Destilleerimine

Destilleerimiseks ehk destillatsiooniks nimetatakse vedeliku aurustamist keetmisel ja sellele järgnevat kondenseerimist vastuvõtjasse. See on vedelate segude korral kasutatav lahutamise (puhastamise) meetod, mis põhineb keeva segu komponentide lenduvuse erinevusel. Destillatsioon on füüsikaline lahutusmeetod, mitte keemiline reaktsioon. Seadet, mille abil vedelikke eraldatakse lahusest, nimetatakse destilleerimisseadmeks ehk destillaatoriks. Selle protsessi puhul lahutatavat segu keedetakse. Aurufaas on kergemini lenduvate komponentide poolest rikkam kui vedel faas, tekkivad aurud kondenseeritakse ja kogutakse destillaadina, mille koostis sarnaneb aurufaasi omaga. Eri ainetel on erinev keemistemperatuur. Aine hakkab keema temperatuuril, mille juures tema aururõhk saab võrdseks välisrõhuga. See kehtib ka ainete segu korral. Komponendi aururõhk sõltub tema moolkontsentratsioonist ainete segus. Raoulti ja Daltoni seadustest tuleneb valem: PA = PA0 • X, kus X on komponendi moolkontsentratsioon vedelas faasis; PA0 on puhta komponendi A aururõhk; PA komponendi aururõhk segus. Reaalsetes süsteemides kehtib see valem ligikaudu. Keemialaborites ja keemiatööstustes on destillatsioon väga palju kasutatav protsess ning välja on töötatud erinevaid võimalusi pakkuvad meetodid. Destilleerida võib nii pideva (tavaliselt tööstuses) kui ka tsüklilise (tavaliselt laboris) protsessina. Lihtdestillatsioon – kasutatakse kui vedeliku komponentide keemistemperatuuride vahe on piisavalt suur (üle 100 °C) ekstraktiivset destillatsiooni (extractive distillation) kasutatakse lähedaste lenduvustega ainete korral; lisatakse ainetega segunev kõrgelt keev komponent (solvent), mis muudab erinevalt lahutatavate ainete suhtelisi lenduvusi destilleeritavasse segusse lisatakse selles lahustuv sool (salt-effect distillation), mis suurendab ainete suhtelist lenduvust ja lagundab võimaliku aseotroobi Vaakumdestillatsioon – kasutatakse kõrge keemistäpiga vedelike korral, mis normaalrõhul destilleerimisel hakkavad lagunema Rotatsioonaurusti – laboratoorne seade lahustite efektiivseks üleajamiseks Fraktsioneeriv destillatsioon – mõõdukalt erinevate keemistemperatuuridega vedelike lahutamine kasutades fraktsioneerimiskolonni, milles toimub korduv aurustumine ja kondensatsioon Destillatsioonikolonn – fraktsioneeriva destillatsiooni või rektifikatsiooni seadme juurde kuuluv kolonn vedelate segude lahutamiseks Rektifikatsioon – fraktsioneeriva destillatsiooni meetod lähedase keemistemperatuuriga vedelike lahutamiseks kasutades rektifikatsioonikolonni, milles täiuslikum lahutamine saavutatakse tagasijooksu reguleerimisega Rektifikatsioonikolonn – rektifikatsiooniseadme juurde kuuluv täidis-, taldrik- või kelmekolonn Veeaurudestillatsioon – kasutatakse kõrgelt keevate vees lahustumatute vedelike korral, mis normaalrõhul destilleerides hakkavad lagunema Samaaegne destillatsioon-ekstraktsioon – hüdrofoobne veeauruga kaasadestilleerunud aine püütakse veega mitteseguneva lahustiga vastuvõtjasse Aseotroopne destillatsioon – kasutatakse vee (niiskuse) väljaajamiseks vedelikust aseotroobina sobiva (benseen, tolueen) lisandiga Deani-Starki aparaat – vee väljaajamiseks tagasikeetmisega Reaktsioonidestillatsioon – reaktsiooni nõu on ka destillatsiooni kolviks Molekulaardestillatsioon – kasutatakse kõrgmolekulaarsete ja termiliselt ebapüsivate orgaaniliste ainete segude lahutamiseks või puhastamiseks suures vaakumis aurustamisega keemistemperatuurist madalamal temperatuuril Tööstuslik destillatsioon – suuremahulised destillatsioonimeetodite rakendused tootmises: keemiatööstus, põlevkivitööstus, naftakeemia, vedelkütused, toiduainetetööstus, alkohoolsed joogid jm Pidev destillatsioon – tehnoloogia suuremahulisteks destillatsioonideks ilma katkestusteta, s.t lähtematerjali pideva lisamisega ja fraktsioonide pideva väljavõtmisega; vastupidine oleks perioodiline ehk annus destillatsioon Kuivdestillatsioon – tahke materjali õhu juurdepääsuta kuumutamisel tekkivate gaasiliste või vedelate produktide üleajamine; vähesel määral võib esineda pürolüüs Destruktiivne destillatsioon – orgaanilise materjali kuumutamine (tavaliselt õhu juurdepääsuta) kõrgel temperatuuril spetsiaalses destillatsiooni retordis, kusjuures suured molekulid lagunevad väiksemateks, s.t esineb pürolüüs Alkeemikud kasutasid destillatsiooniks retorti Lihtne laboratoorne destillatsiooniseade Viinavabriku vasksed üleajamisaparaadid Tööstuslikud destillatsiooni tornid Rotatsioonaurusti Veeaurudestillatsiooni seade Vigreux' kolonn ehk deflegmaator Lihtsaim jahuti – Liebigi jahuti Allonž ehk "piip" Sõrmjahuti Claiseni destillatsioonikolb Deani-Starki aparaadi skeem Destillatsiooniseade vaakumis vahetatavate vastuvõtjatega Aurustumine Aurustumissoojus Flegma Jahuti Keemine Keemistemperatuur Piiritus Rektifikatsioon Soxhleti ekstraktor Tagasijooks Kanger, T.; Laasik, M. (koost). Orgaanilise keemia praktikum. Laboritehnika. Tallinn, TTÜ Kirjastus 2004, 54 lk. Timotheus, H.; Tuulmets, A. Orgaanilise sünteesi praktikumi laboratooriumitehnika. Tartu, 1983.