JEDNOSTAVNA DESTILACIJA: POSTUPAK I PRIMJERI - KEMIJA - 2026

Jednostavan destilacija je postupak u kojem su proizvedeni pare iz tekućine dovede izravno do kondenzatora, gdje niske temperature pare i kondenzacije.

Koristi se za odvajanje isparljivih komponenata od nehlapljivih komponenti prisutnih u tekućini. Koristi se i za odvajanje dviju tekućina u otopini s vrlo različitim vrelištima.

Osnovno postavljanje jednostavne destilacije. Izvor: Pixabay

Jednostavna destilacija nije učinkovita metoda za odvajanje dviju isparljivih tekućina u otopini. Kada se njegova temperatura povećava opskrbljivanjem topline, povećava se i kinetička energija molekula, što im omogućuje da nadvladaju kohezijsku silu među njima.

Hlapive tekućine počinju ključati kad je njihov tlak pare jednak vanjskom tlaku na površini otopine. Obje tekućine doprinose sastavu nastale pare, a veća je hlapljiva tekućina; to jest onaj s najnižom točkom ključanja.

Stoga više isparljiva tekućina čini većinu formiranog destilata. Postupak se ponavlja sve dok se ne postigne željena čistoća ili najveća moguća koncentracija.

Jednostavan postupak destilacije

Jednostavnom destilacijom temperatura otopine povećava se dok ne zavre. U tom trenutku dolazi do prijelaza između tekućeg u plinovita stanja. To se primjećuje kada u otopini započne stalno mjehuriće.

Oprema

Oprema za jednostavnu destilaciju obično se sastoji od plamenika ili grijaćeg pokrivača (vidi sliku); okrugla vatrostalna staklena tikvica s ustima od brušenog stakla kako bi se omogućilo njeno spajanje; a neke staklene kuglice (neke koriste drveni štap) za smanjenje veličine formiranih mjehurića.

Staklene kuglice služe kao jezgre koje stvaraju mjehuriće, a koje omogućuju tekućini da ključa sporo, izbjegavajući pregrijavanje što rezultira stvaranjem vrste divovskih mjehurića; čak je sposobna izbaciti masu tekućine iz tikvice za destilaciju.

Na ustima tikvice pričvršćen je vatrostalni stakleni adapter s tri usta, izrađen od mljevenog stakla. Jedan vrat je pričvršćen na tikvicu za destilaciju, drugi vrat pričvršćen je za kondenzator, a treći vrat zatvara se gumenim čepom.

Na slici, nosaču nedostaje ovaj adapter; i umjesto toga, termometar i izravni priključak na kondenzator postavljaju se kroz isti gumeni čep.

Kondenzator

Kondenzator je uređaj dizajniran da ispuni funkciju koja mu naziv govori: da kondenzira paru koja se kreće kroz njega. Kroz gornja usta spojena je s adapterom, a kroz donja usta spojena je s balonom na kojem se sakupljaju proizvodi destilacije.

U slučaju slike koriste (iako to nije uvijek ispravno) graduirani cilindar, za odmjeravanje volumena destilirane odjednom.

Voda koja cirkulira vanjskim omotačem kondenzatora, ulazi u nju kroz donji dio i izlazi kroz gornji dio. Time se osigurava da je temperatura kondenzatora dovoljno niska da bi omogućila kondenzaciju para koje se stvaraju u tikvici za destilaciju.

Svi dijelovi koji čine aparat za destilaciju učvršćeni su kopčama spojenim na metalni nosač.

Volumen otopine koja se podvrgava destilaciji stavlja se u okruglu tikvicu odgovarajućeg kapaciteta.

Pravilnim vezama se vrši grafit ili mast kako bi se osiguralo učinkovito brtvljenje, a zagrijavanje otopine započinje. Istovremeno započinje prolazak vode kroz kondenzator.

Grijanje

Kako se tikvica za destilaciju zagrijava, primjećuje se porast temperature na termometru, sve dok se ne postigne tačka u kojoj temperatura ostaje konstantna. To ostaje čak i ako se grijanje nastavi; osim ako je sva isparljiva tekućina u potpunosti isparila.

Objašnjenje takvog ponašanja je da je dostignuta vrelište komponente s najnižom točkom ključanja tekuće smjese, u kojoj je njezin parni tlak jednak vanjskom tlaku (760 mm Hg).

U ovom se trenutku sva toplinska energija troši u promjeni iz tekućeg u plinovito stanje što uključuje isticanje međumolekulske kohezijske sile tekućine. Stoga se opskrba toplinom ne prevodi u povećanje temperature.

Tekući produkt destilacije sakuplja se u pravilno označene tikvice, čija će količina ovisiti o volumenu prvobitno stavljenom u tikvicu za destilaciju.

Primjeri

Destilacija vode i alkohola

Imate 50% alkohol u vodenoj otopini. Znajući da je vrelište alkohola 78,4 ° C, a točka vrenja vode otprilike 100 ° C, da li se onda čisti alkohol može dobiti jednostavnim korakom destilacije? Odgovor je ne.

Zagrijavanjem smjese alkohol-voda prvotno se postiže tačka ključanja naj isparljivije tekućine; u ovom slučaju alkohol. Para koja se formira imat će veći udio alkohola, ali također će biti prisutna velika količina vode u pari, jer su vrelišta slična.

Tekućina sakupljena destilacijom i kondenzacijom će imati postotak alkohola veći od 50%. Ako se ta tekućina podvrgne uzastopnim destilacijama, može se postići koncentrirana otopina alkohola; ali ne čista, jer će pare i dalje vući vodu do određenog sastava, tvoreći ono što je poznato kao azeotrop

Tekući produkt fermentacije šećera ima udio alkohola od 10%. Ova koncentracija koja se može dovesti do 50%, kao u slučaju viskija, jednostavnom destilacijom.

Odvajanje tekućina-kruta tvar

Otopina soli u vodi sastoji se od tekućine koja se može ispariti i nehlapljivog spoja s visokom tačkom ključanja: soli.

Destilacijom otopine može se dobiti čista voda u kondenzacijskoj tekućini. U međuvremenu, na dnu tikvice za destilaciju soli će se taložiti.

Alkohol i glicerin

Postoji mješavina etilnog alkohola, s vrelištem 78,4ºC i glicerinom, s vrelištem 260 ° C. Kada se podvrgne jednostavnoj destilaciji, nastala para će imati vrlo visok postotak alkohola, blizu 100%.

Stoga će se dobiti destilirana tekućina s postotkom alkohola, sličnim onom pare. To se događa jer su vrelišta tekućine vrlo različita.

Reference

1. Claude Yoder. (2019). Destilacija. Žičana kemija. Oporavak od: wiredchemist.com
2. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje.
3. Dragani, Rachelle. (17. svibnja 2018.). Tri primjera jednostavnih destilacijskih smjesa. Sciencing. Oporavilo od: sciaching.com
4. Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (02. siječnja 2019.). Što je destilacija? Definicija kemije. Oporavilo od: misel.com
5. Dr Welder. (SF). Jednostavna destilacija. Oporavak od: dartmouth.edu
6. Sveučilište u Barceloni. (SF). Destilacija. Oporavak od: ub.edu