Содержание
При простой перегонке смесь жидкостей нагревают до температуры, при которой один из ее компонентов будет кипеть, затем пары из горячей смеси собирают и снова конденсируют в жидкость. Этот процесс является быстрым и относительно простым, но есть много видов смесей, которые не могут быть разделены таким образом и требуют более продвинутого подхода.
Примеси
Поскольку смесь при простой перегонке кипятится и конденсируется только один раз, конечный состав продукта будет соответствовать составу пара, что означает, что он может содержать значительные примеси. Чем ближе точки кипения жидкостей в смеси, тем более нечистым будет конечный продукт. Следовательно, простая перегонка обычно используется только в том случае, если точки кипения компонентов смесей разделены, по меньшей мере, на 25 градусов Цельсия. Смеси с более близкими температурами кипения могут быть разделены путем фракционной перегонки.
Азеотропные смеси
В некоторых случаях смеси жидкостей могут быть составлены так, что при кипячении их пары имеют тот же состав, что и сама смесь. Это так называемые азеотропы. Этанол, пожалуй, наиболее часто цитируемый пример; смесь 95,6% этанола и 4,4% воды будет фактически кипеть при более низкой температуре, чем этанол или вода. Следовательно, простая перегонка не может изменить состав этих смесей. Азеотропные смеси также не могут быть разделены фракционной перегонкой и обычно требуют других подходов.
Потребление энергии
Нагревание жидкости или смеси жидкостей до кипения требует много энергии. Если эта энергия генерируется сжиганием ископаемого топлива, это увеличит выбросы углерода и, возможно, сделает процесс более дорогим. Например, для перегонки этанола требуются значительные затраты ископаемого топлива. В лаборатории простую дистилляцию часто проводят с помощью устройства, называемого rotovap, в котором применяется вакуум для снижения температуры кипения смеси. Однако для больших количеств химикатов такой подход менее практичен.
Химические реакции
Нагревание смеси до температуры кипения может вызвать нежелательные химические реакции, которые могут стать проблемой, если вы пытаетесь выделить конкретный продукт. Например, если бы вы реагировали свежим бромистым водородом с бутадиеном при 0 градусах, вы получили бы смесь, которая содержала бы больше 3-бром-1-бутена, чем 1-бром-2-бутена. Нагревание смеси, однако, приведет к другой реакции, изменяющей состав смеси так, что теперь у вас будет больше 1-бром-2-бутена, чем 3-бром-1-бутена - что может быть недостатком, если вы действительно хотел больше последнего. Кроме того, некоторые соединения могут быть чувствительными к нагреванию. Нагревание смеси, содержащей нитроглицерин (дианмит), например, было бы очень неразумной идеей.