עקרונות זיקוק קיטור

זיקוק קיטור מסיר מזהמים מהמים כדי להפוך אותם לאינרטיים במהותם. מעבדות וטכנאים משתמשים במים מזוקקים מסיבה זו, מכיוון שהם אינם מוסיפים דבר לרכיב הנבדק. במים מזוקקים אין שום מינרלים, מה שהופך אותם ללא מתאימים לשתייה, אך טובים לאקווריומים, הפקת שמנים אתרים, ניסויים מדעיים ועוד.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

תהליך זיקוק הקיטור מפריד בין חומרי התערובת באמצעות אידוי, אשר כרוך בעיבוי את האדים חזרה לנוזל, תוך ניצול העובדה שלאלמנטים או תרכובות שונות יש נקודות רתיחה שונות. יש לו שימושים רחבים, מטיהור מים להפקת שמנים מחומרים אורגניים וזיקוק נפט גולמי.

טכניקות זיקוק מסורתיות דורשות חימום ישיר של התערובת בכדי לאדות את תוכנה. אמנם זה עובד היטב עבור רוב הפתרונות האורגניים וכמה אורגניים, אך ישנם אורגניים רבים תרכובות שמתפרקות בטמפרטורות גבוהות, כולל שמנים אתריים טבעיים רבים וארומטיים תרכובות. כדי להבטיח כי התרכובות האורגניות הנדרשות לא נהרסות במהלך זיקוק הקיטור, טכנאים מזקקים תרכובות אלה בטמפרטורות נמוכות יותר.

למשטח החומר יש מולקולות אנרגיה גבוהות במגע עם האטמוספירה, המפעילות לחץ מסוים על האטמוספירה עקב האנרגיות הפנימיות שלהן, המכונות לחץ אדים. אם לחץ זה עולה על הלחץ האטמוספרי, מולקולות אלו מתאדות. מכיוון שחימום מגביר את האנרגיה הפנימית של מולקולות אלה, הוא גם מגביר את לחץ האדים.

התרכובות האורגניות המורכבות ביותר אינן מתמוססות במים אלא יוצרות תערובת במקום, אשר נפרדת אם מותר להתיישב כשהמים מתייצבים והתרכובות האורגניות צפות מעל. תהליך זיקוק הקיטור עובד על העיקרון שכאשר מחממים תערובת של שניים או יותר נוזלים שלא מומסים, בעוד להבטיח כי משטחי שני הנוזלים נמצאים במגע עם האטמוספירה, לחץ האדים שמפעילה המערכת עולה. הסיבה לכך היא שכעת הוא הופך להיות סכום לחצי האדים של כל מרכיבי התערובת המשולבים יחד. זה מאפשר אידוי של אלמנטים עם נקודות רתיחה גבוהות בטמפרטורות נמוכות בהרבה רק בכך שהוא מאפשר להם ליצור תערובת עם מים.

קיטור עובר דרך החומר האורגני המכיל את התרכובות להפרדה. הקיטור מתעבה על החומר הזה ליצירת תערובת. תערובת זו מתחממת עוד יותר על ידי קיטור נכנס יותר, שממשיך לעבור דרך החומר ומאדה את התערובת. בשל לחץ האדים המופחת, התרכובות האורגניות הנדרשות מתאדות גם כחלק מהתערובת וכך מופקות מהחומר האורגני.

תערובת האדים המאודה והתרכובות האורגניות עוברות דרך מעילים עם מים קרים שנכנסים בקצה אחד. התערובת המאודה ואז עוברת כמים חמים מהקצה השני לאחר קירור התערובת. זה מעבה את התערובת, שנאספה ואז מאפשרת להתייצב. בתהליך השקיעה, התרכובות האורגניות המופקות מגיעות לראש, ואז הם מופרדים על ידי סינון המים השקועים מלמטה.