvis du forsøger at isolere et bestemt produkt. Hvis du reagerede frisk hydrogenbromid med butadien ved 0 grader, ville du f.eks. Få en blanding, der indeholdt mere 3-brom-1-buten end 1-brom-2-buten. Opvarmning af blandingen vil imidlertid forårsage en anden reaktion, der ændrer sammensætningen af ​​blandingen, så du nu vil have mere 1-brom-2-buten end 3-brom-1-buten - hvilket kan være en ulempe, hvis du virkelig ønskede flere af sidstnævnte. Endvidere kan nogle forbindelser være varmefølsomme. Opvarmning af en blanding indeholdende nitroglycerin (dyanmit), for eksempel, ville være en meget uklog idé