Distillazione

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Distillazione in corrente di vapore

Quando si riscalda una miscela di due liquidi non miscibili, le relative tensioni di vapore non subiscono alcuna variazione e, finché i due liquidi non si stratificano uno sull'altro, la temperatura di ebollizione della miscela rimane inferiore a quella del componente più volatile. La composizione del vapore in equilibrio con la miscela dipende solo dal rapporto tra le tensioni di vapore dei due liquidi a quella determinata temperatura. In particolare, se uno dei due liquidi è l'acqua, si realizza una distillazione in corrente di vapore, che viene usata soprattutto per composti altobollenti che potrebbero decomporsi nelle normali condizioni di distillazione. Un limite di questa tecnica è la richiesta che il composto non sia solubile in acqua né reagisca con essa.

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Distillazione a pressione ridotta

A temperatura atmosferica molti liquidi bollono a temperature estremamente alte, alle quali può aver luogo un processo di decomposizione totale o parziale della miscela. In questi casi, è necessario ricorrere a metodi diversi, tra i quali la distillazione a pressione ridotta, che consente di distillare qualunque miscela a una temperatura inferiore al suo normale punto d'ebollizione; maggiore è il vuoto che si riesce a ottenere, minore sarà la temperatura di ebollizione. Ad esempio, operando a 0,07 atmosfere, l'anilina può essere distillata a 100 °C. La distillazione a pressione ridotta è efficace quanto il processo in corrente di vapore e non presenta limiti di applicabilità, ma è decisamente più costosa; spesso quindi essa viene usata solo quando quest'ultima tecnica non è applicabile. La distillazione condotta con un vuoto quasi completo, chiamata distillazione molecolare, viene spesso usata per purificare vitamine e altri prodotti instabili. La sostanza viene posta su una piastra, in un ambiente sotto vuoto, e riscaldata: un'altra piastra raffreddata, e collocata il più vicino possibile alla prima, funge da condensatore. La maggior parte del composto passa da una piastra all'altra con perdite minime.

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Distillazione molecolare per centrifugazione

Se un'alta colonna viene riempita con una miscela di gas, chiusa ermeticamente e posta in verticale, per effetto della forza di gravità al suo interno si verifica una parziale separazione dei gas, in base alla densità relativa. Utilizzando una centrifuga, le forze in grado di separare i componenti meno densi da quelli più densi vengono amplificate migliaia di volte, e permettono di separare in modo molto efficace composti quasi del tutto identici. Questo metodo viene ad esempio impiegato per separare le molecole di esafluoruro d'uranio, UF₆, che contengono uranio 235, da quelle che contengono uranio 238.

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Sublimazione

Il passaggio di una sostanza direttamente dallo stato solido a quello gassoso, per poi tornare nella fase solida, senza formazione di liquido, viene detto sublimazione. L'operazione viene condotta in modo analogo alla distillazione, ponendo attenzione al fatto che il vapore, solidificando, non ostruisca l'apparecchio. Non è possibile condurre sublimazioni frazionate, perciò in genere questo metodo viene usato solo per purificare solidi volatili (come lo iodio) da impurezze solide non volatili.

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Distillazione distruttiva

Questo processo, in un'unica operazione, provoca il riscaldamento ad alte temperature di una sostanza, ottenendone la decomposizione in diversi prodotti e successivamente separandoli per frazionamento. Esempi importanti di distillazione distruttiva sono quella del carbone per produrre coke, pece, metano e ammoniaca, e quella del legno per ottenere carbone, acido acetico, acetone e metanolo. L'ultimo processo però è stato ampiamente sostituito dai metodi sintetici. Un processo affine alla distillazione distruttiva è il cracking del petrolio.