Par John Brennan
Mis à jour le 24 mars 2022
Lors d'une distillation simple, un mélange de liquides est chauffé à la température à laquelle un composant bout. La vapeur résultante est collectée et recondensée en liquide. Bien que rapides et simples, de nombreux mélanges ne peuvent pas être séparés de cette façon et nécessitent des techniques plus avancées.
Étant donné que le mélange est bouilli et recondensé une seule fois, le produit final reflète la composition de la vapeur. Lorsque les points d’ébullition des composants sont proches, le distillat peut contenir des impuretés importantes. En pratique, une simple distillation n’est efficace que lorsque la différence de point d’ébullition est d’au moins 25°C. Les mélanges avec des points d'ébullition plus proches sont mieux traités par distillation fractionnée.
Certains mélanges liquides forment des azéotropes, c'est-à-dire des compositions qui bout à une température constante et conservent la même composition de vapeur que le liquide. Un exemple classique est l’éthanol à 95,6 % avec 4,4 % d’eau, qui bout à une température plus basse que l’un ou l’autre des composants purs. Une simple distillation ne peut pas briser un azéotrope ; la distillation fractionnée non plus. D'autres méthodes, telles que la distillation azéotropique ou extractive, sont généralement nécessaires.
Chauffer un liquide ou un mélange jusqu’à son point d’ébullition nécessite une énergie importante. Lorsqu’elle est alimentée par des combustibles fossiles, cela augmente les émissions de carbone et les coûts d’exploitation. Par exemple, la distillation de l’éthanol à l’échelle industrielle nécessite de grandes quantités de carburant. Les installations de laboratoire utilisent souvent un évaporateur rotatif (rotovap) qui applique un vide pour abaisser le point d'ébullition, mais cette approche est moins pratique pour la production en vrac.
Des températures élevées peuvent déclencher des réactions indésirables, altérant le produit souhaité. Par exemple, chauffer un mélange de bromure d'hydrogène et de butadiène peut modifier le rapport entre le 3‑bromo‑1‑butène et le 1‑bromo‑2‑butène. Les composés sensibles à la chaleur, tels que la nitroglycérine, présentent des risques pour la sécurité s'ils sont soumis à des températures d'ébullition. Par conséquent, la stabilité thermique du mélange doit être considérée avant de choisir une distillation simple.