distillazione
distillazione
Separare i componenti di una soluzione
Acqua di mare, acqua dolce, acqua potabile, acqua distillata, acqua demineralizzata: evidentemente l'acqua non è tutta uguale! Nel mare sono disciolte diverse sostanze, la principale delle quali è il sale comune. Anche l'acqua di rubinetto contiene sali disciolti, sia pure in minor misura. La distillazione è un procedimento attraverso il quale è possibile ottenere da queste acque naturali acqua e altri liquidi chimicamente puri
L'acqua pura: le fasi della sua distillazione
Se scaldiamo l'acqua di rubinetto in un opportuno recipiente, giunti all'ebollizione, l'acqua diviene vapore che sale lungo il collo, mentre i sali, molto meno volatili, restano nel pallone. Il vapore arriva poi nella parte alta del recipiente, detta testa della distillazione, e da lì nel tubo laterale, la cui parete è raffreddata da una circolazione di acqua corrente fredda. Diminuendo la temperatura il vapore ridiventa liquido (condensazione) e si raccoglie infine nel recipiente ricevitore. Adesso il liquido è costituito praticamente solo da acqua, che viene detta perciò distillata.
Sottoponendo l'acqua distillata a ulteriore distillazione si ottiene l'acqua bidistillata, nella quale le tracce di soluti disciolti sono ancora più piccole. Per purificare l'acqua esistono altri metodi come la demineralizzazione e la deionizzazione. Acqua distillata, bidistillata, demineralizzata, deionizzata sono tutte forme di acqua chimicamente pura, differenti tra loro quasi solo per il metodo di preparazione. Questa purezza chimica non va confusa con quel che s'intende comunemente con acqua pura. Quando diciamo che l'acqua di una sorgente è pura, intendiamo che essa è priva di batteri dannosi o di sostanze tossiche. L'acqua di sorgente in realtà contiene sali disciolti ed è un bene che sia così: infatti l'acqua distillata e le altre acque private di ogni soluto solido non sono più potabili!
Distillazione frazionata
La distillazione può essere usata anche per separare almeno parzialmente miscele di due liquidi. Per esempio, nel vino sono contenuti acqua, in maggior quantità, e alcol etilico. L'alcol etilico bolle a una temperatura più bassa, circa 78 °C , rispetto ai 100 °C dell'acqua. Quindi scaldando il vino l'alcol evaporerà in maggiore quantità rispetto all'acqua e nella prima fase della distillazione il liquido nel ricevitore sarà più ricco in alcol rispetto al vino originario. Non si tratterà però di alcol puro perché anche l'acqua, scaldata a temperature più basse di 100 °C, tende comunque a evaporare. Per ottenere la completa separazione dei due liquidi dovremmo distillare nuovamente la frazione appena separata e così via più volte.
Dal punto di vista pratico si opera in realtà in maniera diversa: tra il recipiente di distillazione e la sua testa si mette una colonna adeguatamente lunga, riempita, per esempio, di palline di vetro o di filamenti di acciaio, sui quali il liquido che evapora condensa e poi evapora di nuovo ripetutamente. In questo modo il vapore che sale si arricchisce via via del componente più volatile. La tecnica descritta si chiama distillazione frazionata ed è utilizzata anche oggi per ottenere i cosiddetti superalcolici come la grappa.
Applicazioni antiche e moderne
La tecnica della distillazione fu praticata fin dall'antichità nel mondo classico occidentale ma anche in Cina e in India. Viene tuttora utilizzata per estrarre dalle piante aromi e principi medicinali. La distillazione delle bevande alcoliche arrivò in Occidente verso il 12° secolo grazie agli Arabi che inventarono metodi di raffreddamento dei vapori, essenziali per condensare una sostanza volatile come l'alcol. In antichi manoscritti o in opere d'arte sono raffigurate le apparecchiature con cui si cercava anche nel passato di migliorare il processo di separazione.
La distillazione frazionata viene utilizzata anche per separare il petrolio in frazioni. Il processo avviene in alti impianti di forma cilindrica, detti colonne, scaldati dal basso in maniera da far evaporare la miscela greggia. In questo modo, da opportune aperture a varie altezze della torre di distillazione si possono ottenere differenti frazioni, chiamate rispettivamente benzina, kerosene, gasolio e altre ancora, ciascuna costituita da miscele di idrocarburi di volatilità simile.