Potřebujete k oddělení složek směsi využít metodu destilace a nevíte, jak na to? Jak sestavit složitě vypadající skleněnou aparaturu a provést destilaci správně? Čtěte dále a dozvíte se tipy a triky, které se Vám budou v laboratoři hodit. Navíc Vám pomůžeme vybrat správné komponenty pro sestavení destilační aparatury.
Na úvod si dopřejme trošku teorie:
Destilace je způsob oddělování kapalných látek (nebo kapalných látek od netěkavých) na základě různé teploty varu. Uplatňuje se zejména v chemickém průmyslu při zpracování ropy a v potravinářství při výrobě destilátů. Je to velmi obvyklá separační metoda v organické chemii. Při destilaci se oddělují dvě nebo více látek, které se liší bodem varu (těkavostí). Při zahřátí dvousložkové směsi na teplotu varu přechází do plynné fáze směs bohatší na těkavější složku.
Destilační postupy se volí podle typu směsi a povahy složek. Základní postupy zahrnují prostou destilaci, frakční destilaci, destilaci za sníženého tlaku, destilaci s vodní parou, azeotropní destilaci a molekulární destilaci. Od teorie nyní přejděme k zábavnější části, kterou je bezpochyby sestavení aparatury. Ukážeme si běžně používanou aparaturu pro prostou destilaci:
Aparatura je složená z baňky s kulatým dnem , destilačního nástavce , chladiče , alonže , jímací nádoby (baňka s plochým nebo kulatým dnem nebo Erlenmeyerova baňka vhodného objemu) a teploměru . Dále potřebujeme zdroj tepla ( kahan , topné hnízdo , vodní lázeň …) a vody, laboratorní stojany , držáky , svorky , klemy , případně síťku nad kahan . Jednotlivé součásti aparatury jsou spojeny pomocí zábrusů. Zábrusy se před sestavením aparatury musí namazat Ramseyovým tukem nebo vazelínou. Je nutné, aby aparatura byla pevně přichycena ke stojanu pomocí svorek a držáků, vždy v místě spojení jednotlivých součástí aparatury, a stála rovně, aby se předešlo pnutí mezi jednotlivými součástmi.
Na závěr přinášíme tipy pro úspěšné provedení destilace:
- destilační baňka se plní maximálně do 2/3 svého objemu; pokud je naplněna více, dochází k přestřikování kapalné fáze do chladiče, je-li naplněna méně, působí horní část baňky jako zpětný chladič
- abychom předešli tzv. skrytému varu (nekontrolovatelnému vzkypění kapaliny), vložíme do baňky varné kamínky (malé střípky porcelánu nebo kameniny)
- na destilační baňku se připojí destilační nástavec, v jehož horní části je otvor pro zasunutí teploměru; používá se takový teploměr, aby rezervoárek zasahoval až do ústí chladiče nebo cca 1 cm pod něj (aby páry odcházející do chladiče omývaly teploměr)
- volba chladiče by měla odpovídat očekávané teplotě varu; vodní chladič se používá do teploty par maximálně 150°C (Liebigův, kuličkový nebo spirálový chladič); při destilaci kapalin s vyšší teplotou varu se používá vzdušný chladič, který je tvořený jednoduchou dlouhou skleněnou trubicí
- Liebigův a kuličkový chladič se spojuje s ostatními částmi aparatury v mírně sešikmené poloze, zatímco spirálový chladič by měl být umístěn svisle, aby se v něm nezadržoval destilát; chladič se pomocí svorek a držáků připevní ke stojanu
- destilaci zásadně neprovádíme až do úplného odpaření destilované kapaliny, vždy ponecháváme malé množství destilované kapaliny jako destilační zbytek
- při zahřívání destilační baňky prostřednictvím lázně je nutné do lázně vložit teploměr a dbát na to, aby lázeň měla teplotu asi o 20 až 30°C vyšší, než je teplota varu destilované kapaliny
- zahřívání je třeba provádět rovnoměrně a pomalu tak, aby destilát odkapával rychlostí asi 100 kapek za minutu
- pokles teploty na teploměru v průběhu destilace (je-li baňka stále zahřívána) indikuje, že se připravuje destilace výševroucí složky
- spoje jednotlivých dílů aparatury musí být těsné, aparatura jako celek však musí být spojena s atmosférou
- při destilaci dbáme bezpečnostních předpisů a nevzdalujeme se od aparatury
Prostou destilací oddělujeme od sebe kapalné látky o značně rozdílné těkavosti. Můžeme tak například vyrábět čistá rozpouštědla, jako je čištěná voda (Aqua purificata) nebo ethanol. Využijeme ji i při hodnocení složení nebo čistoty kapalné směsi.
Tento článek není úplným návodem k provedení prosté destilace, slouží spíše k seznámení se s aparaturou a obecným průběhem reakce. Před svojí první vlastní destilací si podrobně nastudujte vlastnosti látek, se kterými budete pracovat. Ať se vám daří!
Zdroj:
- webové stránky Vyšší odborné školy zdravotnické a Střední zdravotnické školy v Hradci Králové (http://lat.zshk.cz/vyuka/destilace.aspx)
- webové stránky Pedagogické fakulty Masarykovy univerzity, katedry chemie (http://www.ped.muni.cz/wchem/sm/hc/labtech/pages/destilace.html)
- wikipedie (https://cs.wikipedia.org/wiki/Destilace)
