Damit wir ein Stoffgemisch trennen können, benötigen wird sowohl das Wissen über seine charakteristische Stoffeigenschaften, als auch die Erkenntnis, dass ein Stoffgemisch vorliegt. Ob ein Stoff als Reinstoff oder Gemisch vorliegt, können wir unter Umständen mit bloßem Auge erkennen oder durch die Messung der Schmelztemperatur (bei festen Stoffen) bzw. Messung der Siedetemperatur (bei flüssigen Stoffen).
Liegt uns nun ein flüssiges Stoffgemisch vor, so können wir dieses mit Hilfe der sogenannten Destillation (als Verfahren zur Stofftrennung) in einzelne Stoffe. Allgemein verwenden wir die Destillation als Trennverfahren, um Flüssigkeitsgemische mit unterschiedlicher Siedetemperatur der einzelnen Komponenten voneinander zu trennen. Aufgrund seiner Bedeutung ist die Destillation heutzutage eines der wichtigsten Trennverfahren überhaupt, beispielsweise um aus Rohöl Benzin zu gewinnen.
Aus diesem Grund soll nun das Trennverfahren der Destillation einfach und kurz dargestellt werden:
Nach der allgemeinen Definition findet bei der Vermischung von Stoffen keine chemische Reaktion statt. Daher “behalten” die einzelnen Stoffe in dem Stoffgemische (teilweise) ihre Eigenschaften wie die Siedetemperatur. Aus diesem Grund Stoffgemische lassen sich durch physikalische Trennverfahren (wie z.B. der Destillation) in ihre Komponenten zerlegen bzw. einzelne Komponenten aus dem Stoffgemisch abtrennen.
Nachfolgend ist eine (einfache) Destillationsapparatur abgebildet, so wie sie im Labor verwendet wird.
Im Prinzip ist der Vorgang bei der Destillation immer der gleiche:
Bevor wir allerdings mit der Destillation beginnen, überzeugen wir uns, dass die zu trennenden Stoffe unterschiedliche Siedepunkte haben. Um eine (einfache) Destillation sinnvoll durchführen zu können, sollten die Siedepunkte der einzelnen Stoffe 30°C auseinander liegen.
Wie bereits eingangs erwähnt, ist die Destillation eine Methode zur Trennung flüssiger Gemische, wobei die verschiedenen Stoffe im Stoffgemisch verschiedene Siedepunkte haben.
Dies für das Wasser-Alkohol-Gemisch gegeben. Das Flüssigkeitsgemisch besteht aus zwei Flüssigkeiten. Darüber hinaus haben sie zwei unterschiedliche Siedetemperaturen, die auch weit genau auseinander liegen, um den Alkohol abzutrennen. Unter Laborbedingungen siedet Wasser bei 100°C. Der Siedepunkt von Alkohol ist niedriger und liegt bei 78°C. Alkohol ist also der “flüchtigere” Stoff mit der niedrigeren Siedetemperatur.
Erhitzt man nun das Gemisch von Alkohol und Wasser, so erreicht der Alkohol (bei ca. 80°C) als erste Komponente den Siedepunkt und beginnt zu Sieden bzw. zu Verdampfen. Daher enthält der aus dem Rundkolben aufsteigende Dampf viel mehr Alkohol als Wasser.
In der oben gezeigten Destillationsapparatur wird nun der Dampf am Destillieraufsatz durch einen Kühler abgeleitet und abgekühlt. Dadurch kondensiert der Dampf und wird flüssig (wir haben nun also flüssigen Alkohol). Diese Flüssigkeit wird nun am “Ausgang” des Kühlers mit einem Auffanggefäß aufgefangen.