Destil·lació
De Viquipèdia
1. termòmetre
2. Cap de destil·lació
3. Flascó de destil·lació
4. Font de calor
5. condensador
6. receptor
7. adaptador de buit
Destil·lació és un mètode de separació de substàncies químiques basat en les diferents volatilitats que presenten cadascuna. Aquest procés s'utilitza sobretot per tal de separar o purificar els components d'una mescla líquida.
La destil·lació simple s'inicia escalfant la mescla de substàncies, al entrar en ebullició la substància més volàtil s'evapora, es condensa en un condensador i es recull en un altre recipient. Per tal de facilitar el procés es pot usar una bomba de buit per a reduir la temperatura d'ebullició dels components de la mescla inicial i facilitar-ne la separació. Durant la separació en la fase vapor, si la diferència de volatilitat entre compostos de la mescla és petita, no es produirà una bona separació, sinó que el líquid recollit serà més ric en les substàncies volàtils, però contindrà també components menys volàtils. A major diferència de volatilitat entre les substàncies a separar millor funcionarà la destil·lació.
Existeixen diferents tipus de destil·lacions;
- La destil·lació simple, usada normalment en laboratoris per a separar líquids.
- La destil·lació continua, és la usada normalment en la indústria, on constantment s'afegeix mescla inicial i es retira una part de la mescla més volàtil i de la menys volàtil per separat.
[edita] La destil·lació continua en la indústria química
En la indústria d'avui dia, els equips que permeten l'esmentat contacte entre fases són els següents: la columna de plats -anomenada també columna de pisos-, i la columna de farciment.
En les columnes de plats perforats la fase líquida és exclusivament retinguda sobre els plats per l'energia cinètica del gas o del vapor ascendents; per això, quan es treballa amb cabals reduïts de gas o de vapor, els plats disposen de vàlvules o altres dispositius anàlegs, que modifiquen l'espai lliure per al flux en funció del cabal de fase gasosa o vapor ascendent, tot impedint el degoteig de la fase líquida. La fase líquida descendeix d'un plat a un altre de forma contínua pels sobreeixidors dissenyats a tal efecte.
Un altre tipus de plats -ara en desús pel seu elevat cost- són els plats de campanes de bombolleig, en els quals el gas o vapor penetra pels orificis de les campanes i bombolleja a través del líquid retingut.
Pel que fa a les columnes de farciment, s'utilitzen per al contacte continu entre fases. Consisteixen en una carcassa cilíndrica vertical que conté el farciment, format per un material sòlid que pot tenir diferents formes i grandàries. El seu objectiu és distribuir la fase líquida que descendeix en l'interior de la columna de tal manera que el volum retingut de líquid sigui reduït, tot facilitant el desplaçament a contracorrent de la fase lleugera ascendent a través dels porus del farciment i fent que la superfície de contacte entre les fases sigui màxima, a fi que també ho sigui la transferència de matèria per unitat de volum de llit.
Existeixen un gran nombre i varietats de tipus de farciments comercials les característiques de resistència física i química dels quals han anat millorant al llarg del temps. A mesura que s'han anat produint millores en els farciments -materials més resistents a la corrosió i a l'esforç físic, i major volum dels porus- ha estat possible arribar a majors fluxos dels fluids en l'interior de la columna i, com a resultat, les columnes de farciment han anat guanyant terreny a les columnes de plats, tot construint-se de diàmetres i alçades cada vegada més grans.
El disseny de les columnes té com a principal objectiu aconseguir la màxima transferència de matèria amb la mínima pèrdua de pressió per unitat d'alçada de l'esmentada columna.
[edita] La destil·lació en el laboratori
Pel que fa a la destil·lació a nivell de laboratori de química, l'instrument que es fa servir és l'alambí que com a mínim costa de tres parts: el punt d'escalfament, el de condensació (de gas a líquid) i el receptor on es recull aquest líquid. En una destil·lació hem de tenir en compte:
- La solució no ha d'omplir més de la meitat de la capacitat del matràs.
- Abans d'escalfar el matràs amb la solució hem de posar en el líquid uns trossets de porcellana porosa o perles de vidre. La raó és perquè així l'ebullició es produeix amb bombolles petites i sense esquitxades.
- En el refrigerant, l'aigua hi entra per la part inferior i en surt per la superior.
Quan escalfem el matràs amb la mesclam, en primer lloc es vaporitza el líquid amb el punt d'ebullició més baix i se separa de l'altre líquid o del solut dissolt. En passar després pel refrigerant, es torna a condensar.
Procés de destil·lació
- Portem la mescla a ebullició.
- El termòmetre permet reconèixer les diferents fases del procés (la temperatura pujarà de manera uniforme fins que comenci a evaporar-se el primer component, durant l'ebullició la temperatura no resta constant però pujarà de manera més lenta, fins que el primer component s'hagi destil·lat).
- Pel refrigerant hi circula aigua freda que condensa els vapors.
- L'erlenmeyer permet recollir els vapors condensats.
La destil·lació fraccionada és un mètode que separa millor líquids amb similar punt d'ebullició i es fa servir molt extensament en les refineries de petroli.
Article escolar
