Înțelegeți principiile distilării
Dorling Kindersley/Getty Images
- Ph.D., Științe biomedicale, Universitatea din Tennessee la Knoxville
- B.A., Fizică și matematică, Colegiul Hastings
Distilarea este un proces important de separare în chimie, industrie și știința alimentelor. Iată definiția distilării și o privire asupra tipurilor de distilare și a utilizărilor sale.
Chei de luat masa: Distilare
- Distilarea este procesul de separare a componentelor unui amestec pe baza diferitelor puncte de fierbere.
- Exemple de utilizări ale distilării includ purificarea alcoolului, desalinizarea, rafinarea țițeiului și obținerea gazelor lichefiate din aer.
- Oamenii folosesc distilarea de cel puțin 3000 î.Hr. în valea Indusului.
Definiția distilării
Distilarea este o metodă larg utilizată pentru separarea amestecurilor pe baza diferențelor în condițiile necesare schimbării fazei componentelor amestecului. Pentru a separa un amestec de lichide, lichidul poate fi încălzit pentru a forța componentele, care au puncte de fierbere diferite, în faza gazoasă. Gazul este apoi condensat înapoi sub formă lichidă și colectat. Repetarea procesului pe lichidul colectat pentru a îmbunătăți puritatea produsului se numește dublă distilare. Deși termenul este cel mai frecvent aplicat lichidelor, procesul invers poate fi utilizat pentru separarea gazelor prin lichefierea componentelor folosind modificări de temperatură și/sau presiune.
O plantă care efectuează distilare se numește distilerie. Aparatul folosit pentru efectuarea distilării se numește alambic.
Istorie
Cele mai vechi dovezi cunoscute ale distilării provin de la un aparat de distilare din teracotă datând din 3000 î.Hr., în valea Indusului din Pakistan. Se știa că distilarea este folosită de babilonienii din Mesopotamia. Inițial, se crede că distilarea a fost folosită pentru a produce parfumuri. Distilarea băuturilor a avut loc mult mai târziu. Chimistul arab Al-Kindi a distilat alcool în secolul al IX-lea Irag. Distilarea băuturilor alcoolice apare frecvent în Italia și China începând cu secolul al XII-lea.
Utilizări ale distilării
Distilarea este utilizată pentru multe procese comerciale, cum ar fi producția de benzină, apă distilată, xilen, alcool, parafină, kerosen și multe alte lichide. Gazul poate fi lichefiat și separat. De exemplu: azotul, oxigenul și argonul sunt distilate din aer.
Tipuri de distilare
Tipurile de distilare includ distilarea simplă, distilarea fracționată (diferite „fracțiuni” volatile sunt colectate pe măsură ce sunt produse) și distilarea distructivă (de obicei, un material este încălzit astfel încât să se descompună în compuși pentru colectare).
Distilare simplă
Distilarea simplă poate fi utilizată atunci când punctele de fierbere a două lichide sunt semnificativ diferite unele de altele sau pentru a separa lichidele de solide sau componente nonvolatile. În distilarea simplă, un amestec este încălzit pentru a schimba componenta cea mai volatilă dintr-un lichid în vapori. Aburul crește și trece într-un condensator. De obicei, condensatorul este răcit (de exemplu, prin curgerea apei reci în jurul său) pentru a favoriza condensarea vaporilor, care sunt colectați.
Distilarea cu abur
Distilarea cu abur este utilizată pentru separarea componentelor sensibile la căldură. La amestec se adaugă abur, provocând o parte din vaporizare. Acest vapor este răcit și condensat în două fracții lichide. Uneori fracțiile sunt colectate separat sau pot avea valori de densitate diferite, deci se separă singure. Un exemplu este distilarea cu abur a florilor pentru a produce ulei esențial și un distilat pe bază de apă.
Distilație fracțională
Distilarea fracționată este utilizată atunci când punctele de fierbere ale componentelor unui amestec sunt apropiate unele de altele, așa cum se determină folosind legea lui Raoult. O coloană de fracționare este utilizată pentru a separa componentele utilizate o serie de distilări numite rectificare. În distilarea fracționată, un amestec este încălzit, astfel încât vaporii cresc și intră în coloana de fracționare. Pe măsură ce vaporii se răcesc, se condensează pe materialul de ambalare al coloanei. Căldura vaporilor în creștere face ca acest lichid să se vaporizeze din nou, mișcându-l de-a lungul coloanei și obținând în cele din urmă un eșantion de puritate mai mare al componentei mai volatile a amestecului.
Distilarea sub vid
Distilarea sub vid este utilizată pentru a separa componentele care au puncte de fierbere ridicate. Scăderea presiunii aparatului scade și punctele de fierbere. În caz contrar, procesul este similar cu alte forme de distilare. Distilarea sub vid este deosebit de utilă atunci când punctul normal de fierbere depășește temperatura de descompunere a unui compus.