Conţinut
Distilarea este procesul de separare a două sau mai multor lichide pe baza diferențelor în punctele lor de fierbere. Cu toate că punctele de fierbere ale lichidelor sunt foarte similare, separarea prin distilare normală devine ineficientă sau imposibilă. Distilarea fracțională este un proces de distilare modificat care permite separarea lichidelor cu puncte de fierbere similare.
Puncte de fierbere
Punctul de fierbere al unui lichid este temperatura la care se transformă în vapori. Lichidele își păstrează punctul de fierbere caracteristic chiar și atunci când sunt amestecate cu alte lichide. Aceasta reprezintă principiul de bază al distilării --- că lichidele pot fi separate prin transformarea lichidului cu cel mai mic punct de fierbere în vapori, apoi transformarea vaporilor înapoi în starea lichidă după ce a fost transferată într-un recipient separat.
Distilare
În procesul de distilare, amestecul lichid este plasat într-un balon de fierbere, care este conectat la o coloană de răcire numită condensator, al cărui capăt opus este conectat la un balon receptor. Condensatorul este așezat orizontal cu o ușoară pantă descendentă, astfel încât vaporii care ajung în condensator și sunt transformați înapoi în lichid pot fi colectați în balonul receptor. Departamentul de chimie de la Wake Forest College oferă o diagramă a amenajării. La finalizarea distilării, lichidul de fierbere cel mai scăzut se termină în balonul de primire (și se numește „distilat”), iar lichidul de fierbere mai mare rămâne în balonul de fierbere.
Distilație fracțională
O configurație de distilare fracționată include o coloană suplimentară care se așează vertical deasupra vasului de fierbere și la care este conectat condensatorul. Scopul său este de a crește distanța pe care trebuie să o parcurgă vaporii pentru a ajunge la condensator. Coloanele sunt de obicei împachetate cu margele de sticlă sau bucăți de ceramică pentru a crește suprafața cu care vaporii trebuie să intre în contact cu transportul în condensator.
În timpul distilării normale, o cantitate substanțială din lichidul cu fierbere mai mare va vaporiza și transporta în balonul de colectare, devenind în esență o impuritate în produsul distilat. Acest lucru este deosebit de problematic atunci când lichidele care sunt separate au puncte de fierbere similare. Cu cât suprafața este mai mare în contact cu lichidul cu fierbere mai mare pe parcurs, cu atât este mai probabil să se condenseze înapoi la un lichid și să se întoarcă în balonul de fierbere. Distilarea fracțională folosește această suprafață crescută pentru a îmbunătăți eficiența distilării.
utilizări
Cele două aplicații principale ale distilării fracționate sunt rafinarea uleiului brut și fabricarea băuturilor spirtoase (băuturi alcoolice).
Petrolul brut conține numeroase substanțe chimice diferite, multe dintre ele având puncte de fierbere similare. Refinăriile separă aceste substanțe chimice prin fierbere în diferite produse. Fracțiile cu fierbere inferioară devin gaz petrolier sau benzină, fracțiile cu fierbere intermediară devin ulei de combustibil, motorină sau kerosen, iar fracțiile cu fierbere mai mare devin ceară de parafină sau asfalt.
Fermentarea zaharurilor în alcool se oprește atunci când conținutul de alcool se apropie de 13%, deoarece drojdia nu poate supraviețui la concentrații mai mari de alcool. Punctele de fierbere a alcoolului (78,5 grade Celsius) și a apei (100 grade Celsius) sunt suficient de similare încât distileriile trebuie să folosească distilarea fracționată pentru a concentra alcoolul la aproximativ 50 la sută (care este apoi numit „spirt”).
Fapt amuzant
Procesul de distilare la o rafinărie de petrol consumă 2 barili de ulei în energie pentru fiecare 100 de barili de ulei rafinat.