Wady prostej destylacji

W destylacji prostej mieszanina cieczy jest podgrzewana do temperatury, w której jeden z jej składników zagotuje się, a następnie para z gorącej mieszaniny jest zbierana i ponownie skraplana w ciecz. Proces ten jest szybki i stosunkowo prosty, ale istnieje wiele rodzajów mieszanin, których nie można rozdzielić w ten sposób i które wymagają bardziej zaawansowanego podejścia.

Ponieważ mieszanina w prostej destylacji jest gotowana i ponownie kondensowana tylko raz, ostateczny skład produkt dopasuje się do składu pary, co oznacza, że ​​może zawierać znaczne zanieczyszczenia. Im bliżej temperatury wrzenia płynów w mieszaninie, tym bardziej zanieczyszczony będzie produkt końcowy. W związku z tym prosta destylacja jest zwykle stosowana tylko wtedy, gdy temperatury wrzenia składników mieszaniny są oddalone o co najmniej 25 stopni Celsjusza. Mieszaniny o bliższej temperaturze wrzenia można rozdzielić przez destylację frakcyjną.

W niektórych przypadkach mieszaniny płynów mogą być tak utworzone, że po zagotowaniu ich para ma taki sam skład jak sama mieszanina. Są to tak zwane azeotropy. Etanol jest prawdopodobnie najczęściej przytaczanym przykładem; mieszanina 95,6% etanolu i 4,4% wody faktycznie wrze w niższej temperaturze niż etanol lub woda. W konsekwencji prosta destylacja nie może zmienić składu tej mieszaniny. Mieszaniny azeotropowe również nie mogą być rozdzielone przez destylację frakcyjną i zazwyczaj wymagają innych podejść.

Podgrzanie płynu lub mieszaniny płynów do wrzenia zajmuje dużo energii. Jeśli ta energia jest generowana przez spalanie paliw kopalnych, zwiększy to emisje dwutlenku węgla i prawdopodobnie sprawi, że proces będzie droższy. Na przykład do destylacji etanolu potrzebne są znaczne ilości paliw kopalnych. W laboratorium prosta destylacja jest często przeprowadzana za pomocą urządzenia zwanego rotovap, które stosuje próżnię w celu obniżenia temperatury wrzenia mieszaniny. Jednak w przypadku dużych ilości chemikaliów takie podejście jest mniej praktyczne.

Podgrzanie mieszaniny do temperatury wrzenia może spowodować niepożądane reakcje chemiczne, co może stanowić problem, jeśli próbujesz wyizolować konkretny produkt. Jeśli na przykład przereagowałeś świeży bromowodór z butadienem w temperaturze 0 stopni, uzyskasz mieszaninę zawierającą więcej 3-bromo-1-butenu niż 1-bromo-2-butenu. Podgrzanie mieszanki spowodowałoby jednak kolejną reakcję, zmieniając skład mieszanki tak, że teraz miałby więcej 1-bromo-2-butenu niż 3-bromo-1-butenu - co może być wadą, jeśli naprawdę chcesz więcej końcowy. Ponadto niektóre związki mogą być wrażliwe na ciepło. Ogrzewanie mieszaniny zawierającej na przykład nitroglicerynę (dianmit) byłoby bardzo nierozsądnym pomysłem.