Садржај
Вредне природне супстанце често се јављају као смеше које садрже и пожељне и непожељне компоненте. На пример, сирова нафта укључује разне врсте угљоводоника који су погодни за различите примене горива, вода у океану има висок садржај соли, а гвожђа руда садржи минерална нечистоћа поред употребљивог гвожђа. Током векова, људи су развили бројне начине рафинирања или пречишћавања природних материјала. Једноставна дестилација и фракциона дестилација две су варијације основне технике раздвајања различитих састојака течности.
Паре и испаравање
Однос између температуре и испаравања је кључан за разумевање и једноставне и фракцијске дестилације. Када се течност налази у отвореном спремнику, атмосфера врши притисак на површину течности према доле. Овај атмосферски притисак делује противно притиску испарења течности, који се ствара кинетичком енергијом молекула који испаравају са површине течности. Како температура течности расте, повећава се и просечна молекуларна кинетичка енергија; више молекула испарава, што доводи до већег притиска паре. До кључања долази када молекули могу слободно испаравати, јер је течност постигла температуру на којој је притисак паре једнак атмосферском притиску.
Једноставно раздвајање
Различита једињења имају различите температуре кључања. Слично томе, у било којој датој температури различита једињења ће имати различите притиске паре. Ако се течна смеша различитих једињења загрева у затвореној посуди, састав пара заробљених изнад течности ће одражавати ове разлике. Пара ће садржати више молекула једињења са вишим притиском паре и мање молекула једињења са нижим притиском паре. Једињење са веома високом температуром кључања у односу на остала једињења у смеши ће скоро да нема паре, а неиспарљиве растворене чврсте материје, као што је со, остаће као талог у загрејаној посуди. Једноставна дестилација је процес сакупљања ове паре и хлађења тако да се она поново кондензира у течност. Једноставна дестилација раздваја компоненте течне смеше јер кондензована течност садржи већи удио једињења са већим притиском паре, а оригинална течност садржи већи удео једињења са нижим притиском паре.
Дестилациона дилема
Једна једноставна дестилација мења удео једињења у две завршне течности, али не постиже се потпуно одвајање. Процес се може поновити да би се постигли прогресивно виши степени одвајања, али то је такође расипно, јер током сваког поступка дестилације неки молекули бјеже у атмосферу, а неки остају као остаци у дестилацијској опреми. Фракцијска дестилација рјешава ову дилему - побољшавајући једноставну дестилацију постизањем виших ступњева раздвајања у само једном поступку дестилације.
Једна колона, више испаравања
Примарна разлика између фракцијске дестилације и једноставне дестилације је додавање фракционирајућег стуба између загрејаног спремника и места на коме се пара кондензује. Ова колона је испуњена материјалима, попут танких металних жица или стаклених перлица, који подстичу кондензацију јер имају велику површину. Како се паре дижу кроз фракционирајућу колону, на хладнијим површинама ових материјала кондензују се у течност. Вруће паре које се подижу одоздо узрокују да ова течност испарава, затим се поново кондензује, затим поново испарава и тако даље. Сваким испаравањем настаје пара са већим удјелом молекула са већим притиском паре. Тако се фракционом дестилацијом постиже врхунско одвајање с мањим губицима материјала, јер је један поступак еквивалентан вишеструким круговима једноставне дестилације.