- Běžné metody oddělování směsí
- Filtrace
- Dekantace
- Sublimace
- Vypařování
- Jednoduchá destilace
- Frakční destilace
- Chromatografie
- Odstředění
- Magnetická separace
- Reference
Výběr technik separace směsí je založen na typu směsi a rozdílu v chemických vlastnostech složek směsi (Amrita University & CDAC Mumbai, SF).
Většina materiálů v našem prostředí jsou směsi dvou nebo více složek. Směsi jsou homogenní nebo heterogenní. Homogenní směsi mají jednotné složení, naopak heterogenní směsi nejsou.
Vzduch je homogenní směs a olej ve vodě je heterogenní směs. Homogenní a heterogenní směsi lze rozdělit na jednotlivé složky různými fyzikálními metodami.
Při chemické reakci je důležité izolovat sledovanou složku (složky) od všech ostatních materiálů, aby mohly být dále charakterizovány.
Studie biochemických systémů, environmentální analýza, farmaceutický výzkum, tyto a mnohé další oblasti výzkumu vyžadují spolehlivé separační metody (Separating Mixments, SF).
Směsi přicházejí v mnoha formách a fázích. Většinu z nich lze oddělit a typ separační metody závisí na typu směsi.
Běžné metody oddělování směsí
Filtrace
Filtrace je metoda používaná k rozdělení čistých látek do směsí složených z částic, z nichž některé jsou dostatečně velké, aby mohly být zachyceny porézním materiálem.
Velikost částic se může značně lišit v závislosti na typu směsi. Například proud vody je směsí, která obsahuje přírodní biologické organismy, jako jsou bakterie, viry a prvoky.
Některé vodní filtry mohou filtrovat bakterie, jejichž délka je řádově 1 mikron. Jiné směsi, jako je půda, mají relativně velké velikosti částic, které lze filtrovat přes něco jako kávový filtr.
Dekantace
Pokud se mají oddělit hustoty dvou kapalin, které jsou vzájemně nemísitelné, lze tuto metodu použít.
Oddělovací trychtýř pomáhá shromažďovat kapaliny přívěsu odděleně. V případě pevných látek lze lehčí pevné látky oddělit dekantací ve vodném médiu, pokud nejsou obě pevné látky rozpustné. Při foukání vzduchu může být separace provedena také pomocí velmi lehkých a těžkých pevných směsí.
Sublimace
Fyzikální vlastností některých látek je přejít přímo z pevného stavu do plynného stavu bez vzniku tekutého stavu.
Ne všechny látky mají tuto vlastnost. Je-li jedna složka směsi sublimována, lze tuto vlastnost použít k oddělení od ostatních složek směsi.
Jód (I 2), naftalenu (C 10 H 8, naftalenové kuličky), chlorid amonný (NH 4 Cl) a suchého ledu (pevný CO 2), jsou některé látky, které sublimovat (fyzikální separační techniky, SF).
Vypařování
Odpařování je technika používaná k oddělení homogenních směsí, kde je jedna nebo více rozpuštěných pevných látek.
Tento způsob vytlačuje kapalné složky z pevných složek. Proces obvykle zahrnuje zahřívání směsi, dokud nezůstane žádná kapalina.
Před použitím této metody by směs měla obsahovat pouze jednu kapalnou složku, pokud není důležité izolovat kapalné složky.
Je to proto, že se všechny kapalné složky v průběhu času odpařují. Tento způsob je vhodný pro oddělení rozpustné pevné látky od kapaliny.
V mnoha částech světa se stolní sůl získává odpařováním mořské vody. Teplo v procesu pochází ze slunce (CK-12 Foundation, SF).
Jednoduchá destilace
Jednoduchá destilace je metoda používaná pro separaci složek směsi, která obsahuje dvě mísitelné kapaliny, které se vaří bez rozkladu a mají dostatečný rozdíl v bodech varu.
Destilační proces zahrnuje zahřívání kapaliny na její teploty varu a převádění par do studené části zařízení, pak kondenzaci par a shromažďování kondenzované kapaliny do nádoby.
V tomto procesu, když se teplota kapaliny zvýší, tlak páry kapaliny vzroste. Když tlak par kapaliny a atmosférický tlak dosáhne stejné úrovně, kapalina se změní na svůj stav páry.
Páry procházejí zahřátou částí zařízení, dokud nepřijdou do styku s chladným povrchem vodou chlazeného kondenzátoru.
Když se pára ochladí, kondenzuje a prochází kondenzátorem a je shromažďována v přijímači vakuovým adaptérem.
Frakční destilace
Pokud je rozdíl v bodech varu blízko sebe a není příliš velký, provede se podrobná destilace, která se nazývá frakční destilace. Provádí se ve sloupci zvaném frakcionační sloupec.
Frakcionační kolona umožňuje kondenzaci různých rozpouštědel při různých teplotách a vrací frakci směsi do baňky.
Destilace ropy probíhá ve vícesložkové frakcionační koloně při širokém rozmezí teplot.
Rozdíly tání mohou být také použity stejným způsobem jako bod varu při oddělování směsí.
Vznikají ledovce, které jsou ztuhlou sladkou vodou a jsou založeny na útlumu jevu mrazu (Tutorvista.com, SF).
Chromatografie
Chromatografie je rodina technik analytické chemie pro separaci směsí. Jedná se o průchod vzorku, směsi obsahující analyt, v „mobilní fázi“, často v proudu rozpouštědla, skrz „stacionární fázi“.
Stacionární fáze zpomaluje průchod součástí vzorku. Když komponenty procházejí systémem různými rychlostmi, jsou časově odděleny, jako běžci v maratonu.
V ideálním případě má každá komponenta charakteristický čas pro průchod systémem. To se nazývá „retenční čas“.
Chromatograf vezme chemickou směs nesenou kapalinou nebo plynem a rozdělí ji na její složky v důsledku diferenciálního rozdělení solutů, když teče kolem nebo přes stacionární pevnou nebo kapalnou fázi.
Různé techniky separace komplexních směsí jsou založeny na rozdílových afinitách látek pro plynné nebo kapalné mobilní médium a pro stacionární adsorbční médium, kterým prochází. Jako je papír, želatina nebo silikátový gel hořečnatý (Separation Techniques, SF).
Odstředění
Při odstředění se kapalina odstředí tak rychle, že se částice oddělí. Rozdíly v hustotě způsobují, že těžší částice klesají ke dnu a lehčí částice se hromadí na vrcholu.
Lékaři oddělují vzorky krve pro analýzu (studii) pomocí odstředivky (Kindersley, 2007).
Magnetická separace
Elektrolyty a neelektrolyty, magnetické a nemagnetické látky mohou být separovány touto separační technikou pomocí elektrického pole nebo magnetického pole.
Reference
- Amrita University a CDAC Mumbai. (SF). Separace směsí pomocí různých technik. Převzato z amrita.olabs.edu amrita.olabs.edu.in
- Nadace CK-12. (SF). Metody pro oddělování směsí. Převzato z ck12.org ck12.org
- Kindersley, D. (2007). ODDĚLENÍ MIXTUR. Převzato z factmonster factmonster.com
- FYZIKÁLNÍ SEPARAČNÍ TECHNIKY. (SF). Převzato z ccri.edu ccri.edu
- Separační směsi. (SF). Převzato z eschooltoday eschooltoday.com
- Separační techniky. (SF). Převzato z kentchemistry kentchemistry.com