Brøkdestillasjon Definisjon og eksempler

Fraksjonsdestillasjon er en prosess der komponenter i et kjemisk stoff blanding er separert i forskjellige deler (kalt brøk) i henhold til deres forskjellige kokepunkter. Fraksjonsdestillasjon brukes til å rense kjemikalier og for å skille blandinger for å oppnå deres komponenter.

Teknikken brukes i laboratorier og i industrien, der prosessen har enorm kommersiell betydning. Den kjemiske og petroleumsindustrien er avhengig av brøkdestillasjon.

damp fra en koke løsning føres langs en høy kolonne, kalt en fraksjoneringskolonne. Søylen er pakket med plast- eller glassperler for å forbedre separasjonen ved å tilveiebringe mer overflate for kondens og fordampning. Kolonnens temperatur synker gradvis langs lengden. Komponenter med høyere kokepunkt kondenserer på kolonnen og går tilbake til løsning; komponenter med lavere kokepunkt (mer flyktige) passere gjennom kolonnen og samles i nærheten av toppen.

Teoretisk forbedrer separasjonen, hvis du har flere perler eller plater, men å tilsette plater øker også tiden og energien som kreves for å fullføre en destillasjon.

Bensin og mange andre kjemikalier produseres av råolje ved hjelp av fraksjonert destillasjon. Råolje blir varmet til den fordamper. Ulike fraksjoner kondenserer ved visse temperaturområder. Kjemikaliene i en viss fraksjon er hydrokarboner med sammenlignbart antall karbonatomer. Fra varme til kalde (største hydrokarboner til minste) kan fraksjonene være rester (brukt til å lage bitumen), fyringsolje, diesel, parafin, nafta, bensin og raffinerisk gass.

Fraksjonsdestillasjon kan ikke fullstendig skille komponentene i en blanding av etanol og vann til tross for de forskjellige kokepunktene for de to kjemikaliene. Vann koker ved 100 grader Celcius mens etanol koker ved 78,4 grader Celcius. Hvis en alkohol-vann-blanding blir kokt, vil etanolen konsentrere seg i dampen, men bare opp til et punkt, fordi alkohol og vann danner en azeotrop. Når blandingen når det punktet der den består av 96% etanol og 4% vann, er blandingen mer flyktig (koker ved 78,2 grader Celcius) enn etanolen.

Fraksjonsdestillasjon skiller seg fra enkel destillasjon fordi fraksjoneringskolonnen skiller naturlig forbindelser basert på kokepunktene. Det er mulig å isolere kjemikalier ved bruk av enkel destillasjon, men det krever nøye kontroll av temperaturen fordi bare en "fraksjon" kan isoleres om gangen.

Hvordan vet du om du skal bruke enkel destillasjon eller brøkdestillasjon for å skille en blanding? Enkel destillasjon er raskere, enklere og bruker mindre energi, men det er egentlig bare nyttig når du er der er en stor forskjell mellom kokepunktene for de ønskede fraksjonene (mer enn 70 grader Celcius). Hvis det bare er en liten temperaturforskjell mellom brøkene, er brøkdestillasjon det beste alternativet.

Her er en oversikt over forskjellene mellom enkel og brøkdestillasjon: