Was ist fraktionierte Destillation?
Die fraktionierte Destillation trennt Gemische in einer einzigen Destillationskolonne in Komponentenprodukte. Dabei wird ein Gemisch erhitzt, um es zu verdampfen, und durch die Säule gedrückt, wo verschiedene Produkte kondensieren und als Reaktion auf Temperaturänderungen ausfallen. Diese Technik wird in der Industriechemie häufig zur Verarbeitung von Produkten wie Rohöl und Luft eingesetzt. Das Verfahren kann auch in experimentellen Umgebungen angewendet werden, um interessierende Proben zu destillieren.
Das Verfahren der fraktionierten Destillation kann in jeder Umgebung angewendet werden, in der ein Gemisch eine Mischung von Komponenten mit ähnlichen, aber nicht identischen Dampfpunkten enthält. Die herkömmliche Destillation ist möglicherweise nicht für die Anforderungen solcher Gemische geeignet oder erfordert möglicherweise mehrere Durchgänge, um die gewünschten Komponenten zu extrahieren. Mit Mischungen unbekannter Zusammensetzung kann ein Chemiker einige einfache Tests an einer Probe durchführen, um festzustellen, was sie enthält, und um zu entscheiden, wie sie getrennt werden soll. Die beste Option kann davon abhängen, wie die Probe verwendet wird.
Das Gerät erwärmt das Gemisch während der fraktionierten Destillation, wodurch es kocht und Dampf abgibt. Der Dampf steigt durch eine mit Böden ausgekleidete Kolonne auf. Wenn es abkühlt, kondensiert es und jede Schale fängt ein anderes Kondensat auf. Materialien, die bei relativ hohen Temperaturen kondensieren, fallen zuerst heraus. Während die Mischung stetig kühler wird, kondensieren andere Verbindungen, bis sie den Kopf der Säule erreichen. Das System kann jedes Tablett separat entleeren, um die Destillate aufzufangen. Dies ermöglicht die Rückgewinnung aller nützlichen Komponenten in der Mischung.
Die Art der erforderlichen Ausrüstung kann in Größe und Zusammensetzung variieren, je nachdem, welche Arten von Materialien verarbeitet werden. Anlagen wie Ölraffinerien müssen so viel wie möglich aus jedem Barrel Öl gewinnen und verfügen über umfangreiche Destillationsanlagen, mit denen sehr große Materialmengen verarbeitet werden können. In einer Laborumgebung kann die Ausrüstung relativ klein sein, da die Proben normalerweise nicht sehr groß sind. Eine fraktionierte Desktop-Destillationseinheit kann für einige Laboreinstellungen eine Option sein.
Schüler im Chemieunterricht können etwas über fraktionierte Destillation lernen und sie in einer Laborumgebung üben. Die Technologie wird in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, und Chemiker werden sich möglicherweise auf Destillationstechniken spezialisieren, die mit bestimmten Materialien verwendet werden. Erdölchemiker untersuchen beispielsweise diesen Prozess sowie Techniken wie das Cracken, um Kohlenwasserstoffketten in Rohöl aufzubrechen. Durch Cracken kann die chemische Zusammensetzung des Öls geändert werden, um nützlichere Komponenten zu extrahieren.