Metode odvajanja homogenih i heterogenih smjesa



Znati metode razdvajanja homogene i heterogene smjese Može biti potrebno u industriji, u laboratorijima ili čak u kući, koristiti jednu ili više komponenti koje čine ove smjese. Da bi se smjese mogle razdvojiti, potreban je jedan ili više procesa, kroz koje ih je moguće odvesti do njihovih izvornih komponenti.

Odgovarajuće metode za odvajanje komponenata mješavine u potpunosti će ovisiti o fazi u kojoj se nalazi (s većim naglaskom na ovom detalju ako je smjesa homogena), stupnju homogenosti koje posjeduje, pa čak i prirodom spojeva koje obrazac.

U prirodi postoje dvije vrste smjesa koje se mogu formirati između dvije ili više kemijskih tvari: homogene, u kojima su komponente jednoliko raspoređene; i heterogeni, u kojima komponente smjese nisu u ravnomjernoj distribuciji, ili imaju lokalizirana područja s različitim svojstvima.

Najveća razlika između tih smjesa je u tome što će dva uzorka homogene otopine po svojoj koncentraciji biti jednaka, dva uzorka heterogene otopine neće biti jednaka..

Neki složeni procesi - kao što su destilacija, frakcijsko zamrzavanje i isparavanje - omogućuju nam da koristimo učinkovitija sredstva od mehaničkih sila kako bismo postigli potpuno odvajanje komponenti zbog njihove točke tališta, točke vrenja i drugih intrinzičnih svojstava svake uključene vrste..

indeks

  • 1 Metode odvajanja homogenih smjesa
    • 1.1 Destilacija
    • 1.2. Kromatografija
    • 1.3 Isparavanje
    • 1.4 Oborine
    • 1.5. Rekristalizacija
  • 2 Metode odvajanja heterogenih smjesa
    • 2.1 Sušenje
    • 2.2 Vađenje
    • 2.3 Filtracija
  • 3 Reference

Metode odvajanja homogenih smjesa

Metode odvajanja koje se koriste za homogene smjese su složenije od onih koje se koriste za razdvajanje heterogenih.

To se događa zato što jednostavna primjena mehaničke sile neće biti dovoljna za odvajanje čestica, tekućina ili plinova povezanih s drugom tekućinom ili plinom, tako da treba uzeti u obzir druga pojedinačna svojstva koja se mogu iskoristiti: topljivost, polarnost i točke vrenja i očvršćavanje. 

destilacija

Destilacija je metoda pročišćavanja tekućina par excellence, koja se temelji na odvajanju komponenti tekuće smjese selektivnim ključanjem i kondenzacijom.

Destilacija se može izvesti kako bi se postiglo potpuno odvajanje komponenti, ili kako bi se postiglo djelomično razdvajanje koje povećava koncentraciju neke željene komponente.

Ova tehnika iskorištava razlike u volatilnosti između komponenti smjese kako bi se temperatura sustava dovela do najnižeg vrelišta između komponenti, odvajajući ovu prvu komponentu od smjese, i tako dalje dok se ne postigne željeni rezultat..

Postoje brojni tipovi destilacije, među kojima su jednostavna destilacija, frakcija, para, vakuum i drugo.

Ovo posljednje je učinjeno kada spojevi imaju vrlo visoka vrelišta, tako da je poželjno smanjiti tlak sustava tako da se ta točka lakše dostigne na nižim temperaturama..

kromatografija

Kromatografija je tehnika koja se koristi u laboratorijima za odvajanje smjese. Mješavina (ili "analit") otapa se u fluidu zvanom "mobilna faza", koji ima funkciju nošenja kroz strukturu koja nosi naziv "stacionarna faza"..

Kako se pojedini spojevi smjese kreću različitim brzinama kroz tu stacionarnu fazu, smjesa se razdvaja komponentama tijekom tog procesa, što omogućuje određivanje udjela svake komponente smjese (ako je to namjera) ili jednostavno za pročišćavanje analita.

Dobiveni kromatogram služi za tumačenje rezultata ili razvoj procesa odvajanja, promatrajući uzorke ucrtane u njemu da bi se prepoznalo koje su komponente odvojene i u kojoj mjeri.

Oprema koja se koristi za ovaj proces naziva se kromatograf, a postoje tehnike u plinovima i tekućinama, što znači da se može izvesti u stupcima ili u planarnom obliku..

isparavanje

Isparavanje je tehnika isparavanja, koja se pojavljuje na površini tekućine dok prelazi u plinsku fazu.

Ovaj proces se temelji na primjeni energije na mješavinu tekućina, koja se zagrijava do točke vrenja tekućine koja se ekstrahira (obično vode), nakon čega je moguće odvojiti tu komponentu od smjese..

Nakon što se ova komponenta ispusti iz smjese, smanjit će se temperatura zbog učinka koji se zove evaporativno hlađenje.

taloženje

Oborina ima za cilj stvaranje krutine u otopini; zapravo, kada se u tekućoj otopini formiraju čvrste čestice, nazivaju se "precipitat".

Taloženje se može izvesti dodavanjem taloga u uzorak, koji potiče stvaranje taloga na dnu otopine. U drugim slučajevima to se javlja kao nuspojava kemijske reakcije između dva spoja.

U slučaju krutina, postoji termalno starenje metala, što je postupak koji uzrokuje taloženje metastabilnih faza unutar legure. One predstavljaju nečistoće koje stvrdnjavaju materijal i sprječavaju defekte u njegovoj kristalnoj mreži.

Taj se proces koristi uglavnom u proizvodnji pigmenata, u uklanjanju soli iz vode, u obradi vode iu nekim anorganskim kvalitativnim analizama..

rekristalizacija

Rekristalizacija je tehnika kemijskog pročišćavanja koja omogućuje ekstrakciju neželjene komponente (koja je otopljena u maloj količini) željene tvari, tipično tekuće otopine..

Ova tehnika se sastoji u otapanju dotične smjese u otapalu, koje stvara zasićenu otopinu. Ova otopina se ostavi da se ohladi, nakon čega se smanjuje topivost spojeva u otopini.

Konačno, željeni spoj će oblikovati čvrste kristale, ostavljajući iza sebe nečistoće u otopini i može se ekstrahirati za buduću upotrebu.

Čistoća kristaliničnog taloga može se povećati prolaskom te tvari kroz proces opet i opet, uklanjanjem više i više nečistoća i povećanjem koncentracije kristala željenog spoja..

Metode odvajanja heterogenih smjesa

sušenje

Ovaj postupak uključuje prijenos mase radi uklanjanja vode ili drugog otapala iz krutine ili tekućine i predstavlja uobičajeni proces u industriji prije skladištenja proizvoda za transport ili prodaju..

Pojavljuje se uglavnom uz korištenje izvora topline i struje zraka ili kretanja vlažne krute tvari kako bi se učinkovito odvojila tekućina od nje.

Postoji nekoliko načina sušenja, među kojima su:

- Sušenje neizravnim kontaktom, koje se radi, na primjer, preko vrućih zidova.

- Izravno sušenje, zrakom i konvekcijom.

- Dielektrično sušenje, koje koristi radiofrekvenciju ili mikrovalnu pećnicu.

- Sušenje smrzavanjem, što uzrokuje sublimaciju otapala iz smrznute čvrste faze.

- Superkritično sušenje, koje koristi pregrijanu paru za kuhanje vode u sredini.

Sušenje se ne provodi samo primjenom topline, jer se može dogoditi i prolazima vrućeg zraka ili prirodnim prijenosom mase.

Ovaj posljednji primjer objašnjava zašto se vlažni predmeti suše na suncu bez potrebe da ih se dovodi do temperature vrenja vode.

vađenje

Ekstrakcija je postupak koji se sastoji od izdvajanja tvari iz dane faze u drugu, a koja može biti tipa kruto-kruto ili tekuće-tekuće.

Temelji se na svojstvu mješljivosti i / ili relativne topljivosti, pri čemu se koriste tri supstance koje su načinjene za interakciju u procesu: otopljena tvar, medij u kojem se otopljena tvar nalazi (obično voda) i organsko otapalo..

Da bi se provela najčešća vrsta ekstrakcije, ekstrakcija tekućina-tekućina, imamo vodenu otopinu koja se želi odvojiti, za koju se koristi organsko otapalo koje zadržava otopljeni spoj u vodi i hvata, otapa u ovoj novoj tvari i ostavlja siromašnu vodu u otopljenoj tvari na kraju procesa.

U slučaju ekstrakcije čvrste i krute tvari, to se obično provodi na temelju polariteta analita, prolazeći polarno otapalo koje hvata najpolarniju otopinu i uklanja ga iz nepolarnog, čime se smjesa djelotvorno odvaja..

filtracija

Predstavlja jednostavan proces odvajanja krutih tvari od tekućina ili plinova. Filtracija je skup mehaničkih, fizičkih ili bioloških operacija koje dodaju filtarski medij između krutine i tekućine.

To omogućuje stvaranje prostora kroz koji može proći samo tekućina (koja će se sada nazivati ​​filtriranjem), dok će krutine biti zarobljene u mediju koji će se koristiti ili odbaciti, prema onome što analitičari žele..

Filtracija je fizikalna operacija i može se koristiti na bezbroj načina: koriste se površinski filtri, koji su čvrsti ekrani koji zadržavaju čvrste čestice sa ili bez pomoći filter papira; ili dubinski filter, koji je sloj zrnatog materijala koji zadržava čestice dok tekućina ili plin prolaze kroz njega.

Prednost površinskog filtra je u tome što omogućuje da se čvrsti otpad sakuplja netaknut, ali je dubinski filter manje podložan začepljenju zbog veće površine na kojoj se zarobljava otpad..

reference

  1. Wikipedia. (N. D.). Proces razdvajanja. Preuzeto s wikipedia.org
  2. ThoughtCo. (N. D.). Razlika između heterogenih i homogenih smjesa. Preuzeto s thoughtco.com
  3. BBC. (N. D.). Odvajanje smjesa. Preuzeto s bbc.co.uk
  4. Lumen. (N. D.). Metode za odvajanje smjesa. Preuzeto s courses.lumenlearning.com
  5. PDA. (N. D.). Svojstva heterogenih smjesa i homogenih smjesa. Preuzeto s fl-pda.org