Дистилляция, или перегонка

Вода из крана нам кажется чистой, прозрачной, она не имеет запаха. Но на самом ли деле это так? Не содержит ли вода примесей? Если заглянуть в чайник, то на его стенках и на спирали можно обнаружить накипь и коричневый налёт, которые образуются после многократного кипячения в нём воды. Известковый налёт на кранах, плитке говорит о том, что вода – водопроводная и природная – является однородной смесью веществ. Естественно, что содержание примесей в такой воде незначительное. Все лекарственные препараты готовят только из очищенной воды, которую называют дистиллированной.

Воду, не содержащую примесей других веществ, получают с помощью процесса, который называется дистилляцией, или перегонкой. Сущность этого метода состоит в том, что смесь нагревают до кипения, образующиеся чистые пары вещества охлаждаются и снова превращаются в жидкость, которая не содержит примесей.

Проведём эксперимент. В перегонную колбу нальём воды, которую подкрасим немного в оранжевый цвет. В холодильник подаётся вода, а содержимое колбы нагреваем до кипения. Пары воды в холодильнике охлаждаются, и дистиллированная вода стекает в приёмник.

Уже очищенную дистилированную воду используют для приготовления лекарств, растворов в химических лабораториях. Дистиллированную воду заливают в аккумуляторы.

Для получения твёрдого вещества из раствора используют выпаривание, или кристаллизацию.

Кристаллизация является одним из способов выделения и очистки твёрдых веществ. Как правило, при нагревании растворимость твёрдых веществ в воде увеличивается. А при охлаждении раствора часть вещества выпадает в виде кристаллов.

Для получения кристаллов твёрдого вещества можно использовать метод выпаривания. Выпаривание можно производить в специальных чашках для выпаривания и в кристаллизаторах.

Соляные озёра также являются бассейнами для кристаллизации. Вода здесь испаряется, соль при этом кристаллизуется, её очищают, затем она идёт на стол к потребителю.

Перегонку используют ещё и для разеления смесей на отдельные компоненты – фракции, которые различаются температурами кипения. Например, перегонкой разделяют нефть на фракции, так как нефть представляет собой смесь. При фракционной перегонке нефти образуются следующие продукты: бензин, лигроин, керосин, газойль, дизельное толиво, мазут и прочие.

Этот процесс идёт в ректификационных колоннах. Бензин, который при этом получают, является основным топливом для легковых автомобилей, дизельное топливо (солярка) является топливом для тракторов и грузовиков. Керосин является топливом для самолётов.

Жидкость можно разделить на компоненты, а газы разделить сложнее. Сначала смесь газов нужно превратить в жидкий раствор, а потом подвергнуть его дистилляции. Например, воздух сжижают, превращают его в жидкость, а затем за счёт разных температур кипения разделяют на фракции. Первым из воздуха выделяется азот, так как у него самая низкая температура кипения, затем из смеси кислорода и аргона выделяют аргон и только потом кислород. Он содержит примеси, но в технических целях его использовать можно: для сварки, химического производства. А вот в медицинских целях используют чистый кислород.

Азот, полученный при перегонке, идёт на производство аммиака, который необходим при производстве азотных удобрений, лекарственных и взрывчатых веществ, азотной кислоты.

Аргон, который получают при перегонке воздуха, используется при аргоновой сварке.

Проведём небольшой эксперимент по выращиванию кристаллов соли. Его можно сделать даже в домашних условиях и получить кристаллы разные по цвету, размерам и форме. Для этого приготовим горячий насыщенный раствор соли. Для этого в горячей воде растворяем соль до тех пор, пока она не перестанет растворяться. Затем отфильтруем раствор через воронку с ватой в чистый термос и оставим на 2—3 часа. Затем выливаем раствор в стакан и вносим в него маленький кристаллик соли на ниточке. Накроем сосуд крышкой и оставим на время. Через несколько дней у нас вырастет большой кристалл соли.