Destillatie is een procedure die een mengsel van vloeistoffen scheidt met verschillende kookpunten. Distillatie is een nuttige techniek in chemielaboratoria, waar chemici het gebruiken om een ​​verbinding te zuiveren, en ook in de industrie, vooral in de petrochemische en raffinage-industrie en bij de productie van ethanol. Het is voor dit laatste dat distillatie het meest bekend is - alcoholische dranken worden geproduceerd door een proces van destillatie.

Eenvoudige destillatie

Als water in een afgesloten container wordt geplaatst en mag verdampen, zal uiteindelijk een evenwicht bereiken zodanig dat de waterdamp even snel condenseert als het water verdampt. De druk van de damp bij dit evenwicht wordt de dampspanning genoemd. Dampspanning is verschillend voor verschillende stoffen en varieert met de temperatuur. In een mengsel van twee vloeistoffen met verschillende kookpunten, zal de damp meer van de vloeistof hebben die meer vluchtig is, d.w.z. sneller verdampt. Bij eenvoudige destillatie wordt het vloeibare mengsel verwarmd en stijgt de damp door een buis en wordt verzameld en opnieuw gecondenseerd. De gecondenseerde vloeistof heeft een hogere concentratie van de meer vluchtige component dan de oorspronkelijke mix. Als de twee vloeistoffen in de originele mix sterk verschillende kookpunten hebben, is een eenstaps verdampings- en recondensatieproces alles wat nodig is. Dit proces wordt eenvoudige destillatie genoemd.

Fractional Distillation

Fractionele destillatie lijkt op eenvoudige destillatie, behalve dat hetzelfde proces in opeenvolgende cycli wordt herhaald. Elke cyclus produceert een mengsel dat rijker is aan de meer vluchtige verbinding dan het mengsel ervoor. Gefractioneerde destillatie is nodig wanneer de kookpunten van de vloeistoffen in de oorspronkelijke mix zo dicht bij elkaar liggen dat eenvoudige destillatie niet voldoende is om beide verbindingen te zuiveren.

Vacuümbestillatie

Sommige vloeistoffen koken op zulke hoge temperaturen dat eenvoudige of gefractioneerde destillatie met behulp van de hierboven beschreven werkwijze onpraktisch of gevaarlijk zou zijn. Vacuümdestillatie biedt echter nog een alternatief. Het kookpunt van een vloeistof daalt wanneer de druk wordt verlaagd. Het kookpunt van water is bijvoorbeeld lager op grote hoogte dan op zeeniveau. Door de druk in de houder te verminderen, kan het kookpunt van de vloeistoffen in het mengsel worden verlaagd en het mengsel bij een lagere temperatuur worden gedestilleerd. Deze techniek wordt vacuümdestillatie genoemd.

Azeotropische destillatie

Vanwege de intermoleculaire aantrekkingskracht tussen moleculen in het mengsel, kunnen mengsels een hoger of lager kookpunt hebben dan elk van hun componenten. Een mengsel van deze soort wordt een azeotroop genoemd. Wanneer de vloeistoffen in de azeotroop verdampen, heeft de damp dezelfde samenstelling als het mengsel, zodat azeotropen niet kunnen worden gedestilleerd met behulp van de technieken die hierboven zijn beschreven. Ze kunnen echter nog steeds worden gedestilleerd, maar alleen via een of meer andere methoden.

Bij extractieve destillatie wordt een oplosmiddel dat vrij met de ene component maar niet met de andere vermengd wordt aan het mengsel toegevoegd. Het nieuwe mengsel kan vervolgens worden gescheiden door destillatie. Bij reactieve destillatie daarentegen wordt een chemische stof toegevoegd die reageert met één middel maar niet met de andere, waardoor een nieuw mengsel ontstaat dat door destillatie kan worden gescheiden. Tenslotte kan het toevoegen van ionische zouten de vluchtigheid van de verbindingen in de mix zodanig veranderen dat ze kunnen worden gedestilleerd. Deze drie technieken worden gezamenlijk azeotrope destillatie genoemd.