La distillazione consente di separare le componenti di una miscuglio sfruttando il diverso punto di ebollizione delle sostanze che lo compongono. Con questa tecnica, ad esempio, è possibile dividere il solvente di una soluzione dai soluti come nel caso della produzione dell’acqua distillata. Infatti, la temperatura di ebollizione dell’acqua (100°C alla pressione di 1 atm) è sicuramente inferiore al punto di ebollizione dei sali disciolti, per cui è possibile impiegare il distillatore, come nella figura, per separarli.
Le vinacce, ottenute dalla svinatura dei vini rossi, possono essere distillate per ottenere la grappa. E’ anche possibile frazionare sistemi normalmente allo stato gassoso dopo averli liquefatti. Un esempio è la separazione di azoto e di ossigeno previa liquefazione dell’aria.
I campi di applicazione sono svariati e quindi è importante disporre, in un laboratorio scolastico, di un distillatore in grado di trattare almeno piccole quantità di campioni. L’apparecchiatura, di facile impiego, che può essere adottata è quella esposta nella foto seguente.
Il distillatore è costituito da un pallone codato chiuso da un tappo forato posto nella parte superiore e attraversato da un termometro (da -10ºC a 150ºC, sensibilità 1ºC). Lateralmente vi è collegato un condensatore che costituisce il sistema refrigerante dove avviene la condensazione dei vapori. Il pallone dovrà contenere il miscuglio da riscaldare per mezzo di una cuffia termica che lo avvolge (in alternativa si può usare una piastra termica o la fiamma di un becco bunsen). Questa provvederà a far aumentare, lentamente ed omogeneamente, la temperatura fino a raggiungere quella di ebollizione della componente più volatile. Il vapore che si formerà si incanalerà nel tubicino interno del condensatore e in questa zona più fredda, grazie alla corrente contraria d’acqua di rubinetto che si incanala nella parte cilindrica più esterna del sistema refrigerante, avverrà la condensazione del vapore. Quest’ultimo, diventato liquido, verrà raccolto in un beckerino posto all’estremità bassa del condensatore. Nel disegno seguente si può osservare lo schema tecnico con i relativi particolari. Per separare la prima componente più volatile dal resto, si dovrà attendere che la temperatura raggiunga quella del suo punto di ebollizione e interrompere la distillazione subito dopo la sosta termica e cioè non appena ci accorgiamo che la temperatura salirà di qualche grado. LINK PER L’ACQUISTO
Una semplice esercitazione che si può eseguire in laboratorio è quella di utilizzare una miscela costituita da acqua ed etanolo da distillare.
“DISTILLAZIONE DI UNA MISCELA ACQUA-ETANOLO”
Obiettivo: separare l’etanolo dall’acqua.
Materiali: distillatore, beckerino da 100 cc, termometro (da -10ºC a 150ºC, sensibilità 1ºC), cuffia riscaldante, sostegno metallico con base in ghisa, tubicini in gomma per collegare il condensatore al rubinetto dell’acqua e allo scarico del lavandino.
Miscuglio: miscela costituita da etanolo al 10% in acqua.
Valutazione rischi: usare il distillatore sotto cappa o in un ambiente areato; indossare camice e guanti termici per evitare che si venga a contatto con parti calde e/o sostanze bollenti; usare occhialetti di protezione. Attenzione ad eventuali fuoriuscite di liquidi che potrebbero cadere sulla cuffia o piastra riscaldante provocando schizzi bollenti pericolosi od anche corto circuiti dell’impianto elettrico che dovrebbe essere in sicurezza con interruttore differenziale (salva vita). Eseguire l’esperienza in presenza dei docenti di laboratorio.
Procedimento:
- Assemblare il distillatore come nella figura collegandolo al rubinetto dell’acqua e allo scarico del lavandino per mezzo dei tubi di gomma;
- Versare circa 50 ml della miscela acqua-etanolo nel pallone del distillatore;
- Chiudere ermeticamente la parte superiore del pallone con un tappo di gomma attraversato da un termometro;
- Avvolgere il pallone con una cuffia riscaldante o in mancanza di questa porre il pallone in un becker contenente acqua di fonte a bagno-maria.
- Posizionare un becker da 100 ml sotto il tubo di uscita del condensatore per raccogliere il distillato;
- Accendere la cuffia riscaldante e annotare i valori di temperatura che si avranno durante la sosta termica;
- Attendere che si formino le prime goccioline di etanolo ed interrompere la distillazione non appena si alzerà di poco la temperatura della sosta termica raggiunta.
- Lasciare raffreddare il tutto prima di smontare l’apparecchiatura.
