La distillation est une procédure qui sépare un mélange de liquides avec différents points d'ébullition. La distillation est une technique utile dans les laboratoires de chimie, où les chimistes l'utilisent pour purifier un composé, ainsi que dans l'industrie, en particulier dans l'industrie pétrochimique et de raffinage et dans la fabrication d'éthanol. C'est pour ce dernier que la distillation est la plus célèbre - les boissons alcoolisées sont produites par un processus de distillation.
Distillation simple

Si l'eau est placée dans un récipient scellé et laissée à s'évaporer, elle finira par atteindre un équilibre tel que la vapeur d'eau se condense aussi vite que l'eau s'évapore. La pression de la vapeur à cet équilibre est appelée pression de vapeur. La pression de vapeur est différente pour différentes substances et varie avec la température. Dans un mélange de deux liquides avec des points d'ébullition différents, la vapeur aura plus de liquide plus volatil, c'est-à-dire qu'elle s'évapore plus facilement. En simple distillation, le mélange liquide est chauffé et la vapeur monte à travers un tube et est collectée et recondensée. Le liquide recondensé aura une concentration plus élevée du composant le plus volatil que le mélange d'origine. Si les deux liquides du mélange d'origine ont des points d'ébullition très différents, un processus d'évaporation et de recondensation en une seule étape suffit. Ce processus est appelé distillation simple.
Distillation fractionnée

La distillation fractionnée est similaire à la distillation simple, sauf que le même processus est répété dans des cycles successifs. Chaque cycle produit un mélange plus riche en composé plus volatil que le mélange précédent. La distillation fractionnée est nécessaire lorsque les points d'ébullition des liquides du mélange d'origine sont suffisamment proches les uns des autres pour qu'une simple distillation ne suffise pas à purifier l'un ou l'autre des composés.
Distillation sous vide

Certains liquides bouillent à des températures aussi élevées qu'une distillation simple ou fractionnée utilisant le procédé décrit ci-dessus serait peu pratique ou dangereuse. La distillation sous vide offre cependant une autre alternative. Le point d'ébullition d'un liquide diminue lorsque la pression est réduite. Le point d'ébullition de l'eau, par exemple, est plus bas à haute altitude qu'au niveau de la mer. En réduisant la pression dans le récipient, le point d'ébullition des liquides dans le mélange peut être réduit et le mélange distillé à une température inférieure. Cette technique est appelée distillation sous vide.
Distillation azéotropique

En raison des attractions intermoléculaires entre les molécules du mélange, les mélanges peuvent avoir un point d'ébullition supérieur ou inférieur à l'un ou l'autre de leurs composants. Un mélange de ce type est appelé azéotrope. Lorsque les liquides dans l'azéotrope s'évaporent, la vapeur a la même composition que le mélange, de sorte que les azéotropes ne peuvent pas être distillés en utilisant les techniques décrites ci-dessus. Cependant, ils peuvent toujours être distillés, mais uniquement par une autre méthode.

Dans la distillation extractive, un solvant qui se mélangera librement avec un composant mais pas l'autre est ajouté au mélange. Le nouveau mélange peut ensuite être séparé par distillation. Dans la distillation réactive, en revanche, un produit chimique qui réagira avec un agent mais pas l'autre est ajouté, créant un nouveau mélange qui peut être séparé par distillation. Enfin, l'ajout de sels ioniques peut modifier les volatilités des composés dans le mélange de telle sorte qu'ils peuvent être distillés. Ces trois techniques sont appelées collectivement distillation azéotropique.