LEJEK ROZDZIELAJĄCY: CHARAKTERYSTYKA, DO CZEGO SŁUŻY I PRZYKŁADY - CHEMIA - 2026

Lejek, gruszki lub oddzielania ampułka jest ze szkła w ciekłych ekstrakcji i oddzielania. Charakteryzuje się specyficznym kształtem odwróconego stożka. W laboratoriach opiera się na żelaznych pierścieniach przymocowanych do uniwersalnego wspornika.

Ponieważ jest to rozdzielacz, z definicji musi umożliwiać separację pod wpływem grawitacji i bez wypłukiwania reszty mieszaniny. Aby to osiągnąć, koniecznie (zwykle) musi istnieć płynny układ dwufazowy; to znaczy, że jest utworzony przez dwie niemieszające się ze sobą ciecze i o różnych gęstościach.

Rozdzielacz z żółtym dwufazowym układem. Źródło: Markdegeus za pośrednictwem Wikipedii.

Na przykład na powyższym obrazku znajduje się lejek rozdzielający wsparty na żelaznym pierścieniu, którego krawędzie są pokryte gumą. Wewnątrz zawiera dwufazową mieszaninę dwóch żółtych cieczy; chociaż kolor jest bardziej intensywny w dolnej fazie niż w górnej fazie.

Dzięki temu lejkowi możliwe jest wyodrębnienie niektórych substancji rozpuszczonych lub analitów z próbek wody lub z roztworów interesujących próbek (gleby, popioły, masy roślinne, paliwa itp.). Podobnie służy do wyjaśnienia pojęcia rozkładu substancji rozpuszczonej między interfejsem utworzonym między dwoma niemieszającymi się rozpuszczalnikami.

Oddzielne funkcje lejka

Sam powyższy obraz pokazuje najważniejsze cechy lejka rozdzielającego. Zwróć uwagę, że objętość ciekłej mieszaniny jest znacznie mniejsza niż pojemność lejka. W rzeczywistości zawsze zaleca się, aby ekstrakcje nie obejmowały objętości większych niż połowa całkowitej objętości lejka.

Idąc bardziej szczegółowo po lejku, na dole mamy kurek (niebieskawa nitka), który umożliwia wypływanie cieczy przez szyjkę szyby. Powyżej mamy wylot lejka uszczelniony plastikową zatyczką; jednakże korek może być również szklany ze szlifem.

Zarówno kurek, jak i korek można nasmarować, aby zapewnić prawidłowe działanie. Klucz musi się obracać bez większych trudności, a także zapewniać, że po zamknięciu nie przepuszcza niższej cieczy. Tymczasem korek musi być szczelnie zamknięty, na tyle dobrze, aby podczas potrząsania lejkiem ciecz nie uciekała z góry.

Zaletą pokrytego gumą żelaznego pierścienia jest to, że zapobiega porysowaniu szkła lejka podczas trzymania go.

Po co to jest?

Rozdzielacz jest zasadniczo używany tylko do dwóch celów: do ekstrakcji substancji rozpuszczonych z próbek bez przenoszenia innych niepożądanych substancji rozpuszczonych lub bezpośrednio do oddzielania niemieszających się cieczy.

Metodologia obu procesów jest sama w sobie taka sama: płynną mieszaninę, uzyskaną wcześniej z próbki, umieszcza się w rozdzielaczu i dodaje jeden lub dwa rozpuszczalniki. Ma to na celu stworzenie łatwego do oddzielenia układu dwufazowego.

Następnie, oddzielając dwie ciecze i wiedząc, że nasza substancja rozpuszczona lub analit jest bardziej rozpuszczalna w jednej z dwóch faz (niższej lub wyższej), jedna jest zbierana, a druga odrzucana. Niższa faza ma większą gęstość, więc jest usuwana przez otwarcie kranu; podczas gdy górną fazę uzyskuje się przez wylot lejka poprzez zdjęcie nasadki.

Następnie, z interesującą fazą, pobiera się podwielokrotności do przeprowadzenia analizy chromatograficznej lub spektroskopowej, zakwaszania, reakcji strącania lub po prostu poddaje się ogrzaniu w celu odparowania rozpuszczalnika i odzyskania pozostałej substancji stałej: substancji rozpuszczonej (zanieczyszczonej).

Jak używać

Potrząsanie lejkiem

Chociaż dokładna metodologia różni się w zależności od analizy, próbki, typu analitu i użytych rozpuszczalników, sposób korzystania z rozdzielacza jest prawie zawsze taki sam.

Trzymając lejek ostrożnie wciśnięty w żelazny pierścień i upewniając się, że zawór odcinający jest zamknięty, przystąp do napełniania go mieszaniną, do której zostały dodane rozpuszczalniki ekstrakcyjne. Jest przykrywany i wstrząsany, aby zagwarantować, że substancja rozpuszczona w mieszaninie oddziałuje z rozpuszczalnikiem, który chcemy później zdekantować.

Podczas mieszania, które zwykle odbywa się wewnątrz okapu i poprzez wielokrotne odchylanie lejka od korpusu, ważne jest, aby otworzyć kurek odcinający, aby umożliwić uwolnienie wewnętrznego ciśnienia pary.

Ta prężność par jest częściowo spowodowana faktem, że ekstrakcje są zwykle przeprowadzane przy użyciu bardzo lotnych rozpuszczalników, więc wysokie ciśnienie ich oparów może rozerwać szkło lejka i zranić tych, którzy go obsługują.

Ekstrakcja fazowa

Lejek pozostawia się w stanie spoczynku, aż pojawią się dwie dobrze określone fazy. Jeśli interesuje nas dolna faza, otwieramy kurek i zbieramy go do pojemnika. Dodajemy więcej rozpuszczalnika do lejka i powtarzamy mieszanie, a następnie ponownie ekstrahujemy. W ten sposób zapewniamy ekstrakcję największej ilości substancji rozpuszczonej.

W międzyczasie, jeśli interesuje nas faza górna, dolną fazę odrzucamy otwierając kran, a faza górna jest przelewana przez otwór lejka. Dolną fazę zawraca się do lejka i ponownie dodaje się do niej więcej rozpuszczalnika, aby powtórzyć kilka ekstrakcji.

Krótko mówiąc: jest mieszany, uwalniamy prężność pary, pozostawiamy w spokoju i dekantujemy. W interesującej nas fazie będziemy mieć substancję rozpuszczoną wyekstrahowaną z próbki. Zaleca się przeprowadzenie kilku ekstrakcji niewielką ilością rozpuszczalnika.

Poniższy film przedstawia eksperyment z użyciem lejka rozdzielającego:

Przykłady użycia

Poniżej wymieniono kilka ogólnych przykładów użycia lejka rozdzielającego:

-Ekstrakcja związków organicznych rozpuszczonych w wodzie poprzez dodanie rozpuszczalników organicznych i niepolarnych, co ma ogromne znaczenie dla oceny jakości wody lub wykrycia źródła zanieczyszczenia

- Ekstrakcja analitów z drobno zmielonych materiałów roślinnych, tak aby niektóre były lepiej rozpuszczalne w górnej fazie, a inne w dolnej fazie.

-Oddziel dwie niemieszające się ciecze w wystarczających ilościach, aby zdefiniować dwie fazy, a także dodać rodzaj w celu destabilizacji powstałych emulsji

-Wodna ekstrakcja jodu dichlorometanem, jest to jedna z najczęstszych praktyk w laboratoriach dydaktycznych

-Ekstrakcje esencji lub olejków w celu jednoczesnego usunięcia ich zawartości soli i innych rozpuszczalnych związków w fazie wodnej (która jest zwykle fazą dolną ze względu na większą gęstość)

Bibliografia

1. Lejek do rozdzielania: Przygotowanie do użycia lejka do rozdzielania. Odzyskany z: dept.harpercollege.edu
2. Elsevier BV (2020). Oddzielny lejek. ScienceDirect. Odzyskany z: sciencedirect.com
3. K. Gable. (2020). Zastosowanie rozdzielacza. Oregon State University. Odzyskany z: sites.science.oregonstate.edu
4. Wikipedia. (2020). Oddzielny lejek. Odzyskane z: en.wikipedia.org
5. Yuraima Register. (2018). Rozdzielacz. Odzyskany z: iquimicas.com