- A keverékek elválasztásának általános módszerei
- Szűrés
- dekantálására
- Szublimáció
- Párolgás
- Egyszerű desztilláció
- Frakcionált desztilláció
- Kromatográfiás
- centrifugálás
- Mágneses elválasztás
- Irodalom
A keverék elválasztási technikáinak kiválasztása a keverék típusán és a keverék alkotóelemeinek kémiai tulajdonságainak különbségén alapszik (Amrita University & CDAC Mumbai, SF).
Környezetünkben a legtöbb anyag kettő vagy több alkotóelem keveréke. A keverékek homogének vagy heterogének. A homogén keverékek összetételük egyenletes, éppen ellenkezőleg, a heterogén keverékek nem.
A levegő homogén keverék, a vízben lévő olaj heterogén keverék. A homogén és heterogén keverékek különféle fizikai módszerekkel választhatók el alkotóelemeikre.
Egy kémiai reakció során fontos, hogy az érdeklődésre számot tartó komponenseket minden egyéb anyagtól elkülönítsük, hogy azok tovább jellemezhetők legyenek.
A biokémiai rendszerek vizsgálata, a környezeti elemzés, a gyógyszerészeti kutatás, ezek és sok más kutatási terület megbízható elválasztási módszereket igényelnek (Separating Mixtures, SF).
A keverékek számos formában és fázisban vannak. Legtöbbjük elválasztható, és az elválasztási módszer típusa attól függ, hogy milyen típusú keverékről van szó.
A keverékek elválasztásának általános módszerei
Szűrés
A szűrés olyan módszer, amellyel a tiszta anyagokat szétválasztják olyan részecskékből álló keverékekre, amelyek egy része elég nagy ahhoz, hogy porózus anyaggal befoghassák.
A részecskeméret a keverék típusától függően jelentősen változhat. Például a patakvíz olyan keverék, amely természetes biológiai organizmusokat, például baktériumokat, vírusokat és protozoákat tartalmaz.
Néhány vízszűrő képes kiszűrni a baktériumokat, amelyek hossza 1 mikron méretű. Más keverékek, mint például a talaj, viszonylag nagy részecskeméretekkel rendelkeznek, amelyeket például egy kávészűrőn át lehet szűrni.
dekantálására
Ha két, egymással nem elegyedő folyadék sűrűségét el kell választani, ezt a módszert lehet használni.
A választótölcsér segíti a pótkocsi folyadékainak külön-külön történő összegyűjtését. Szilárd anyagok esetében a könnyebb szilárd anyagokat elválaszthatjuk úgy, hogy vizes közegben dekantáljuk, ha mindkét szilárd anyag nem oldódik. Levegő fúvásakor az elválasztást nagyon könnyű és nehéz szilárd keverékekkel is elvégezhetjük.
Szublimáció
Egyes anyagok fizikai tulajdonsága, hogy közvetlenül a szilárd állapotból a gáznemű állapotba kerüljenek, anélkül, hogy a folyékony állapot megjelenne.
Nem minden anyag rendelkezik ezzel a jellemzővel. Ha a keverék egyik alkotóeleme szublimálódik, akkor ez a tulajdonság felhasználható a keverék többi komponensétől való elválasztásra.
Jód (I 2), naftalin (C 10 H 8, naftalin golyók), ammónium-klorid (NH 4 Cl) és szárazjég (szilárd CO 2) olyan anyagok, amelyek szublimálnak (Fizikai elkülönítési technikák, SF).
Párolgás
A párologtatás egy olyan módszer, amelyet homogén keverékek elválasztására használnak, ahol egy vagy több oldott szilárd anyag van.
Ez a módszer a folyékony komponenseket kiszorítja a szilárd komponensektől. Az eljárás általában az elegy melegítését jelenti, amíg nem marad több folyadék.
Ennek a módszernek a használata előtt a keveréknek csak egy folyékony komponenst kell tartalmaznia, kivéve, ha nem fontos a folyékony komponensek izolálása.
Ennek oka az, hogy az összes folyékony komponens idővel elpárolog. Ez a módszer alkalmas oldható szilárd anyag elválasztására a folyadéktól.
A világ számos részén az asztali sót a tengervíz elpárologtatásával nyerik. A folyamat hője a napból származik (CK-12 Alapítvány, SF).
Egyszerű desztilláció
Az egyszerű desztilláció egy olyan keverék összetevőinek elválasztására szolgáló módszer, amely két elegyedő folyadékot tartalmaz, amelyek bomlás nélkül forrnak és forráspontjukban elegendő különbség van.
A desztillációs folyamat során folyadékot melegítünk forráspontjába, és a gőzöket átvisszük a készülék hideg részébe, majd kondenzáljuk a gőzöket és összegyűjtjük a kondenzált folyadékot egy tartályba.
Ebben a folyamatban, amikor egy folyadék hőmérséklete megemelkedik, a folyadék gőznyomása növekszik. Amikor a folyadék gőznyomása és a légköri nyomás megegyezik, a folyadék gőzállapotára változik.
A gőzök áthaladnak a készülék fűtött részén mindaddig, amíg érintkezésbe nem kerülnek a vízhűtésű kondenzátor hűvös felületével.
Amikor a gőz lehűl, kondenzálódik, áthalad a kondenzátoron, és a vákuum-adapteren keresztül összegyűlik a vevőkészülékben.
Frakcionált desztilláció
Ha a forráspontok közötti különbség közel áll egymáshoz és nem nagy, akkor részletes desztillációt végeznek, amelyet frakcionált desztillációnak nevezünk. Ezt egy frakcionáló oszlopnak nevezett oszlopban hajtják végre.
A frakcionáló oszlop lehetővé teszi a különböző oldószerek kondenzálódását különböző hőmérsékleteken, és a keverék frakcióját visszajuttatja a lombikba.
A kőolaj desztillációjára a többkomponensű frakcionáló oszlopban széles hőmérsékleti tartományban kerül sor.
Az olvadáspont-különbségek ugyanúgy felhasználhatók, mint a forráspont a keverékek elválasztásakor.
Jéghegyek képződnek, amelyek megszilárdultak az édesvízben és a fagypont jelenségének depresszióján alapulnak (Tutorvista.com, SF).
Kromatográfiás
A kromatográfia az elegyek elválasztására szolgáló analitikai kémiai technikák családja. Ez magában foglalja a minta, az elemző anyagot tartalmazó keverék „mozgófázisban”, gyakran oldószeráramban történő átvezetését az „álló fázison”.
Az álló fázis késlelteti a minta alkotóelemeinek áthaladását. Ha az alkatrészek különböző sebességgel haladnak át a rendszeren, akkor időben elválasztják őket, mint a maratoni futók.
Ideális esetben minden komponensnek van egy jellemző ideje a rendszer áthaladására. Ezt úgy nevezzük, mint "retenciós idő".
A kromatográf kémiai elegyet vesz fel, amelyet folyadék vagy gáz hordoz, és az oldott anyagok különféle eloszlásának eredményeként szétválasztja azokat alkotóelemeire, amikor az álló, szilárd vagy folyékony fázis körül vagy felett folynak.
A komplex keverékek elválasztására szolgáló különféle módszerek az anyagok differenciális affinitásain alapulnak egy gáznemű vagy folyékony mobil közeghez és egy helyhez kötött adszorbens közeghez, amelyen keresztüljutnak. Például papír, zselatin vagy magnézium-szilikát gél (Separation Techniques, SF).
centrifugálás
Centrifugáláskor egy folyadékot olyan gyorsan forgatnak, hogy a részecskék szétválnak. A sűrűségbeli különbségek miatt a nehezebb részecskék süllyednek az aljára, és a könnyebb részecskék felhalmozódnak a tetején.
Az orvosok elválasztottak vérmintákat az elemzéshez (vizsgálathoz) centrifuga segítségével (Kindersley, 2007).
Mágneses elválasztás
Az elektrolitok és a nem elektrolitok, a mágneses és a nem mágneses anyagok elválaszthatók ezzel az elválasztási technikával elektromos vagy mágneses mező használatával.
Irodalom
- Amrita Egyetem és CDAC Mumbai. (SF). A keverékek elválasztása különféle technikákkal. Az amrita.olabs.edu amrita.olabs.edu.in oldalról
- CK-12 Alapítvány (SF). A keverékek elválasztásának módszerei. Átvett a ck12.org ck12.org oldalról
- Kindersley, D. (2007). KEVERÉKEK elválasztása. A factmonsterből a factmonster.com webhelyről származik
- FIZIKAI ELVÁLASZTÁSI TECHNIKA. (SF). Átvett a ccri.edu ccri.edu oldalról
- Keverékek elválasztása. (SF). Az eschooltoday eschooltoday.com oldalról vettük át
- Elválasztási technikák. (SF). A kentchemistry kentchemistry.com oldalából vettük