Les inconvénients de la distillation simple

En distillation simple, un mélange de liquides est chauffé à la température à laquelle l'un de ses composants va bouillir, puis la vapeur du mélange chaud est collectée et recondensée en liquide. Ce processus est rapide et relativement simple, mais il existe de nombreux types de mélanges qui ne peuvent pas être séparés de cette manière et nécessitent une approche plus avancée.

Étant donné que le mélange en distillation simple n'est bouilli et recondensé qu'une seule fois, la composition finale de le produit correspondra à la composition de la vapeur, ce qui signifie qu'il peut contenir des impuretés importantes. Plus les points d'ébullition des liquides du mélange sont proches, plus le produit final sera impur. Par conséquent, la distillation simple n'est généralement utilisée que si les points d'ébullition des composants du mélange sont séparés d'au moins 25 degrés Celsius. Les mélanges avec des points d'ébullition plus proches peuvent être séparés par distillation fractionnée.

Dans certains cas, des mélanges de liquides peuvent être constitués de telle sorte que, lorsqu'ils sont bouillis, leur vapeur a la même composition que le mélange lui-même. Ceux-ci sont appelés azéotropes. L'éthanol est peut-être l'exemple le plus souvent cité; un mélange de 95,6 pour cent d'éthanol et de 4,4 pour cent d'eau bouillira en fait à une température inférieure à celle de l'éthanol ou de l'eau. Par conséquent, une simple distillation ne peut pas modifier la composition de ce mélange. Les mélanges azéotropiques ne peuvent pas non plus être séparés par distillation fractionnée et nécessitent généralement d'autres approches.

Chauffer un liquide ou un mélange de liquides à ébullition demande beaucoup d'énergie. Si cette énergie est générée en brûlant des combustibles fossiles, elle augmentera les émissions de carbone et rendra peut-être le processus plus coûteux. Des apports considérables de combustibles fossiles, par exemple, sont nécessaires pour distiller l'éthanol. En laboratoire, une simple distillation est souvent effectuée avec un appareil appelé rotovap, qui applique le vide pour réduire le point d'ébullition d'un mélange. Pour de grandes quantités de produits chimiques, cependant, ce type d'approche est moins pratique.

Le chauffage d'un mélange jusqu'au point d'ébullition peut provoquer des réactions chimiques indésirables, ce qui peut être un problème si vous essayez d'isoler un produit spécifique. Si vous faites réagir du bromure d'hydrogène frais avec du butadiène à 0 degré, par exemple, vous obtiendrez un mélange contenant plus de 3-bromo-1-butène que de 1-bromo-2-butène. Cependant, chauffer le mélange provoquerait une autre réaction, modifiant la composition du mélange de sorte que maintenant vous aurait plus de 1-bromo-2-butène que de 3-bromo-1-butène - ce qui pourrait être un inconvénient si vous vouliez vraiment plus de dernier. De plus, certains composés peuvent être sensibles à la chaleur. Chauffer un mélange contenant de la nitroglycérine (dyanmite), par exemple, serait une idée très imprudente.