Kerahaihdutus

Kerahaihdutus eli atseotrooppinen haihdutus (engl. azeotropic evaporation) on kemian erotusmenetelmä, jolla voidaan erottaa haihtuva epäpuhtaus liuottimen avulla. Tuotteen on kestettävä keittämistä valitussa liuottimessa. Haihdutukseen tarvitaan asianmutkainen kerahaihdutusputki, säädettävä lämmönlähde ja palautusjäähdytin. Kerahaihdutusputki on alhaalta suljettu tai suljettava putki, jossa on tislausmutka sivussa (niin sanottu Dean–Stark-laite tai Bidwell-Sterling-laite.)

Veden kerahaihdutus tolueenissa. Tolueeni on violettia, vesi sinistä. Punaisella katkoviivalla on merkitty höyryn virtausreitti.

Esimerkiksi kosteita synteesituotteita voidaan kuivata tolueenin avulla kerahaihdutuksella. Tolueeni ja vesi yleensä ottaen erottuvat toisistaan omiksi kerroksikseen, kuten öljy ja vesi. Tolueeni kuitenkin liuottaa jonkin verran vettä ja muodostaa kera seoksen, jolla on tolueenia (kiehumispiste 110 °C) ja vettä (kiehumispiste 100 °C) alempi kiehumispiste, noin 84 °C. Tämä on atseotrooppinen seos — molemmat aineet kiehuvat samassa lämpötilassa (eli vesi ei ala kiehumaan pois tolueenista). Siksi kaasun ja nesteen vesipitoisuus on sama.

Kerahaihdutuksessa tämä höyry kondensoidaan koeputkeen palautusjäähdyttimen avulla. Kondensaatista vesi erottuu omaksi kerroksekseen. Vesi on tolueenia raskaampaa, joten se jää koeputken pohjalle, ja tolueeni valuu takaisin liuokseen. Näin kuivatettava vesi-tolueeniliuos laimenee, joten sen kiehumispiste (atseotrooppi) nousee kunnes vesi on ajettu pois kokonaan ja seos saavuttaa tolueenin oman kiehumispisteen 110 °C:ssa. Vesi kerätään sitten pois koeputkesta, ja itse synteesituote erotetaan tolueenista esimerkiksi kiteyttämällä. Vesi ei välttämättä poistu aivan täysin tällä menetelmällä, eikä mitään haihtumattomia aineita kuten mineraalisuoloja saada poistettua.

Toinen mahdollinen tapa on veden poisto absolutoidulla etanolilla (99,5 %), koska se liuottaa vettä, ja haihtuessaan vie sen mukanaan. Alkoholit tai hiilivedyt kuten tolueeni haihtuvat näytteistä huomattavasti helpommin ja täydellisemmin kuin vesi, jota jää aina pieniä määriä haihdutuksenkin jälkeen.