Spôsoby separácie homogénnych a heterogénnych zmesí

Poznať separačné metódy homogénne a heterogénne zmesi V priemysle, laboratóriách alebo dokonca doma môže byť potrebné použiť jednu alebo viac zložiek, ktoré tvoria tieto zmesi. Aby bolo možné separovať zmesi, je potrebný jeden alebo viac spôsobov, ktorými je možné ich odniesť do ich pôvodných zložiek.

Vhodné metódy na separáciu zložiek zmesi budú závisieť úplne od fázy, v ktorej sa nachádza (s väčším dôrazom na tento detail, ak je zmes homogénna), od úrovne homogenity, ktorú má, a dokonca od povahy zlúčenín, ktoré sú v nich obsiahnuté. formulár.

V prírode existujú dva typy zmesí, ktoré možno vytvoriť medzi dvoma alebo viacerými chemickými látkami: homogénnymi, v ktorých sú zložky rovnomerne rozložené; a heterogénne, v ktorých zložky zmesi nie sú v rovnomernej distribúcii, alebo majú lokalizované oblasti s rôznymi vlastnosťami.

Najväčší rozdiel medzi týmito zmesami spočíva v tom, že zatiaľ čo dve vzorky homogénneho roztoku budú v koncentrácii zložiek rovnaké, dve vzorky heterogénneho roztoku nebudú rovnaké..

Niektoré komplexné procesy, ako je napríklad destilácia, frakčné zmrazovanie a odparovanie, nám umožňujú používať účinnejšie prostriedky ako mechanické sily na dosiahnutie úplného oddelenia zložiek v dôsledku ich teploty topenia, teploty varu a ďalších vnútorných vlastností každého príslušného druhu..

index

• 1 Metódy separácie homogénnych zmesí
  • 1.1 Destilácia
  • 1.2 Chromatografia
  • 1.3 Odparovanie
  • 1.4 Zrážky
  • 1.5 Rekryštalizácia
• 2 Metódy separácie heterogénnych zmesí
  • 2.1 Sušenie
  • 2.2 Extrakcia
  • 2.3 Filtrácia
• 3 Odkazy

Spôsoby separácie homogénnych zmesí

Separačné metódy používané pre homogénne zmesi sú zložitejšie ako spôsoby separácie heterogénnych zmesí.

To sa deje preto, že jednoduché použitie mechanickej sily nebude postačujúce na oddeľovanie častíc, kvapalín alebo plynov spojených s inou kvapalinou alebo plynom, preto by sa mali brať do úvahy ďalšie individuálne vlastnosti, ktoré sa môžu využiť: rozpustnosť, polarita a teploty varu a tuhnutia. 

destilácia

Destilácia je spôsob čistenia kvapalín par excellence, ktorý je založený na separácii zložiek kvapalnej zmesi selektívnym varom a kondenzáciou..

Destilácia sa môže uskutočniť na dosiahnutie úplného oddelenia zložiek alebo na dosiahnutie čiastočnej separácie, ktorá zvyšuje koncentráciu niektorej požadovanej zložky.

Táto technika využíva rozdiely v prchavosti medzi zložkami zmesi, aby sa teplota systému zvýšila na najnižšiu teplotu varu medzi zložkami, pričom sa táto prvá zložka oddelí od zmesi a tak ďalej, až kým sa nedosiahne požadovaný výsledok..

Existujú početné druhy destilácie, medzi ktoré patrí jednoduchá destilácia, frakčná, parná, vákuová a iné.

Posledne uvedené sa uskutočňuje vtedy, keď zlúčeniny majú veľmi vysoké teploty varu, takže je výhodné znížiť tlak systému tak, aby sa tento bod ľahšie dosiahol pri nižších teplotách..

chromatografie

Chromatografia je technika používaná v laboratóriách na separáciu zmesi. Zmes (alebo "analyt") sa rozpúšťa v kvapaline nazývanej "mobilná fáza", ktorá má funkciu jej prenosu cez štruktúru, ktorá má názov "stacionárna fáza"..

Pretože jednotlivé zlúčeniny zmesi prechádzajú touto stacionárnou fázou rôznymi rýchlosťami, zmes sa počas tohto procesu oddelí zložkami, čo umožňuje určiť podiel každej zložky zmesi (ak je to zámer) alebo jednoducho na čistenie analytu.

Získaný chromatogram sa používa na interpretáciu výsledkov alebo vývoj separačného procesu, pričom sa sledujú vzory, ktoré sú v ňom znázornené, aby sa zistilo, ktoré zložky boli oddelené a v akom pomere..

Zariadenie používané na tento proces sa nazýva chromatograf a existujú techniky v plynoch a kvapalinách, čo znamená, že sa môže vykonávať v stĺpcoch alebo v planárnej forme..

vyparovanie

Odparovanie je technika odparovania, ku ktorej dochádza na povrchu kvapaliny, keď prechádza do plynnej fázy.

Tento proces je založený na aplikácii energie na zmes kvapalín, ktorá sa zahreje na teplotu varu kvapaliny, ktorá sa má extrahovať (zvyčajne voda), po ktorej je možné túto zložku oddeliť od zmesi..

Potom, čo sa táto zložka uvoľní zo zmesi, teplota sa zníži v dôsledku efektu nazývaného odparovacie chladenie.

zrážky

Účelom zrážania je vytvorenie pevnej látky v roztoku; v skutočnosti, keď sa tuhé častice tvoria v kvapalnom roztoku, nazývajú sa "zrazenina"..

Zrážanie sa môže uskutočniť pridaním precipitantov do vzorky, čo podporuje tvorbu zrazeniny na dne roztoku. Inak to nastáva ako vedľajší účinok chemickej reakcie medzi dvoma zlúčeninami.

V prípade pevných látok dochádza k tepelnému starnutiu kovov, čo je úprava, ktorá spôsobuje ukladanie metastabilných fáz v zliatine. Predstavujú nečistoty, ktoré vytvrdzujú materiál a zabraňujú vzniku chýb v jeho kryštalickej sieti.

Tento proces sa používa najmä pri výrobe pigmentov, pri odstraňovaní soli z vody, pri úprave vody a pri niektorých anorganických kvalitatívnych analýzach..

rekryštalizácia

Rekryštalizácia je chemická čistiaca technika, ktorá umožňuje extrakciu nežiaducej zložky (ktorá je rozpustená v malom množstve) požadovanej látky, typicky kvapalného roztoku..

Táto technika spočíva v rozpustení príslušnej zmesi v rozpúšťadle, ktoré vytvára nasýtený roztok. Tento roztok sa nechá vychladnúť, potom sa zníži rozpustnosť zlúčenín v roztoku.

Nakoniec bude požadovaná zlúčenina tvoriť tuhé kryštály, zanechávajúce v roztoku nečistoty a môžu byť extrahované pre budúce použitie.

Čistota kryštalickej zrazeniny sa môže zvýšiť opätovným a opakovaným prechodom tejto látky procesom odstraňovania viac a viac nečistôt a zvyšovaním koncentrácie kryštálov požadovanej zlúčeniny..

Metódy separácie heterogénnych zmesí

sušenie

Tento proces zahŕňa prenos hmoty na odstránenie vody alebo iného rozpúšťadla z tuhej alebo kvapalnej látky a predstavuje bežný proces v priemysle pred skladovaním výrobkov na prepravu alebo predaj..

Vyskytuje sa väčšinou s použitím zdroja tepla a prúdu vzduchu alebo pohybu vlhkej pevnej látky, aby sa z nej účinne oddelila kvapalina.

Existuje niekoľko spôsobov sušenia, medzi ktorými sú:

- Sušenie nepriamym kontaktom, ktorý sa vykonáva napríklad cez horúce steny.

- Priame sušenie vzduchom a prúdením.

- Dielektrické sušenie, ktoré využíva rádiofrekvenčné alebo mikrovlnné žiarenie.

- Sušenie vymrazovaním, ktoré spôsobí sublimáciu rozpúšťadla zo zmrazenej pevnej fázy.

- Supercritical sušenie, ktoré používa prehriatej pary variť vodu v strede.

Sušenie sa neuskutočňuje len aplikáciou tepla, pretože sa môže vyskytovať aj pri prechode horúcim vzduchom alebo prirodzene prenosom hmoty.

Tento posledný príklad vysvetľuje, prečo vlhké predmety sušia na slnku bez toho, aby ich museli privádzať na teplotu varu vody.

ťažba

Extrakcia je proces, ktorý spočíva v separácii látky z danej fázy do druhej, pričom môže byť typu tuhá látka alebo kvapalina-kvapalina..

Je založený na vlastnostiach miešateľnosti a / alebo relatívnej rozpustnosti, pričom sa používajú tri látky, ktoré sa pripravujú na interakciu v procese: solut, médium, v ktorom sa solut nachádza (typicky voda) a organické rozpúšťadlo..

Na uskutočnenie najbežnejšieho typu extrakcie, extrakcie kvapalina-kvapalina, máme vodný roztok, ktorý sa má separovať, pre ktorý sa používa organické rozpúšťadlo, ktoré zachytáva rozpustenú zlúčeninu vo vode a zachytáva, rozpúšťa v tejto novej látke a zanecháva chudobnú vodu v rozpustenom stave na konci procesu.

V prípade extrakcie tuhá látka-tuhá látka sa zvyčajne uskutočňuje na základe polarity analytu, prechádza polárnym rozpúšťadlom, ktoré zachytáva najviac polárny roztok, a odstraňuje ho z nepolárneho, čím sa zmes účinne oddeľuje..

filtrácia

Predstavuje jednoduchý proces separácie pevných látok od kvapalín alebo plynov. Filtrácia je súbor mechanických, fyzikálnych alebo biologických operácií, ktoré pridávajú filtračné médium medzi pevnú látku a tekutinu.

To umožňuje vytvorenie priestoru, cez ktorý môže prechádzať len kvapalina (ktorá sa teraz bude nazývať filtrovanie), zatiaľ čo pevné látky budú zachytené v médiu, ktoré sa má použiť alebo vyradené, podľa toho, čo analytici chcú..

Filtrácia je fyzikálna operácia a môže byť použitá v mnohých spôsoboch: používajú sa povrchové filtre, ktoré sú pevnými sito, ktoré zachytáva pevné častice s pomocou alebo bez pomoci filtračného papiera; alebo hĺbkový filter, ktorým je lôžko z granulovaného materiálu, ktorý zadržiava častice, kým kvapalina alebo plyn prechádza cez ňu.

Výhodou povrchového filtra je, že umožňuje, aby sa tuhý odpad zhromažďoval nedotknutý, ale hĺbkový filter je menej náchylný na upchávanie v dôsledku väčšieho povrchu, kde sa odpad zachytáva..

referencie

1. Wikipedia. (N. D.). Separačný proces. Zdroj: wikipedia.org
2. ThoughtCo. (N. D.). Rozdiel medzi heterogénnymi a homogénnymi zmesami. Zdroj: thinkco.com
3. BBC. (N. D.). Separujúce zmesi. Získané z bbc.co.uk
4. Lumen. (N. D.). Spôsoby separácie zmesí. Získané z kurzov.lumenlearning.com
5. PDA. (N. D.). Vlastnosti heterogénnych zmesí a homogénnych zmesí. Zdroj: fl-pda.org