Tvaika destilācija noņem ūdens piesārņotājus, padarot to būtībā inertu. Šī iemesla dēļ laboratorijas un tehniķi izmanto destilētu ūdeni, jo tas neko nepievieno pārbaudāmajam komponentam. Destilētā ūdenī nav minerālu, kas padara to nederīgu dzeršanai, bet labu akvārijiem, ēterisko eļļu ieguvei, zinātniskiem eksperimentiem un daudz ko citu.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Tvaika destilācijas procesā maisījuma vielas atdala, iztvaicējot, kas pēc tam ietver kondensāciju tvaiki atkal nonāk šķidrumā, izmantojot to, ka dažādiem elementiem vai savienojumiem ir atšķirīgas viršanas temperatūras. Tam ir plašs pielietojums, sākot no ūdens attīrīšanas līdz eļļu iegūšanai no organiskām vielām un jēlnaftas rafinēšanai.
Tvaika destilācijas iemesli
Tradicionālās destilācijas metodes prasa maisījuma tiešu karsēšanu, lai iztvaicētu tā saturu. Lai gan tas labi darbojas lielākajai daļai neorganisko šķīdumu un dažiem organiskiem šķīdumiem, ir daudz organisko savienojumi, kas sadalās augstā temperatūrā, ieskaitot daudzas dabīgas ēteriskās eļļas un aromātiskas savienojumi. Lai nodrošinātu, ka tvaika destilācijas laikā nepieciešamie organiskie savienojumi netiek iznīcināti, tehniķi šos savienojumus destilē zemākā temperatūrā.
Tvaika spiediens
Matērijas virsmai ir augstas enerģijas molekulas, kas saskaras ar atmosfēru, un to iekšējās enerģijas dēļ, kas pazīstams kā tvaika spiediens, tiek veikts zināms spiediens pret atmosfēru. Ja šis spiediens pārsniedz atmosfēras spiedienu, šīs molekulas iztvaiko. Tā kā sildīšana palielina šo molekulu iekšējo enerģiju, palielina arī tvaika spiedienu.
Kā tas strādā
Lielākā daļa sarežģīto organisko savienojumu neizšķīst ūdenī, bet tā vietā veido maisījumu, kas atdalās, ja ļauj tam nosēsties, ūdenim nosēžoties un organiskajiem savienojumiem uzpeldot virsū. Tvaika destilācijas process darbojas pēc principa, ka, sildot divu vai vairāku neizšķīdušo šķidrumu maisījumu, kamēr nodrošinot, ka abu šķidrumu virsmas saskaras ar atmosfēru, tvaika spiedienu, ko rada sistēma palielinās. Tas ir tāpēc, ka tagad tā kļūst par visu maisījuma sastāvdaļu tvaika spiediena summu, kas apvienota kopā. Tas ļauj iztvaikot elementus ar augstām viršanas temperatūrām daudz zemākā temperatūrā, tikai ļaujot tiem veidot maisījumu ar ūdeni.
Ekstrakcijas procedūra
Tvaiks iziet caur organisko vielu, kas satur savienojumus atdalīšanai. Tvaiks kondensējas pret šo vielu, veidojot maisījumu. Šo maisījumu turpina sildīt vairāk ienākošo tvaiku, kas turpina iet cauri vielai, iztvaicējot maisījumu. Samazinātā tvaika spiediena dēļ nepieciešamie organiskie savienojumi arī iztvaiko kā daļa no maisījuma un tādējādi tiek iegūti no organiskās vielas.
Atdalīšanas procedūra
Iztvaicētais tvaika un organisko savienojumu maisījums iziet cauri jakām, kuru vienā galā ieplūst auksts ūdens. Pēc tam iztvaicētais maisījums no otra gala izdalās kā karsts ūdens pēc maisījuma atdzesēšanas. Tas kondensē maisījumu, kuru pēc tam savāc un ļauj nostādināties. Nogulsnēšanas procesā ekstrahētie organiskie savienojumi nonāk augšpusē, un pēc tam tos atdala, filtrējot nosēdušos ūdeni no apakšas.