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 den til at rense en forbindelse og også i industrien, især inden for den petrokemiske og raffineringsindustri og til fremstilling af ethanol. Det er for dette sidste, destillation er mest berømt - alkoholiske drikkevarer produceres gennem en destillationsproces.
Simpel destillation

Hvis vand anbringes i en forseglet beholder og får lov til at fordampe, når det til sidst en ligevægt, således at vanddampen kondenserer lige så hurtigt som vandet fordamper. Damptrykket ved denne ligevægt kaldes damptrykket. Damptrykket er forskelligt for forskellige stoffer og varierer med temperaturen. I en blanding af to væsker med forskellige kogepunkter vil dampen have mere af den væske, der er mere flygtig, dvs. fordampes lettere. Ved simpel destillation opvarmes væskeblandingen, og dampen stiger gennem et rør og opsamles og rekondenseres. Den rekondenserede væske vil have en højere koncentration af den mere flygtige komponent end den originale blanding. Hvis de to væsker i den oprindelige blanding har vidt forskellige kogepunkter, er en et-trins fordampnings- og rekondensationsproces alt, hvad der er nødvendigt. Denne proces kaldes enkel destillation.
Fraktionsdestillation

Fraktionsdestillation ligner simpel destillation, bortset fra at den samme proces gentages i successive cykler. Hver cyklus producerer en blanding rigere på den mere flygtige forbindelse end den blanding der før. Fraktioneret destillation er nødvendigt, når kogepunkterne for væskerne i den originale blanding er tæt nok på hinanden til, at simpel destillation ikke er nok til at rense en af forbindelserne.
Vacuum Destillation

Nogle væsker koges ved så høje temperaturer at simpel eller fraktioneret destillation ved anvendelse af fremgangsmåden beskrevet ovenfor ville være upraktisk eller farlig. Vakuumdestillation tilbyder imidlertid et andet alternativ. Væskets kogepunkt falder, når trykket reduceres. Vandkogepunktet er for eksempel lavere i 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.
Azeotropisk destillation

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

Ved ekstraktionsdestillation tilsættes et opløsningsmiddel, der vil blandes frit med den ene komponent, men ikke den anden, til blandingen. Den nye blanding kan derefter adskilles ved destillation. Ved reaktiv destillation tilsættes derimod et kemikalie, der reagerer med det ene middel, men ikke det andet, hvilket skaber en ny blanding, der kan separeres ved destillation. Endelig kan tilsætning af ioniske salte ændre flygtigheden af forbindelserne i blandingen på en sådan måde, at de kan destilleres. Disse tre teknikker kaldes samlet azeotrop destillation.