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Dans la distillation simple, un mélange de liquides est chauffé à la température à laquelle l'un de ses composants va bouillir, puis la vapeur provenant du mélange chaud est recueillie et recondensée dans un liquide. Ce processus est rapide et relativement simple, mais il existe de nombreux types de mélanges qui ne peuvent pas être séparés de cette façon et qui nécessitent une approche plus avancée.
Les impuretés
Comme le mélange en distillation simple n'est bouilli et recondensé qu'une seule fois, la composition finale du produit correspond à la composition de la vapeur, ce qui signifie qu'il peut contenir des impuretés importantes. Plus les points d'ébullition des liquides dans le mélange sont proches, plus le produit final sera impur. Par conséquent, la distillation simple n'est généralement utilisée que si les points d'ébullition des composants du mélange sont séparés d'au moins 25 degrés Celsius. Les mélanges dont les points d'ébullition sont plus proches peuvent être séparés par distillation fractionnée.
Mélanges azéotropes
Dans certains cas, les mélanges de liquides peuvent être constitués de telle sorte que, lorsqu'ils sont bouillis, leur vapeur a la même composition que le mélange lui-même. Ce sont les azéotropes. L'éthanol est peut-être l'exemple le plus souvent cité. un mélange d'éthanol à 95,6% et d'eau à 4,4% bouillira à une température inférieure à celle de l'éthanol ou de l'eau. Par conséquent, une distillation simple ne peut pas changer cette composition de mélanges. Les mélanges azéotropes ne peuvent pas non plus être séparés par distillation fractionnée et nécessitent généralement d'autres approches.
Consommation d'énergie
Chauffer un liquide ou un mélange de liquides à ébullition prend beaucoup d'énergie. Si cette énergie est générée par la combustion de combustibles fossiles, cela augmentera les émissions de carbone et rendra peut-être le processus plus coûteux. Des quantités considérables de combustibles fossiles, par exemple, sont nécessaires pour distiller l’éthanol. En laboratoire, une distillation simple est souvent effectuée avec un appareil appelé rotovap, qui applique un vide pour réduire le point d'ébullition d'un mélange. Toutefois, pour de grandes quantités de produits chimiques, ce type d’approche est moins pratique.
Réactions chimiques
Porter un mélange à ébullition peut provoquer des réactions chimiques indésirables, ce qui peut poser problème si vous essayez d'isoler un produit spécifique. Si vous faites réagir du bromure d'hydrogène frais avec du butadiène à 0 degré, par exemple, vous obtiendrez un mélange contenant plus de 3-bromo-1-butène que de 1-bromo-2-butène. Toutefois, le chauffage du mélange provoquerait une autre réaction, modifiant la composition du mélange de sorte que vous disposiez maintenant de plus de 1-bromo-2-butène que de 3-bromo-1-butène - ce qui pourrait être un inconvénient si vous vraiment voulu plus de ce dernier. De plus, certains composés peuvent être sensibles à la chaleur. Chauffer un mélange contenant de la nitroglycérine (dyanmite), par exemple, serait une idée très peu judicieuse.