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Theoretische Grundlagen

Hier lesen Sie nur das minimale "must know!"

Die Wasserdampfdestillation ist eine spezielle Form der azeotropen Destillation. Vereinfacht ausgedrückt verhält es sich so, dass wasserdampfflüchtige Verbindungen ihren eigenen Dampfdruck zu dem Dampfdruck des Wassers hinzuaddieren. Diese Verbindungen destillieren also zusammen mit Wasser ab, wenn die Summe beider Dampfdrücke den Atmosphärendruck erreicht. Idealerweise darf dazu der wasserdampfflüchtige Stoff nicht in Wasser löslich sein. In der Praxis kann aber auch bei nicht ganz unlöslichen Stoffen eine Wasserdampfflüchtigkeit beobachtet werden.

In der Regel trägt der wasserdampfflüchtige Stoff nur wenig zum Dampfdruck bei. Das hat folgende Konsequenzen:

  • Bei einer Wasserdampfdestillation destilliert vorwiegend Wasser ab. Der wasserdampfflüchtige Stoff fällt im Destillat nur als Mindermenge an. Es kann sogar sein, dass in einem halben Liter Destillat nur ein paar Öltröpfchen schwimmen.
  • Weil vorwiegend Wasser abdestilliert, bleibt der Siedepunkt der abdestillierenden Mischung "fast" bei 100 °C. Sie müssen die Siedetemperatur also gar nicht erst messen.

Wasser hat mit 41 kJ/mol eine extrem hohe Verdampfungswärme. Um einen Liter bereits siedenden Wassers zu verdampfen müssen Sie also 2,3 MJ Energie hineinstecken! Auch das hat - insbesondere in Verbindung mit der anfallenden Wassermenge - Konsequenzen:

  • Sie müssen mit der Heizleistung powern-powern-powern, wenn Sie mit der Destillation in annehmbarer Zeit fertig werden wollen!

Vergessen Sie alles, was Sie sonst bei Destillationen dringend beachten müssen!

Insbesondere haben Sie bei einer Wasserdampfdestillation nicht das Problem, mehrere Komponenten destillativ trennen zu müssen, sondern Sie destillieren stets eine (oder alle vorhandenen) wasserdampfflüchtige(n) Komponente(n) (gleichzeitig) ab! Also hauen Sie richtig rein! Im Siedekolben soll es ruhig richtig rappeln - es darf nur nichts übersprudeln.

Wozu braucht man so etwas jetzt?

Haben Sie ein Trennproblem, bei dem eine vorhandene Komponente wasserdampfflüchtig ist, so ist die Wasserdampfdestillation die Methode der Wahl, um diese Komponente in reiner Form zu erhalten. Diese Komponente kann flüssig, aber auch fest sein.

Es mag zwar sein, dass Sie im akademischen Teil Ihrer Laufbahn im Grundpraktikum zum ersten und letzten Mal eine Wasserdampfdestillation durchführen, was daran liegt, dass man sich in der modernen Universitätsforschung heutzutage für so große Moleküle interessiert, dass diese eher nicht mehr wasserdampfflüchtig sind. Jenseits der Universitätsmauern zählt aber der Preis für die Produktion, und da kann eine HPLC oder auch eine Säulenchromatographie den klassischen Trennverfahren nicht das Wasser reichen. Auch im Grundpraktikum hat die Wasserdampfdestillation aber Ihren Sinn, denn um die Destillationsgeschwindigkeit zu erhöhen, wird in der Regel extern erzeugter Wasserdampf eingespeist. Bei einer Wasserdampfdestillation müssen Sie sich also um 2 Heizquellen kümmern sowie um zwei Gefäße, die immer wohl gefüllt bleiben müssen. Dabei rappelt und faucht es gehörig - und der Dampf darf auch nicht durch den Kühler durchbrechen. Sie haben also Stress - oder "didaktischer" ausgedrückt: Sie brauchen einen guten Überblick über Ihre Apparatur, um alles richtig zu machen.

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