Destillation

Prinzip der Destillation

Bei der Destillation werden Flüssigkeitsgemische durch Erhitzen getrennt. Die Flüssigkeit mit dem niedrigeren Siedepunkt verdampft beim Hochheizen zuerst und kann nach dem Kondensieren des verdampften Gases durch ein Kühlsystem wieder aufgefangen werden. Dies soll am Beispiel der Destillation von Wein ("Schnapsbrennen") aufgezeigt werden:

Siedetemperatur von Ethylalkohol: 78°C
Siedetemperatur von Wasser: 100°C
 
In unserem Beispiel würde der Alkohol theoretisch bei 78°C verdampfen, während das Wasser zunächst zurückbleibt. In der Praxis ist es aber so, dass bei 78°C auch schon ein Teil des Wassers verdampft, weshalb man nie reinen Alkohol erhält. Außerdem ist zu berücksichtigen, dass am Anfang der Destillation, dem sogenannten Vorlauf, evt. auch noch Methanol überdestilliert. Methanol besitzt eine Siedetemperatur von 64,5°C und kommt in schlecht vergärtem Alkohol gelegentlich vor. Da das Methanol giftig ist, muss der Vorlauf verworfen werden.
 
Beim Siedepunkt geht eine Flüssigkeit in den gasförmigen Zustand über, die flüssige und die gasförmige Phase stehen dann in einem thermodynamischen Gleichgewichtszustand. Da der Siedepunkt vom Außendruck abhängig ist, gelten die tabellarischen Werte für den Siedepunkt eines Stoffes bei einem Normaldruck von 1013mbar. Beim Erreichen des Siedepunktes unter Normalbedingungen entspricht der Dampfdruck einer Flüssigkeit dem äußeren Druck von 1013mbar.
 
Beim Erwärmen einer Flüssigkeit wird die zugeführte Wärme zunächst zum Aufheizen der Flüssigkeit verwendet. Je mehr sich die Temperatur der Flüssigkeit dem Siedepunkt nähert, um so mehr wird die Wärme zum Verdampfen der Flüssigkeit verwendet. Beim Erreichen des Siedepunktes steigt die Temperatur für längere Zeit nicht mehr an, sie bleibt konstant. Die zugeführte Wärme dient dann nur noch dem Verdampfen der Flüssigkeit. An der konstant bleibenden Temperatur erkennt man das Erreichen des Siedepunktes.
 
Da der Siedepunkt eines Stoffes mit abnehmendem Druck (und daher auch bei zunehmender Höhenlage sinkt, vgl. Abbildung), werden Destillationen auch unter Vakuum durchgeführt. Die Abnahme des Druckes erniedrigt die Siedetemperatur, so dass weniger Energie beim Heizen aufgewendet werden muss.