ENKEL DESTILLASJON: PROSESS OG EKSEMPLER - KJEMI - 2026

Den enkle destillasjonen er en prosess der dampene som produseres fra en væske føres direkte til en kondensator, hvor lav temperatur damp og kondensering.

Den brukes til å skille en flyktig komponent fra de ikke-flyktige komponentene som er tilstede i en væske. Det brukes også til separasjon av to væsker som er tilstede i en løsning med veldig forskjellige kokepunkter.

Grunnleggende oppsett av en enkel destillasjon. Kilde: Pixabay

Enkel destillasjon er ikke en effektiv metode for separasjon av to flyktige væsker til stede i en løsning. Når temperaturen på den øker ved å tilføre varme, øker også molekylenes kinetiske energi, noe som gjør at de kan overvinne samholdskraften mellom dem.

Flyktige væsker begynner å koke når damptrykket deres tilsvarer det ytre trykket som utøves på overflaten av løsningen. Begge væskene bidrar til sammensetningen av den dannede dampen, og tilstedeværelsen av den mer flyktige væsken er større; det vil si den med laveste kokepunkt.

Derfor utgjør den mer flyktige væsken det meste av det dannede destillatet. Prosessen blir gjentatt inntil en ønsket renhet eller høyest mulig konsentrasjon er nådd.

Enkel destillasjonsprosess

Ved enkel destillasjon økes temperaturen på en løsning til den koker. I det øyeblikket skjer overgangen mellom væske til gassformige tilstander. Dette observeres når en konstant bobling begynner i løsningen.

Utstyr

Utstyret for enkel destillasjon består vanligvis av en brenner eller et varmeteppe (se bilde); en rund ildfast glassflaske med en malt glassmunn for å tillate kobling; og noen glassperler (noen bruker en trepinne) for å redusere størrelsen på de dannede boblene.

Glassperlene tjener som bobledannende kjerner, som lar væsken koke sakte, og unngår overoppheting som resulterer i dannelse av en slags gigantiske bobler; til og med i stand til å utvise en væskemasse fra destillasjonskolben.

Festet til kolbenes munn er en ildfast glassadapter med tre munner, som er laget av malt glass. Den ene nakken er festet til destillasjonskolben, en andre hals er festet til kondensatoren, og den tredje halsen lukket ved bruk av en gummipropp.

På bildet mangler festet denne adapteren; og i stedet plasseres termometeret og en direkte kontakt til kondensatoren gjennom den samme gummiproppen.

kondensator

Kondensatoren er en enhet designet for å oppfylle funksjonen som navnet indikerer: for å kondensere dampen som beveger seg gjennom den. Gjennom den øvre munnen er den koblet til adapteren, og gjennom den nedre munnen er den koblet til en ballong der destillasjonsproduktene blir samlet.

Når det gjelder bildet, bruker de (selv om det ikke alltid er riktig) en gradert sylinder for å måle destillert volum på en gang.

Vannet som sirkulerer gjennom den ytre kappen til kondensatoren, kommer inn gjennom den nedre delen og kommer ut gjennom den øvre delen. Dette sikrer at kondensatortemperaturen er lav nok til å tillate kondensering av dampene som produseres i destillasjonskolben.

Alle delene som utgjør destillasjonsapparatet er festet med klips koblet til en metallstøtte.

Et volum av løsningen som skal underkastes destillasjon, plasseres i den runde kolben med en passende kapasitet.

Riktig tilkobling gjøres ved hjelp av grafitt eller fett for å sikre effektiv tetting, og oppvarming av løsningen begynner. Samtidig begynner passering av vann gjennom kondensatoren.

Oppvarming

Når destillasjonskolben blir oppvarmet, observeres en økning i temperaturen på termometeret, inntil et punkt er nådd der temperaturen forblir konstant. Dette er fortsatt selv om oppvarmingen fortsetter; med mindre all flyktig væske har fordampet fullstendig.

Forklaringen på denne oppførselen er at kokepunktet for komponenten med det laveste kokepunktet for væskeblandingen er nådd, der dens damptrykk tilsvarer det ytre trykket (760 mm Hg).

På dette tidspunktet blir all varmeenergi brukt i endringen fra væsketilstanden til den gassformige tilstanden som innebærer utløpet av væskens intermolekylære kohesjonskraft. Derfor oversetter tilførselen av varme ikke til en økning i temperaturen.

Det flytende produktet fra destillasjonen samles i riktig merkede kolber, hvis volum vil avhenge av volumet som opprinnelig ble plassert i destillasjonskolben.

eksempler

Destillasjon av vann og alkohol

Du har en 50% alkohol i vannløsning. Når du vet at kokepunktet for alkohol er 78,4 ° C og kokepunktet for vann er omtrent 100 ° C, kan man da oppnå en ren alkohol med et enkelt destillasjonstrinn? Svaret er nei.

Ved å varme opp alkohol-vann-blandingen oppnås først kokepunktet for den mest flyktige væsken; i dette tilfellet alkohol. Dampen som dannes vil ha en høyere andel av alkoholen, men det vil også være en høy tilstedeværelse av vann i dampen, siden kokepunktene er like.

Væsken som samles opp fra destillasjonen og kondensasjonen vil ha en alkoholprosent større enn 50%. Hvis denne væsken blir utsatt for påfølgende destillasjoner, kan en konsentrert alkoholoppløsning oppnås; men ikke rent, siden dampene vil fortsette å dra vann til en viss sammensetning, og danne det som er kjent som en azeotrope

Det flytende produktet ved gjæring av sukker har en alkoholprosent på 10%. Denne konsentrasjonen som kan bringes til 50%, som for whisky, ved enkel destillasjon.

Flytende-fast separasjon

En løsning av et salt i vann består av en væske som kan flyktiggjøres og en ikke-flyktig forbindelse med høyt kokepunkt: salt.

Ved å destillere løsningen kan man oppnå rent vann i kondensasjonsvæsken. I mellomtiden, i bunnen av destillasjonskolben, vil saltene sette seg.

Alkohol og glyserin

Det er en blanding av etylalkohol, med et kokepunkt på 78,4 ºC, og glyserin, med et kokepunkt på 260 ºC. Når den blir utsatt for enkel destillasjon, vil den dannede dampen ha en veldig høy prosentandel alkohol, nær 100%.

Derfor vil det oppnås en destillert væske med en prosentandel alkohol, lignende som for damp. Dette skjer fordi kokepunktene for væsker er veldig forskjellige.

referanser

1. Claude Yoder. (2019). Destillasjon. Kablet kjemi. Gjenopprettet fra: wiredchemist.com
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utg.). CENGAGE Læring.
3. Dragani, Rachelle. (17. mai 2018). Tre eksempler på enkle destillasjonsblandinger. Sciencing. Gjenopprettet fra: sciencing.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2. januar 2019). Hva er destillasjon? Definisjon av kjemi. Gjenopprettet fra: thoughtco.com
5. Dr. Welder. (SF). Enkel destillasjon. Gjenopprettet fra: dartmouth.edu
6. Universitetet i Barcelona. (SF). Destillasjon. Gjenopprettet fra: ub.edu