ღირებული ბუნებრივი ნივთიერებები ხშირად გვხვდება როგორც ნარევები, რომლებიც შეიცავს როგორც სასურველ, ასევე არასასურველ კომპონენტებს. მაგალითად, ნედლი ნავთობი მოიცავს სხვადასხვა ტიპის ნახშირწყალბადებს, რომლებიც შესაფერისია სხვადასხვა საწვავისთვის პროგრამები, ოკეანის წყალში მარილის მაღალი შემცველობაა და რკინის მადანი შეიცავს მინერალურ მინარევებს გამოსადეგი რკინა. საუკუნეების განმავლობაში ადამიანებმა შეიმუშავეს ბუნებრივი მასალების დახვეწის ან გაწმენდის უამრავი გზა. მარტივი დისტილაცია და ფრაქციული დისტილაცია არის სითხის სხვადასხვა კომპონენტის გამოყოფის ძირითადი ტექნიკის ორი ვარიანტი.
ორთქლები და აორთქლება
ტემპერატურასა და აორთქლებას შორის კავშირი აუცილებელია როგორც მარტივი, ისე ფრაქციული დისტილაციის გასაგებად. როდესაც თხევადი არის ღია კონტეინერში, ატმოსფერო ახდენს დაღმავალ წნევას სითხის ზედაპირზე. ეს ატმოსფერული წნევა ეწინააღმდეგება სითხის ორთქლის წნევას, რომელიც იქმნება სითხის ზედაპირიდან აორთქლებული მოლეკულების კინეტიკური ენერგიით. სითხის ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება საშუალო მოლეკულური კინეტიკური ენერგიაც; უფრო მეტი მოლეკულა ორთქლდება, რაც იწვევს ორთქლის მაღალ წნევას. დუღილი ხდება მაშინ, როდესაც მოლეკულას შეუძლია თავისუფლად აორთქლდეს, რადგან თხევადმა მიაღწია ტემპერატურას, როდესაც ორთქლის წნევა უდრის ატმოსფერულ წნევას.
მარტივი გამოყოფა
სხვადასხვა ნაერთებს აქვთ განსხვავებული დუღილის ტემპერატურა. ანალოგიურად, მოცემულ ტემპერატურაზე, სხვადასხვა ნაერთებს ექნებათ სხვადასხვა ორთქლის წნევა. თუ სხვადასხვა ნაერთების თხევადი ნარევი თბება დახურულ ჭურჭელში, სითხის ზემოთ ხაფანგში არსებული ორთქლის შემადგენლობა ასახავს ამ განსხვავებებს. ორთქლი შეიცავს უფრო მეტ ორთქლის წნევის მქონე ნაერთების მეტ მოლეკულას და ნაკლები ორთქლის წნევის მქონე ნაერთების მეტ მოლეკულას. ნაზავი ძალიან მაღალი დუღილის ტემპერატურით, ნარევის სხვა ნაერთებთან შედარებით, თითქმის იქნება ორთქლისგან არ არის და არასტაბილური ხსნადი მყარი ნივთიერებები, მაგალითად მარილი, ნალექად დარჩება მწვავე კონტეინერი. მარტივი გამოხდა არის ამ ორთქლის შეგროვებისა და გაგრილების პროცესი, ისე, რომ იგი კონდენსირდება თხევადი სახით. მარტივი დისტილაცია გამოყოფს თხევადი ნარევის კომპონენტებს, რადგან შედედებული სითხე შეიცავს უფრო მაღალ ნაწილს ნაერთები უფრო მაღალი ორთქლის წნევით და ორიგინალური სითხე შეიცავს ქვედა ორთქლის მქონე ნაერთების უფრო მაღალ წილს ზეწოლა
დისტილაციის დილემა
ერთი მარტივი დისტილაცია ცვლის ნაერთების წილს ორ საბოლოო სითხეში, მაგრამ ის ვერ აღწევს სრულ გამოყოფას. პროცესის განმეორება შესაძლებელია თანდათანობით უფრო მაღალი განცალკევების მისაღწევად, მაგრამ ეს ასევე არის ფუჭად, რადგან დროს თითოეული დისტილაციის პროცედურა, ზოგიერთი მოლეკულა ატმოსფეროში ხვდება, ზოგი კი ნარჩენების სახით რჩება გამოხდაში აღჭურვილობა ფრაქციული დისტილაცია ამ დილემას ეხება - მარტივი დისტილაციის გაუმჯობესება, გამოყოფის უფრო მაღალი ხარისხის მიღწევით, მხოლოდ ერთი გამოხდის პროცედურაში.
ერთი სვეტი, მრავალი აორთქლება
ძირითადი განსხვავება ფრაქციულ დისტილაციასა და მარტივ დისტილაციას შორის არის ფრაქციონირების სვეტის დამატება მწვავე კონტეინერსა და ორთქლის კონდენსირების ადგილს შორის. ეს სვეტი ივსება ისეთი მასალებით, როგორიცაა თხელი ლითონის მავთულები ან მინის მძივები, რომლებიც ხელს უწყობენ კონდენსაციას, რადგან მათ აქვთ მაღალი ზედაპირის ფართობი. როგორც ორთქლი იზრდება განყოფილების სვეტის გავლით, ისინი ამ მასალების გაცივებულ ზედაპირებზე თხევადდება. ქვემოდან ამომავალი ცხელი ორთქლი იწვევს ამ სითხის აორთქლებას, შემდეგ იგი ისევ იკუმშება, შემდეგ ისევ ორთქლდება და ა.შ. ყოველი აორთქლების შედეგად წარმოიქმნება ორთქლი უფრო მაღალი წონის მქონე მოლეკულების უფრო მაღალი წილით. ამრიგად, ფრაქციული დისტილაციით მიიღწევა უმაღლესი განცალკევება ნაკლები მასალის დანაკარგით, რადგან ერთი პროცედურა უდრის მარტივი გამოხდის მრავალჯერადი რაუნდს.