विषय
मूल्यवान प्राकृतिक पदार्थ अक्सर मिश्रण के रूप में होते हैं जिनमें वांछनीय और अवांछनीय दोनों घटक होते हैं। उदाहरण के लिए, कच्चे तेल में विभिन्न प्रकार के हाइड्रोकार्बन शामिल होते हैं जो विभिन्न ईंधन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं, समुद्र के पानी में एक उच्च नमक सामग्री होती है और लौह अयस्क में उपयोग योग्य लोहे के अलावा खनिज अशुद्धियां होती हैं। सदियों से, लोगों ने प्राकृतिक सामग्रियों को परिष्कृत या शुद्ध करने के कई तरीके विकसित किए हैं। तरल के विभिन्न घटकों को अलग करने के लिए सरल आसवन और भिन्नात्मक आसवन एक बुनियादी तकनीक पर दो भिन्नताएं हैं।
वाष्प और वाष्पीकरण
तापमान और वाष्पीकरण के बीच संबंध सरल और आंशिक आसवन दोनों को समझने के लिए आवश्यक है। जब एक तरल एक खुले कंटेनर में होता है, तो वातावरण तरल की सतह पर नीचे की ओर दबाव डालता है। यह वायुमंडलीय दबाव तरल पदार्थ वाष्प के दबाव का प्रतिकार करता है, जो अणुओं की गतिज ऊर्जा द्वारा निर्मित होता है जो तरल की सतह से वाष्पीकरण होता है। जैसे-जैसे तरल का तापमान बढ़ता है, औसत आणविक गतिज ऊर्जा भी बढ़ती है; अधिक अणु वाष्पित हो जाते हैं, जिससे वाष्प का दबाव बढ़ जाता है। उबलना तब होता है जब अणु स्वतंत्र रूप से वाष्पित हो सकते हैं क्योंकि तरल एक तापमान पर पहुंच गया है जिस पर वाष्प दबाव वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है।
सरल पृथक्करण
विभिन्न यौगिकों में अलग-अलग उबलते तापमान होते हैं। इसी तरह, किसी भी तापमान पर, विभिन्न यौगिकों में अलग-अलग वाष्प दबाव होंगे। यदि एक संलग्न कंटेनर में विभिन्न यौगिकों का एक तरल मिश्रण गरम किया जाता है, तो तरल के ऊपर फंसे वाष्प की संरचना इन अंतरों को दर्शाएगी। वाष्प में उच्च वाष्प दबाव वाले यौगिकों के अधिक अणु और कम वाष्प दबाव वाले यौगिकों के कम अणु शामिल होंगे। मिश्रण में अन्य यौगिकों के सापेक्ष बहुत अधिक उबलते तापमान वाला एक यौगिक वाष्प से लगभग अनुपस्थित होगा, और गैर-वाष्पशील विलेय ठोस, जैसे नमक, गर्म कंटेनर में तलछट के रूप में रहेगा। सरल आसवन इस वाष्प को इकट्ठा करने और इसे ठंडा करने की प्रक्रिया है ताकि यह एक तरल पदार्थ में वापस मिल जाए। सरल आसवन एक तरल मिश्रण के घटकों को अलग करता है क्योंकि संघनित तरल में उच्च वाष्प दबाव के साथ यौगिकों का एक उच्च अनुपात होता है और मूल तरल में कम वाष्प दबाव के साथ यौगिकों का एक उच्च अनुपात होता है।
आसवन दुविधा
एक साधारण आसवन दो अंतिम तरल पदार्थों में यौगिकों के अनुपात को बदलता है, लेकिन यह पूर्ण पृथक्करण प्राप्त नहीं करता है। प्रक्रिया को उत्तरोत्तर उच्च डिग्री प्राप्त करने के लिए दोहराया जा सकता है, लेकिन यह भी बेकार है क्योंकि प्रत्येक आसवन प्रक्रिया के दौरान, कुछ अणु वातावरण में बच जाते हैं और कुछ आसवन उपकरण में अवशेष के रूप में रहते हैं। आंशिक आसवन इस दुविधा को संबोधित करता है - केवल एक आसवन प्रक्रिया में जुदाई के उच्च डिग्री प्राप्त करके सरल आसवन पर सुधार।
एक कॉलम, एकाधिक वाष्पीकरण
भिन्नात्मक आसवन और सरल आसवन के बीच प्राथमिक अंतर गर्म कंटेनर और उस स्थान के बीच एक अंशांकन कॉलम के अलावा है जहां वाष्प संघनित होता है। यह स्तंभ सामग्री से भरा है, जैसे कि पतली धातु के तार या कांच के मोती, जो संक्षेपण को प्रोत्साहित करते हैं क्योंकि उनके पास उच्च सतह क्षेत्र है। जैसे-जैसे वाष्प अंश स्तंभ के माध्यम से बढ़ते हैं, वे इन सामग्रियों की कूलर सतहों पर तरल में घनीभूत होते हैं। नीचे से उठने वाले गर्म वाष्प इस तरल को वाष्पित करने का कारण बनते हैं, फिर यह फिर से संघनित हो जाता है, फिर यह आगे और पीछे वाष्पित हो जाता है। प्रत्येक वाष्पीकरण के परिणामस्वरूप वाष्प में उच्च वाष्प के दबाव के साथ अणुओं का अधिक अनुपात होता है। इस प्रकार, भिन्नात्मक आसवन कम भौतिक हानि के साथ बेहतर अलगाव को प्राप्त करता है क्योंकि एक प्रक्रिया सरल आसवन के कई राउंड के बराबर होती है।