La distillation est une technique de séparation qui permet d'isoler les différents liquides d'un mélange grâce à leurs températures d'ébullition. En chauffant le mélange, le liquide qui bout en premier se transforme en vapeur. Cette vapeur est ensuite refroidie pour redevenir un liquide.

Le principe de la distillation

Le mélange est placé dans un ballon que l'on chauffe progressivement. Lorsque la température atteint le point d'ébullition d'un des liquides, celui-ci s'évapore avant les autres et quitte le ballon sous forme de vapeur.

Cette vapeur traverse ensuite un condenseur, un tube refroidi par une circulation d'eau. En perdant sa chaleur, elle se condense et redevient liquide. Le liquide récupéré à la sortie est appelé le distillat.

Pourquoi les liquides se séparent-ils ?

Chaque liquide possède une température d'ébullition qui lui est propre. Plus cette température est faible, plus le liquide s'évapore facilement lorsqu'on le chauffe.

Par exemple, l'éthanol bout vers 78 °C, alors que l'eau bout à 100 °C. En chauffant doucement un mélange d'eau et d'éthanol, la vapeur est d'abord plus riche en alcool.

La distillation fractionnée

Lorsque plusieurs liquides possèdent des températures d'ébullition proches, une simple distillation ne suffit pas toujours. Les chimistes utilisent alors une distillation fractionnée.

Une colonne de fractionnement est placée entre le ballon et le condenseur. À l'intérieur, les vapeurs montent puis se condensent plusieurs fois, ce qui améliore progressivement la séparation des différents liquides.

Cette technique est utilisée dans les raffineries de pétrole pour séparer le pétrole brut en essence, kérosène, gazole ou encore fioul.

Les applications de la distillation

La distillation permet de fabriquer de l'eau distillée, utilisée dans les laboratoires, certaines batteries ou les fers à repasser. Elle sert également à produire des parfums, des huiles essentielles, des médicaments et de nombreuses boissons.

Dans l'industrie chimique, elle est indispensable pour purifier des liquides, récupérer des solvants ou séparer les différents constituants d'un mélange complexe.

Une séparation physique

La distillation ne provoque aucune réaction chimique. Les substances conservent exactement la même composition : elles sont simplement séparées selon leurs propriétés physiques.

Cette technique demande cependant beaucoup d'énergie, car il faut chauffer les liquides puis refroidir les vapeurs. Les chercheurs développent donc des procédés permettant de réduire cette consommation énergétique.

La distillation dans la nature

Le cycle de l'eau fonctionne selon un principe comparable. Sous l'action du Soleil, l'eau des océans s'évapore, puis la vapeur se refroidit dans l'atmosphère et forme les nuages. Enfin, l'eau retombe sous forme de pluie, beaucoup plus pure que l'eau de mer.

Une technique essentielle

La distillation est l'une des techniques de séparation les plus importantes en chimie. Elle permet d'obtenir des liquides très purs, de fabriquer de nombreux produits industriels et de comprendre le comportement des liquides lorsqu'ils changent d'état. Elle est aujourd'hui indispensable dans les laboratoires, les raffineries, l'industrie pharmaceutique et de nombreux autres domaines scientifiques.