La distillation est un procédé qui sépare un mélange de liquides ayant des points d'ébullition. Distillation est une technique utile dans les laboratoires de chimie, où les chimistes utilisent pour purifier un composé, et aussi dans l'industrie, en particulier dans l'industrie pétrochimique et de raffinage et dans la fabrication d'éthanol. Il est pour cette dernière que la distillation est le plus célèbre - boissons alcoolisées sont produites par un processus de distillation.
distillation simple
Si l'eau est placée dans un récipient fermé hermétiquement et laissé à évaporer, elle finira par atteindre un équilibre tel que la vapeur d'eau se condense tout aussi rapide que l'eau d'évaporation. La pression de la vapeur à cet équilibre est appelée la pression de vapeur. Pression de vapeur est différente pour les substances différentes et varie avec la température. Dans un mélange de deux liquides ayant des points d'ébullition, la vapeur aura plus du liquide qui est plus volatil, à savoir évapore plus facilement. Dans une simple distillation, le mélange liquide est chauffé et la vapeur monte à travers un tube et on le recueille et recondensée. Le liquide recondensé aura une concentration plus élevée du composant plus volatil que le mélange d'origine. Si les deux liquides dans le mélange original ont largement différents points d'ébullition, un processus d'évaporation et recondensation une seule étape est tout ce qui est nécessaire. Ce processus est appelé simple distillation.
Distillation fractionnée
La distillation fractionnée est similaire à une simple distillation, sauf le même processus est répété dans les cycles successifs. Chaque cycle produit un mélange plus riche en le composé plus volatil que le mélange avant qu'il ne. La distillation fractionnée est nécessaire lorsque les points des liquides dans le mélange original d'ébullition sont suffisamment proches les uns des autres que la distillation simple ne suffit pas pour purifier soit composé.
distillation sous vide
Certains liquides bouillent à des températures aussi élevées que simple distillation fractionnée ou en utilisant le procédé décrit ci-dessus ne serait pas pratique ou dangereux. La distillation sous vide, toutefois, propose une autre solution. Le point d'ébullition d'un liquide diminue lorsque la pression est réduite. Le point d'ébullition d'eau, par exemple, est inférieure à haute altitude qu'au niveau de la mer. En réduisant la pression dans le récipient, le point de liquides dans le mélange d'ébullition peut être réduite et le mélange est distillé à une température plus basse. Cette technique est appelée distillation sous vide.
distillation azéotropique
En raison des attractions intermoléculaires entre les molécules présentes dans le mélange, les mélanges peuvent présenter un point d'ébullition supérieur ou inférieur à l'autre de leurs composants. Un mélange de ce genre est appelé un azéotrope. Lorsque les liquides dans le évaporent azéotropique, la vapeur a la même composition que le mélange, de sorte azéotropes ne peuvent pas être distillée en utilisant les techniques décrites ci-dessus. Ils peuvent encore être distillés, cependant, mais seulement par l'un de plusieurs autres méthodes.
Dans la distillation extractive, un solvant qui se mélange librement avec un composant, mais pas l'autre est ajouté au mélange. Le nouveau mélange peut ensuite être séparé par distillation. Dans la distillation réactive, en revanche, un produit chimique qui réagit avec un agent, mais pas l'autre est ajouté, ce qui crée un nouveau mélange qui peut être séparé par distillation. Enfin, l'ajout de sels ioniques peut modifier les volatilités des composés dans le mélange d'une manière telle qu'ils peuvent être distillés. Ces trois techniques sont collectivement appelés distillation azéotropique.