Definice a příklady frakční destilace

Frakční destilace je proces, kterým se složky v chemické látce směs jsou rozděleny do různých částí (nazývaných frakce) podle jejich různých body varu. Frakční destilace se používá k čištění chemikálií ak oddělení směsí za účelem získání jejich složek.

Tato technika se používá v laboratořích a v průmyslu, kde má tento proces obrovský komerční význam. Chemický a ropný průmysl se spoléhá na frakční destilaci.

Páry od a vařící roztok je veden podél vysokého sloupce, nazývaného frakcionační sloupec. Kolona je naplněna plastovými nebo skleněnými kuličkami, aby se zlepšila separace poskytnutím větší plochy povrchu pro kondenzaci a odpařování. Teplota kolony se po celé délce postupně snižuje. Komponenty s vyšším bodem varu kondenzují ve sloupci a vracejí se do řešení; komponenty s nižším bodem varu (více nestálý) procházejí sloupcem a shromažďují se blízko vrcholu.

Teoreticky má více kuliček nebo destiček zlepšení separace, ale přidání destiček také zvyšuje čas a energii potřebnou k dokončení destilace.

Benzín a mnoho dalších chemikálií se vyrábí z ropy pomocí frakční destilace. Surový olej se zahřívá, dokud se neodpaří. Různé frakce kondenzují v určitých teplotních rozsazích. Chemikálie v určité frakci jsou uhlovodíky se srovnatelným počtem atomů uhlíku. Z horkého do studeného (největší uhlovodíky až po nejmenší) mohou být frakce zbytky (používané k výrobě bitumenu), topný olej, nafta, petrolej, nafta, benzín a rafinérský plyn.

Frakční destilace nemůže zcela oddělit složky směsi ethanolu a vody navzdory rozdílným bodům varu těchto dvou chemikálií. Voda vaří při 100 ° C, zatímco ethanol vaří při 78,4 ° C. Pokud se směs alkoholu a vody vaří, etanol se koncentruje v páře, ale pouze do bodu, protože alkohol a voda tvoří azeotrop. Jakmile směs dosáhne bodu, kdy se skládá z 96% ethanolu a 4% vody, směs je více těkavá (vroucí při 78,2 ° C) než ethanol.

Frakční destilace se liší od jednoduché destilace protože frakcionační kolona přirozeně odděluje sloučeniny na základě jejich bodů varu. Je možné izolovat chemikálie pomocí jednoduché destilace, ale vyžaduje pečlivou kontrolu teploty, protože najednou lze izolovat pouze jednu „frakci“.

Jak víte, zda použít k oddělení směsi jednoduchou destilaci nebo frakční destilaci? Jednoduchá destilace je rychlejší, jednodušší a spotřebovává méně energie, ale je to opravdu užitečné pouze tam, kde je je velký rozdíl mezi body varu požadovaných frakcí (více než 70 stupňů) Celcius). Pokud mezi frakcemi existuje jen malý teplotní rozdíl, je nejlepší sázkou frakční destilace.

Zde je přehled rozdílů mezi jednoduchou a frakční destilací: