De nadelen van eenvoudige distillatie

Bij eenvoudige destillatie wordt een mengsel van vloeistoffen verwarmd tot de temperatuur waarbij een van de componenten kookt, waarna de damp uit het hete mengsel wordt verzameld en opnieuw wordt gecondenseerd tot vloeistof. Dit proces is snel en relatief eenvoudig, maar er zijn veel soorten mengsels die niet op deze manier kunnen worden gescheiden en een meer geavanceerde aanpak vereisen.

Omdat het mengsel bij eenvoudige destillatie slechts één keer wordt gekookt en opnieuw wordt gecondenseerd, is de uiteindelijke samenstelling van het product zal overeenkomen met de samenstelling van de damp, wat betekent dat het aanzienlijke onzuiverheden kan bevatten. Hoe dichter de kookpunten van de vloeistoffen in het mengsel liggen, hoe onzuiverer het eindproduct zal zijn. Daarom wordt eenvoudige destillatie meestal alleen gebruikt als de kookpunten van de componenten van het mengsel ten minste 25 graden Celsius van elkaar zijn gescheiden. Mengsels met dichtere kookpunten kunnen worden gescheiden door gefractioneerde destillatie.

In sommige gevallen kunnen mengsels van vloeistoffen zo zijn samengesteld dat, wanneer ze worden gekookt, hun damp dezelfde samenstelling heeft als het mengsel zelf. Dit worden azeotropen genoemd. Ethanol is misschien wel het meest aangehaalde voorbeeld; een mengsel van 95,6 procent ethanol en 4,4 procent water kookt eigenlijk bij een lagere temperatuur dan ethanol of water. Bijgevolg kan eenvoudige destillatie de samenstelling van dit mengsel niet veranderen. Azeotrope mengsels kunnen ook niet worden gescheiden door gefractioneerde destillatie en vereisen doorgaans andere benaderingen.

Het verhitten van een vloeistof of een mengsel van vloeistoffen tot het kookpunt kost veel energie. Als deze energie wordt opgewekt door verbranding van fossiele brandstoffen, zal dit de CO2-uitstoot verhogen en mogelijk het proces duurder maken. Er zijn bijvoorbeeld aanzienlijke hoeveelheden fossiele brandstoffen nodig om ethanol te distilleren. In het laboratorium wordt eenvoudige destillatie vaak uitgevoerd met een apparaat dat een rotovap wordt genoemd en dat vacuüm toepast om het kookpunt van een mengsel te verlagen. Voor grote hoeveelheden chemicaliën is een dergelijke aanpak echter minder praktisch.

Het verhitten van een mengsel tot het kookpunt kan ongewenste chemische reacties veroorzaken, wat een probleem kan zijn als u een specifiek product probeert te isoleren. Als je bijvoorbeeld vers waterstofbromide met butadieen bij 0 graden laat reageren, krijg je een mengsel dat meer 3-broom-1-buteen bevat dan 1-broom-2-buteen. Het mengsel verwarmen zou echter een andere reactie veroorzaken, waardoor de samenstelling van het mengsel zou veranderen, zodat u nu meer 1-broom-2-buteen zou hebben dan 3-broom-1-buteen -- wat een nadeel zou kunnen zijn als je echt meer van de laatste. Bovendien kunnen sommige verbindingen warmtegevoelig zijn. Het verwarmen van een mengsel dat bijvoorbeeld nitroglycerine (dyanmiet) bevat, zou een zeer onverstandig idee zijn.