การกลั่น

การกลั่น (Distillation)

การกลั่น (distillation) เป็นการแยกสารที่มีสถานะเป็นของเหลว
ออกจากสารละลาย โดยอาศัยจุดเดือดที่ต่างกัน โดยที่สารบริสุทธิ์แต่ละ
ชนิด เปลี่ยนสถานะได้ที่อุณหภูมิจำเพาะ สารที่มีจุดเดือดต่ำจะเดือด
เป็นไอออกมาก่อน เมื่อทำให้ไอของสารมีอุณหภูมิต่ำลงจะควบแน่น
กลับมาเป็นของเหลวอีกครั้ง

การกลั่นแบบธรรมดาหรือการกลั่นอย่างง่าย(simple distillation)

 เป็นวิธีการที่ใช้กลั่นแยกสารที่ระเหยง่ายซึ่งปนอยู่กับสารที่ระเหยยาก การกลั่นธรรมดานี้จะ ใช้แยกสารออกเป็นสารบริสุทธิ์เพียงครั้งเดียวได้สารที่มีจุดเดือดต่างกันตั้งแต่ 80 องศาเซลเซียส ขึ้นไป

เครื่องมือที่ใช้สำหรับการกลั่นอย่างง่าย ประกอบด้วย ฟลาสกลั่น เทอร์โมมิเตอร์ เครื่องควบแน่น และภาชนะรองรับสารที่กลั่นได้ การกลั่นอย่างง่ายมีเทคนิคการทำเป็นขั้น ๆ ดังนี้
1. เทของเหลวที่จะกลั่นลงในฟลาสกลั่น โดยใช้กรวยกรอง
2. เติมชิ้นกันเดือดพลุ่ง เพื่อให้การเดือดเป็นไปอย่างสม่ำเสมอและไม่รุนแรง
3. เสียบเทอร์โมมิเตอร์
4. เปิดน้ำให้ผ่านเข้าไปในคอนเดนเซอร์เพื่อให้คอนเดนเซอร์เย็นโดยให้น้ำเข้าทางที่ต่ำแล้วไหลออกทางที่สูง
5. ให้ความร้อนแก่พลาสกลั่นจนกระทั่งของเหลวเริ่มเดือด ให้ความร้อนไปเรื่อย ๆ จน กระทั่งอัตราการกลั่นคงที่ คือได้สารที่กลั่นประมาณ 2-3 หยด ต่อวินาที ให้สารที่กลั่นได้นี้ไหลลงในภาชนะรองรับ
6. การกลั่นต้องดำเนินต่อไปจนกระทั่งเหลือสารอยู่ในฟลาสกลั่นเพียงเล็กน้อยอย่ากลั่นให้แการกลั่นสามารถนำมาใช้ทดสอบความบริสุทธิ์ของของเหลวได้ ซึ่งของเหลวที่บริสุทธิ์
จะมีลักษณะดังนี้
1. ส่วนประกอบของสารที่กลั่นได้ จะมีลักษณะเหมือนกับส่วนประกอบของของเหลว
2. ส่วนประกอบจะไม่มีการเปลี่ยนแปลง
3. อุณหภูมิของจุดเดือดในขณะกลั่นจะคงที่ตลอดเวลา
4. การกลั่นจะทำให้เราทราบจุดเดือดของของเหลวบริสุทธิ์ได้

               การกลั่นนอกจากจะนำมาใช้ตรวจสอบความบริสุทธิ์ของของเหลวแล้ว ยังสามารถใช้กลั่น สารละลายได้อีกด้วย การกลั่นสารละลายเป็นกระบวนการแยกของแข็งที่ไม่ระเหยออกจากตัวทำละลายหรือของเหลวที่ระเหยง่าย โดยของแข็งที่ไม่ระเหยหรือตัวละลายจะอยู่ในฟลาสกลั่น ส่วนของเหลวที่ระเหยง่ายจะถูกกลั่นออกมา เมื่อการกลั่นดำเนินไปจนกระทั่งอุณหภูมิของการกลั่นคงที่แสดงว่าสารที่เหลือนั้นเป็นสารบริสุทธิ์              
               อนึ่งในขณะกลั่นจะสังเกตเห็นว่าอุณหภูมิของสารละลายจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เพราะสารละลายเข้มข้นขึ้น เนื่องจากตัวทำละลายระเหยออกไปและได้ของแข็งที่บริสุทธิ์ในที่สุด

แห้ง

การกลั่นลำดับส่วน (fractional distillation)

การกลั่นลำดับส่วนเป็นวิธีการแยกของเหลวที่สามารถระเหยได้ตั้งแต่ 2
ชนิดขึ้นไป มี หลักการเช่นเดียวกันกับการกลั่นแบบธรรมดา คือเพื่อ
ต้องการแยกองค์ประกอบในสารละลายให้ออกจากกัน แต่ก็จะมีส่วนที่
แตกต่างจากการกลั่นแบบธรรมดา คือ การกลั่นแบบกลั่นลำดับส่วน
เหมาะสำหรับใช้กลั่นของเหลวที่เป็นองค์ประกอบของสารละลาย
ที่จุดเดือดต่างกันน้อย ๆ ในขั้นตอนของกระบวนการกลั่นลำดับส่วน
จะเป็นการ นำไอของแต่ละส่วนไปควบแน่น แล้วนำไปกลั่นซ้ำ
และควบแน่นไอเรื่อย ๆ ซึ่งเทียบได้กับเป็นการกลั่นแบบธรรมดา
หลาย ๆ ครั้งนั่นเอง ความแตกต่างของการกลั่นลำดับส่วนกับการกลั่น
แบบธรรมดา จะอยู่ที่คอลัมน์ โดยคอลัมน์ของการกลั่นลำดับส่วน
จะมีลักษณะเป็นชั้นซับซ้อน เป็นชั้นๆ ในขณะที่คอลัมน์แบบธรรมดา
จะเป็นคอลัมน์ธรรมดา ไม่มีความซับซ้อนของคอลัมน์

การสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำ

การสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำ เป็นวิธีการสกัดสารออกจากของผสม
โดยใช้ไอน้ำเป็นตัวทำละลาย วิธีนี้ใช้สำหรับแยกสารที่ละเหยง่าย
ไม่ละลายน้ำ และไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ออกจากสารที่ระเหยยาก
การสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำนอกจากใช้สกัดสารระเหยง่ายออกจาก
สารระเหยยากแล้วยังสามารถใช้แยกสารที่มีจุดเดือดสูงและสลายตัวที่
จุดเดือดของมันได้อีก เพราะการกลั่นโดยวิธีนี้ความดันไอเป็นความดันไอ
ของไอน้ำบวกความดันไอของของเหลวที่ต้องการแยก จึงทำให้
ความดันไอเท่ากับความดันของบรรยากาศก่อนที่อุณหภูมิจะถึงจุดเดือด
ของของเหลวที่ต้องการแยก ของ ผสมจึงกลั่นออกมาที่อุณหภูมิต่ำกว่า
จุดเดือดของของเหลวที่ต้องการแยก

การสกัดด้วยตัวทำละลาย

การสกัดด้วยตัวทำละลาย เป็นวิธีทำสารให้บริสุทธิ์ หรือเป็น
วิธีแยกสารออกจากกัน โดยอาศัยสมบัติของการละลายของ
สารแต่ละชนิด เนื่องจากสารต่างชนิดกันละลายในตัวทำละลาย
ต่างชนิดกันได้ต่างกัน และสารชนิดเดียวกันละลายในตัวทำละลาย
ต่างชนิดได้ต่างกัน

การสกัดด้วยตัวทำละลายต้องเลือกตัวทำละลายที่เหมาะสม
คือ สกัดสารที่ต้องการได้มาก ตัวทำละลายต้องไม่เป็นพิษ
และแยกออกได้ง่าย

การใช้กรวยแยก

การใช้กรวยแยก ใช้แยกสารเนื้อผสม ที่เป็นของเหลวผสมอยู่
กับของเหลวแต่ไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกัน โดยของเหลวที่มี ความหนาแน่น
น้อยกว่าจะอยู่ข้างบน ของเหลวที่มีความหนาแน่นมากกว่า จะอยู่ข้างล่าง
ตัวอย่าง การแยกน้ำมันที่ผสมปนอยู่กับน้ำ ทำได้โดยนำของผสม
มาใส่ลงในกรวยแยก น้ำมันมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำจะลอยอยู่
เหนือน้ำ จากนั้นค่อย ๆ เปิดก๊อกของกรวยแยกไข แยกน้ำออกมาก่อน
และแยกน้ำมันออกมาทีหลัง