Дестилация

Да кажем, че имаш разтвор, в който разтворителят е вода, а разтвореното вещество е алкохол за пиене, или етанол. Това тук е разтворът ни. Да кажем, че съдържа 10% етанол, който е алкохол за пиене. И да кажем, че останалата част е вода. И искаме да открием начин да получим нещо, което има 15% или 20%, или 30% етанол. Как можем да го направим? Отговорът почива върху факта, че етанолът и водата имат различни точки на кипене. Например точката на кипене на етанола е приблизително 78 градуса по Целзий. Докато точката на кипене на водата е 100 градуса по Целзий. И една смес от етанол и вода ще има точка на кипене някъде между тези двете. Вероятно се досещаш, че можем да продължим да нагряваме този разтвор. Повишаваме температурата над точката на кипене на етанола. Но преди да достигнем точката на кипене на водата този разтвор ще започне да кипи. И, когато кипи, понеже етанолът има по-ниска точка на кипене, парната смес ще съдържа повече от 10% етанол. Ако можеш да кондензираш тази пара, тогава ще имаш разтвор с повече от 10% етанол. И точно това се случва при процеса на дестилация. Може да дестилираш с уред, който изглежда ето така. Първо изглежда сложно, но после, когато разбереш какво става, е доста лесно. Процесът е точно това, което описах. Това, което бихме направили, е да поставим оригиналния разтвор ето тук, а после ще го нагреем. Често пъти се нагрява в маслена баня. Това виждаш тук в жълтото, понеже олиото няма да се изпари лесно и може да разпредели топлината по равномерен начин. И после, ако нагрееш това така, че разтворът да кипи, помни, точката на кипене ще е някъде между 78 градуса по Целзий и 100 градуса по Целзий. Със сигурност ще имаш изпарение и на водни молекули, но при тази температура, която е по-висока от точката на кипене на етанола, със сигурност ще имаш по-голяма част изпарени молекули етанол. Те ще са под формата на пара и могат да навлязат в тази камера тук. И тази камера се нарича кондензатор. Често пъти ще имаш, отделно от парата, има студена вода, която преминава през тази тръба тук, често стъклена тръба. Често за охлаждане може да се използва студен въздух вместо вода, но сега имаш студена вода, която навлиза тук и се движи около тръбичката. Не се смесва с въздуха вътре в тръбичката. И после водата излиза от тръбичката. Но водата понижава температурата вътре в тази тръбичка. И можеш да си представиш, че парата, която влиза тук, съдържа и етанол, и вода, но пропорцията пара, която е етанол, ще е по-висока от пропорцията в оригиналния разтвор. Той ще кондензира обратно в течно състояние. И после кондензата просто ще се излее надолу в това, което наричаме събирателна камера. И събирателната камера е оградена от много студена, понякога ледена баня, така че да минимизираш изпарението. В зависимост от колко добре направиш това, може би тази проба тук може да е 20% етанол или 30% етанол. Пак ще има малко вода, която идва тук и кондензира, а после слиза обратно надолу. Ако искаш още по-чиста проба етанол можеш да продължиш да правиш това. Може да вземеш течността, която събираш тук, а после да я нагрееш до точката на кипене, която сега ще е малко по-ниска от тази на първия разтвор, понеже има по-висока пропорция етанол. И после ще имаш същия процес отново и отново. И всеки път, когато правиш това, ще получаваш все по-чиста и по-чиста проба етанол. Ако не искаш да правиш това, понеже е уморително, отнема много работа и ще получиш много изубен материал по време на този процес на дестилация, има разновидност на процеса, която се нарича фракционна дестилация. Фракционната дестилация включва множество цикли на изпарение и кондензация наведнъж, така че да получиш по-чиста проба. Начинът да получиш тези множество цикли на изпарение и кондензация е да дадеш на парата в тази тръба тук нещо, върху което да кондензира. Част от получения кондензат ще се изпари отново, а част от него ще слезе надолу. И частта, която се изпарява отново, вероятно ще има по-голяма пропорция дестилат от компонента, който има по-ниска точка на кипене. Може да имаш множество цикли от тази кондензация и изпарение вътре в тази колона. И в края е по-вероятно да имаш по-чиста проба от дестилата си.