Методи за разделяне на хомогенни и хетерогенни смеси

Знайте методи за разделяне хомогенни и хетерогенни смеси Може да е необходимо в промишлеността, в лабораториите или дори в дома, да се използва един или повече от компонентите, които съставляват тези смеси. За да могат да се разделят смесите, са необходими един или повече процеси, чрез които е възможно да се отнесат към техните оригинални компоненти.

Адекватните методи за разделяне на компонентите на дадена смес ще зависят изцяло от фазата, в която се намира (с по-голям акцент върху тази подробност, ако сместа е хомогенна), нивото на хомогенност, което притежава, и дори от естеството на съединенията, които форма.

В природата съществуват два вида смеси, които могат да се образуват между две или повече химични вещества: хомогенни, в които компонентите са равномерно разпределени; и хетерогенни, в които компонентите на сместа не са в равномерно разпределение или имат локализирани региони с различни свойства.

Най-голямата разлика между тези смеси е, че докато две проби от хомогенен разтвор са равни по концентрация на компонента, две проби от хетерогенния разтвор няма да бъдат равни..

Някои сложни процеси - като дестилация, фракционно замразяване и изпаряване - ни позволяват да използваме по-ефективни средства от механичните сили, за да постигнем пълно разделяне на компонентите, поради тяхната точка на топене, точка на кипене и други присъщи свойства на всеки вид..

индекс

• 1 Методи за разделяне на хомогенни смеси
  • 1.1 Дестилация
  • 1.2 Хроматография
  • 1.3 Изпаряване
  • 1.4 Валежи
  • 1.5 Рекристализация
• 2 Методи за разделяне на хетерогенни смеси
  • 2.1 Сушене
  • 2.2 Извличане
  • 2.3 Филтрация
• 3 Препратки

Методи за разделяне на хомогенни смеси

Методите за разделяне, използвани за хомогенни смеси, са по-сложни от тези, използвани за разделяне на хетерогенните.

Това се случва, защото простото прилагане на механична сила не е достатъчно за отделяне на частици, течности или газове, свързани с друга течност или газ, така че трябва да се вземат предвид други индивидуални характеристики, които могат да бъдат използвани: разтворимост, полярност и точки на кипене и втвърдяване. 

дестилация

Дестилация е метод за пречистване на течности par excellence, който се основава на разделяне на компонентите на течната смес чрез селективно кипене и кондензация.

Може да се извърши дестилация, за да се постигне пълно разделяне на компонентите, или да се постигне частично разделяне, което увеличава концентрацията на някой желан компонент.

Тази техника използва предимствата на разликите в летливостта между компонентите на сместа, за да доведе температурата на системата до най-ниския интервал на кипене между компонентите, отделяйки този първи компонент от сместа и т.н., докато се получи желания резултат..

Има много видове дестилация, сред които са проста дестилация, фракционирана, с пара, вакуум и др.

Последното се извършва, когато съединенията имат много високи точки на кипене, така че е за предпочитане да се намали налягането на системата, така че тази точка да бъде по-лесно достигната при по-ниски температури.

хроматография

Хроматографията е техника, използвана в лабораториите за разделяне на смес. Сместа (или "аналит") се разтваря във флуид, наречен "мобилна фаза", който има функцията да го носи през структура, която има името "стационарна фаза".

Тъй като отделните съединения на сместа се движат с различни скорости през тази стационарна фаза, сместа се отделя чрез компоненти по време на този процес, което дава възможност да се определи делът на всеки компонент на сместа (ако това е намерението) или просто за пречистване на аналита.

Получената хроматограма се използва за интерпретиране на резултатите или за развитието на процеса на разделяне, като се наблюдават графиките в нея, за да се разбере кои компоненти са разделени и в каква пропорция..

Оборудването, използвано за този процес, се нарича хроматограф и има техники в газове и течности, което предполага, че може да се направи в колони или в равнинна форма..

изпаряване

Изпаряването е техника на изпаряване, която се появява на повърхността на течност при преминаването й в газовата фаза.

Този процес се основава на прилагането на енергия към смес от течности, която се нагрява до точката на кипене на течността, която ще се екстрахира (обикновено вода), след което е възможно този компонент да се отдели от сместа..

След като този компонент се освободи от сместа, той ще намали температурата поради ефект, наречен изпарително охлаждане.

утаяване

Утаяването има за цел образуването на твърдо вещество в разтвор; в действителност, когато се образуват твърди частици в течен разтвор, те се наричат ​​"утайка".

Утаяването може да се извърши чрез добавяне на утаители към пробата, които насърчават образуването на утайка на дъното на разтвора. В други случаи това се проявява като страничен ефект на химическа реакция между две съединения.

В случая на твърдите вещества има термично стареене на металите, което е обработка, която причинява отлагането на метастабилни фази в сплавта. Те представляват примеси, които втвърдяват материала и предотвратяват дефекти в неговата кристална мрежа.

Този процес се използва главно в производството на пигменти, в отстраняването на сол от вода, при обработката на вода и в някои неорганични качествени анализи..

рекристализация

Рекристализация е техника за химично пречистване, която позволява екстрахирането на нежелан компонент (който се разтваря в малко количество) от желаното вещество, обикновено течен разтвор..

Тази техника се състои в разтваряне на въпросната смес в разтворител, който генерира наситен разтвор. Този разтвор се оставя да се охлади, след което разтворимостта на съединенията в разтвора ще намалее.

Накрая, желаното съединение ще образува твърди кристали, оставяйки след себе си примеси в разтвора и могат да бъдат извлечени за бъдеща употреба.

Чистотата на кристалната утайка може да бъде повишена чрез преминаване на това вещество през процеса отново и отново, като се отстраняват все повече и повече примеси и се увеличава концентрацията на кристалите на желаното съединение..

Методи за разделяне на хетерогенни смеси

сушене

Този процес включва прехвърляне на маса за отстраняване на вода или друг разтворител от твърдо или течно вещество и представлява общ процес в индустрията преди съхранение на продукти за транспортиране или продажба.

Това се случва най-вече с използването на топлинен източник и въздушен поток или движение на влажното твърдо вещество за ефективно отделяне на течността от нея.

Съществуват няколко метода за сушене, сред които са:

- Сушене чрез непряк контакт, което се прави например чрез горещи стени.

- Директно изсушаване чрез въздух и конвекция.

- Диелектрично сушене, което използва радиочестота или микровълнова печка.

- Сушене чрез замразяване, което води до сублимиране на разтворителя от замразена твърда фаза.

- Суперкритично сушене, което използва прегрята пара, за да кипне водата в средата.

Изсушаването се извършва не само чрез нагряване, тъй като то може да се осъществи и чрез канали за горещ въздух или естествено чрез масов трансфер.

Този последен пример обяснява защо влажните предмети се изсушават на слънце, без да се налага да ги довеждат до температурата на кипене на водата.

екстракция

Екстракцията е процес, който се състои в отделяне на дадено вещество от дадена фаза в друга, като е възможно да бъде от твърдо-твърдо или течно-течен тип.

Тя се основава на способността за смесване и / или относителна разтворимост, като се използват три вещества, които се правят за взаимодействие в процеса: разтвореното вещество, средата, в която се намира разтвореното вещество (обикновено вода) и органичен разтворител..

За да се извърши най-разпространеният вид екстракция, екстракцията течност-течност, имаме воден разтвор, който се желае да се раздели, за което се използва органичен разтворител, който улавя разтвореното съединение във водата и улавя, разтваря го в това ново вещество и оставя бедната вода в разтвореното вещество в края на процеса.

В случай на твърдо-твърда екстракция, това обикновено се извършва въз основа на полярността на аналита, преминавайки полярен разтворител, който улавя най-полярното разтворено вещество и го отстранява от неполярния, като по този начин се разделя ефективно сместа..

филтриране

Представлява прост процес на разделяне на твърди вещества от течности или газове. Филтрацията е набор от механични, физични или биологични операции, които добавят филтърна среда между твърдото вещество и течността.

Това позволява да се създаде пространство, през което може да премине само флуидът (който сега ще се нарича филтриране), докато твърдите вещества ще бъдат хванати в средата, която ще се използва или изхвърля, според това, което анализаторите искат..

Филтрацията е физическа операция и може да се използва по безброй начини: използват се повърхностни филтри, които са твърди екрани, които улавят твърди частици с или без помощта на филтърна хартия; или дълбок филтър, който е слой от гранулиран материал, който задържа частиците, докато течността или газът преминава през него.

Предимството на повърхностния филтър е, че позволява твърдите отпадъци да бъдат събрани непокътнати, но дълбочината на филтъра е по-малко податлива на запушване поради по-голямата повърхностна площ, където се улавят отпадъците..

препратки

1. Wikipedia. (Н.О.). Процес на разделяне. Изтеглено от wikipedia.org
2. ThoughtCo. (Н.О.). Разликата между хетерогенни и хомогенни смеси. Взето от thoughtco.com
3. Би Би Си. (Н.О.). Разделителни смеси. Изтеглено от bbc.co.uk
4. Lumen. (Н.О.). Методи за разделяне на смеси. Получено от courses.lumenlearning.com
5. PDA. (Н.О.). Свойства на хетерогенни смеси и хомогенни смеси. Изтеглено от fl-pda.org