Różnica między destylacją frakcyjną i prostą

Destylacja frakcyjna vs prosta

Destylacja jest fizyczną metodą separacji, która jest stosowana do oddzielania związków od mieszaniny. Opiera się na temperaturach wrzenia składników mieszaniny. Gdy mieszanina ma inny składnik o różnych temperaturach wrzenia, odparowuje w różnym czasie podczas ogrzewania. Ta zasada jest stosowana w technice destylacji. Załóżmy, że w mieszaninie znajdują się dwie substancje A i B, a A ma wyższą temperaturę wrzenia. W takim przypadku podczas gotowania A odparuje wolniej niż B; dlatego para będzie miała większą ilość B niż A. Zatem udział A i B w fazie pary jest inny niż udział w ciekłej mieszaninie. Wniosek jest taki, że najbardziej lotne substancje zostaną oddzielone od oryginalnej mieszaniny, podczas gdy mniej lotne substancje pozostaną w oryginalnej mieszaninie.

W laboratorium można przeprowadzić prostą destylację. Podczas przygotowywania aparatu kolbę okrągłodenną należy połączyć z kolumną. Koniec kolumny jest podłączony do skraplacza, a zimna woda powinna krążyć w skraplaczu, tak aby para przepływała przez skraplacz, chłodząc się. Woda powinna płynąć w przeciwnym kierunku do pary, co pozwala na maksymalną wydajność. Otwór końcowy skraplacza jest połączony z kolbą. Cały sprzęt powinien być szczelnie zamknięty, aby para nie wydostała się podczas procesu. Do dostarczenia ciepła do okrągłodennej kolby można użyć grzałki, która zawiera mieszaninę do rozdzielenia. Podczas ogrzewania para przesuwa się w górę kolumny i trafia do skraplacza. Kiedy przemieszcza się wewnątrz skraplacza, staje się chłodny i upłynnia się. Ciecz ta jest zbierana w kolbie trzymanej na końcu skraplacza.

Prosta destylacja

Prosta destylacja to metoda destylacji opisana powyżej. W tej metodzie wytworzona para przechodzi bezpośrednio do skraplacza bez przechodzenia przez wysoką kolumnę. Dlatego kondensacja zachodzi bardzo szybko. Jednak ta metoda może mieć wadę polegającą na wytwarzaniu destylatu o mniejszej czystości. Ponieważ wszystkie lotne związki mają tendencję do parowania, gdy dostarczane jest ciepło, para będzie zawierać mieszaninę lotnych związków. Stosunek związków w mieszaninie można określić zgodnie z ich stosunkiem w oryginalnej mieszaninie. Zgodnie z prawem Raoulta skład mieszanki będzie identyczny jak skład par w danej temperaturze i ciśnieniu.

Jeśli chcemy uzyskać dobry rozdział w prostej metodzie destylacji, korzystne jest zastosowanie mieszaniny o bardzo różnych temperaturach wrzenia. W przeciwnym razie składniki w mieszaninie powinny być nielotne (stałe), z wyjątkiem tego, który musimy oddzielić. W takim przypadku tylko zamierzony składnik odparuje i oddzieli się wyłącznie.

Destylacja frakcyjna

Gdy składniki w mieszaninie mają bliższe temperatury wrzenia, możemy zastosować metodę destylacji frakcyjnej, aby je rozdzielić. W tej metodzie stosowana jest kolumna ułamkowa. Na każdym poziomie kolumny frakcjonującej temperatura będzie inna, więc składniki związane z tą temperaturą pozostaną w tej sekcji jako para, podczas gdy inne zostaną skroplone z powrotem do kolby okrągłodennej.