9 NAJPOPULARNIEJSZYCH TECHNIK ROZDZIELANIA MIESZANIN - CHEMIA - 2025

Wybór technik separacji mieszaniny jest oparty na rodzaju mieszaniny i różnicach we właściwościach chemicznych składników mieszaniny (Amrita University & CDAC Mumbai, SF).

Większość materiałów w naszym środowisku to mieszanki dwóch lub więcej składników. Mieszaniny są jednorodne lub niejednorodne. Jednorodne mieszaniny mają jednorodny skład, wręcz przeciwnie, niejednorodne mieszaniny nie są.

Powietrze jest jednorodną mieszaniną, a olej w wodzie jest niejednorodną mieszaniną. Mieszaniny homogeniczne i niejednorodne można rozdzielić na składniki różnymi metodami fizycznymi.

W reakcji chemicznej ważne jest, aby wyodrębnić składnik (i) będący przedmiotem zainteresowania od wszystkich innych materiałów, aby można było je dalej scharakteryzować.

Badania systemów biochemicznych, analizy środowiskowe, badania farmaceutyczne i wiele innych obszarów badań wymagają niezawodnych metod separacji (oddzielanie mieszanin, SF).

Miksy występują w wielu formach i fazach. Większość z nich można oddzielić, a rodzaj metody separacji zależy od rodzaju mieszanki.

Powszechne metody rozdzielania mieszanin

Filtrowanie

Filtracja to metoda stosowana do rozdzielania czystych substancji na mieszaniny składające się z cząstek, z których niektóre są wystarczająco duże, aby można je było wyłapać przez materiał porowaty.

Wielkość cząstek może się znacznie różnić w zależności od rodzaju mieszaniny. Na przykład woda strumieniowa to mieszanina zawierająca naturalne organizmy biologiczne, takie jak bakterie, wirusy i pierwotniaki.

Niektóre filtry do wody mogą filtrować bakterie, których długość jest rzędu 1 mikrona. Inne mieszanki, takie jak gleba, mają stosunkowo duże rozmiary cząstek, które można przefiltrować przez coś w rodzaju filtra do kawy.

Dekantacja

W przypadku rozdzielenia gęstości dwóch cieczy, które nie mieszają się ze sobą, można zastosować tę metodę.

Lejek rozdzielający pomaga oddzielnie zbierać płyny z przyczepy. W przypadku ciał stałych, lżejsze ciała stałe można oddzielić przez dekantację w środowisku wodnym, gdy obie substancje stałe nie są rozpuszczalne. Podczas nadmuchu powietrza separację można również przeprowadzić przy użyciu bardzo lekkich i ciężkich mieszanin stałych.

Sublimacja

Fizyczną właściwością niektórych substancji jest przechodzenie bezpośrednio ze stanu stałego do stanu gazowego bez pojawienia się stanu ciekłego.

Nie wszystkie substancje mają tę cechę. Jeśli jeden składnik mieszaniny jest sublimowany, tę właściwość można wykorzystać do oddzielenia go od innych składników mieszaniny.

Jod (I ₂ ), naftalen (C ₁₀ H ₈ , kulki naftalenowe), chlorek amonu (NH ₄ Cl) i suchy lód ( stały CO ₂ ) to substancje, które sublimują (TECHNIKI SEPARACJI FIZYCZNEJ, SF ).

Odparowanie

Odparowanie to technika stosowana do rozdzielania jednorodnych mieszanin, w których znajduje się jedna lub więcej rozpuszczonych substancji stałych.

Ta metoda usuwa składniki płynne ze składników stałych. Proces zazwyczaj obejmuje ogrzewanie mieszaniny, aż nie pozostanie już płyn.

Przed zastosowaniem tej metody mieszanina powinna zawierać tylko jeden składnik ciekły, chyba że izolowanie składników płynnych nie jest istotne.

Dzieje się tak, ponieważ wszystkie składniki ciekłe z czasem wyparują. Ta metoda jest odpowiednia do oddzielania rozpuszczalnej substancji stałej od cieczy.

W wielu częściach świata sól kuchenną pozyskuje się z odparowania wody morskiej. Ciepło w tym procesie pochodzi ze słońca (Fundacja CK-12, SF).

Prosta destylacja

Prosta destylacja to metoda stosowana do rozdzielania składników mieszaniny, która zawiera dwie mieszające się ciecze, które gotują się bez rozkładu i mają wystarczającą różnicę temperatur wrzenia.

Proces destylacji polega na podgrzaniu cieczy do temperatury wrzenia i przeniesieniu oparów do zimnej części aparatu, następnie skropleniu oparów i zebraniu skroplonej cieczy w pojemniku.

W tym procesie, gdy temperatura cieczy wzrasta, ciśnienie pary cieczy rośnie. Gdy prężność pary cieczy i ciśnienie atmosferyczne osiągną ten sam poziom, ciecz przechodzi w stan pary.

Opary przechodzą nad ogrzewaną częścią aparatu, aż zetkną się z chłodną powierzchnią chłodzonego wodą skraplacza.

Gdy para ostygnie, skrapla się i przechodzi przez skraplacz i jest zbierana w odbieralniku przez adapter próżniowy.

Destylacja frakcyjna

Gdy różnica temperatur wrzenia jest blisko siebie i jest niewielka, przeprowadza się szczegółową destylację, która nazywa się destylacją frakcyjną. Odbywa się w kolumnie zwanej kolumną frakcjonującą.

Kolumna do frakcjonowania umożliwia kondensację różnych rozpuszczalników w różnych temperaturach i zawracanie frakcji mieszaniny do kolby.

Destylacja ropy naftowej odbywa się w wieloskładnikowej kolumnie frakcjonującej w szerokim zakresie temperatur.

Różnice temperatur topnienia można również wykorzystać w ten sam sposób, jak temperaturę wrzenia przy rozdzielaniu mieszanin.

Powstają góry lodowe, które są zestaloną słodką wodą i są oparte na obniżeniu zjawiska zamarzania (Tutorvista.com, SF).

Chromatografia

Chromatografia to rodzina analitycznych technik chemicznych służących do rozdzielania mieszanin. Polega ona na przepuszczeniu próbki, mieszaniny zawierającej analit, w „fazie ruchomej”, często w strumieniu rozpuszczalnika, przez „fazę stacjonarną”.

Faza stacjonarna opóźnia przejście składników próbki. Kiedy komponenty przechodzą przez system z różnymi prędkościami, są rozdzielane w czasie, jak biegacze w maratonie.

W idealnym przypadku każdy element ma charakterystyczny czas przejścia przez system. Nazywa się to „czasem przechowywania”.

Chromatograf pobiera mieszaninę chemiczną przenoszoną przez ciecz lub gaz i rozdziela ją na jej składniki w wyniku różnicowego rozkładu substancji rozpuszczonych, gdy przepływają one wokół stacjonarnej fazy stałej lub ciekłej lub nad nią.

Różne techniki rozdzielania złożonych mieszanin opierają się na zróżnicowanym powinowactwie substancji do gazowego lub ciekłego ośrodka ruchomego oraz do stacjonarnego ośrodka adsorbującego, przez który przechodzą. Takich jak papier, żelatyna lub żel krzemianowo-magnezowy (Techniki Separacji, SF).

Wirowanie

Podczas wirowania ciecz wiruje tak szybko, że cząsteczki się rozdzielają. Różnice w gęstości powodują, że cięższe cząsteczki opadają na dno, a lżejsze gromadzą się na górze.

Lekarze oddzielają próbki krwi do analizy (badania) za pomocą wirówki (Kindersley, 2007).

Separacja magnetyczna

Elektrolity i nieelektrolity, substancje magnetyczne i niemagnetyczne można oddzielać tą techniką rozdzielania przy użyciu pola elektrycznego lub magnetycznego.

Bibliografia

1. Uniwersytet Amrita i CDAC Bombaj. (SF). Rozdzielanie mieszanin przy użyciu różnych technik. Zaczerpnięte z amrita.olabs.edu amrita.olabs.edu.in
2. Fundacja CK-12 (SF). Metody rozdzielania mieszanin. Zaczerpnięte z ck12.org ck12.org
3. Kindersley, D. (2007). MIESZANKI ODDZIELAJĄCE. Zaczerpnięte z factmonster factmonster.com
4. TECHNIKI SEPARACJI FIZYCZNEJ. (SF). Zaczerpnięte z ccri.edu ccri.edu
5. Oddzielanie mieszanin. (SF). Zaczerpnięte z eschooltoday eschooltoday.com
6. Techniki separacji. (SF). Zaczerpnięte z kentchemistry kentchemistry.com