Οι 9 πιο κοινές τεχνικές διαχωρισμού

Η επιλογή των τεχνικών διαχωρισμού μείξης βασίζεται στον τύπο του μείγματος και στη διαφορά στις χημικές ιδιότητες των συστατικών ενός μίγματος (Amrita University & CDAC Mumbai, S.F.).

Τα περισσότερα υλικά στο περιβάλλον μας είναι μείγματα δύο ή περισσοτέρων συστατικών. Τα μίγματα είναι ομογενή ή ετερογενή. Τα ομογενή μίγματα είναι ομοιόμορφα στη σύνθεση, αντίθετα τα ετερογενή μίγματα δεν είναι.

Ο αέρας είναι ένα ομοιογενές μίγμα και το έλαιο στο νερό είναι ένα ετερογενές μίγμα. Ομογενή και ετερογενή μίγματα μπορούν να διαχωριστούν στα συστατικά τους με διάφορες φυσικές μεθόδους.

Σε μια χημική αντίδραση, είναι σημαντικό να απομονωθούν τα συστατικά που ενδιαφέρουν από όλα τα άλλα υλικά έτσι ώστε να μπορούν να χαρακτηριστούν περαιτέρω.

Μελέτες βιοχημικών συστημάτων, περιβαλλοντική ανάλυση, φαρμακευτική έρευνα, αυτές και πολλές άλλες ερευνητικές περιοχές απαιτούν αξιόπιστες μεθόδους διαχωρισμού (Separating Mixtures, S.F.).

Τα μίγματα έρχονται σε πολλές μορφές και φάσεις. Τα περισσότερα από αυτά μπορούν να διαχωριστούν και ο τύπος της μεθόδου διαχωρισμού εξαρτάται από τον τύπο του μείγματος που είναι.

Κοινές μέθοδοι διαχωρισμού μιγμάτων

Διήθηση

Η διήθηση είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό των καθαρών ουσιών σε μείγματα που αποτελούνται από σωματίδια, μερικά από τα οποία είναι αρκετά μεγάλα ώστε να συλλαμβάνονται με ένα πορώδες υλικό.

Το μέγεθος των σωματιδίων μπορεί να ποικίλει σημαντικά, λαμβάνοντας υπόψη τον τύπο του μείγματος. Για παράδειγμα, το ρεύμα νερού είναι ένα μείγμα που περιέχει φυσικούς βιολογικούς οργανισμούς όπως βακτήρια, ιούς και πρωτόζωα.

Μερικά φίλτρα νερού μπορούν να φιλτράρουν τα βακτηρίδια, των οποίων το μήκος είναι της τάξης του 1 μικρού. Άλλα μείγματα, όπως το έδαφος, έχουν σχετικά μεγάλα μεγέθη σωματιδίων, τα οποία μπορούν να διηθηθούν μέσω κάποιου φίλτρου καφέ..

Απόσβεση

Όταν πρέπει να διαχωρίσετε τις πυκνότητες δύο υγρών που δεν είναι αναμίξιμες μεταξύ τους, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτήν τη μέθοδο.

Η χοάνη διαχωρισμού βοηθά στη συλλογή χωριστά των υγρών ρυμούλκησης. Στην περίπτωση στερεών, τα ελαφρύτερα στερεά μπορούν να διαχωριστούν με απόχυση σε υδατικό μέσο όταν και τα δύο στερεά δεν είναι διαλυτά. Όταν φυσάει ο αέρας επίσης ο διαχωρισμός μπορεί να γίνει με πολύ ελαφρά και βαριά στερεά μίγματα.

Εξάχνωση

Είναι η φυσική ιδιότητα ορισμένων ουσιών να περάσουν απευθείας από την στερεή κατάσταση στην αέρια κατάσταση χωρίς την εμφάνιση της υγρής κατάστασης.

Δεν έχουν όλα αυτά τα χαρακτηριστικά. Εάν ένα συστατικό ενός μείγματος εξωθείται, αυτή η ιδιότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να το διαχωρίσει από τα άλλα συστατικά του μίγματος.

Το ιώδιο (Ι₂), ναφθαλίνη (C₁₀H₈, πηκτώματα ναφθαλίνης), χλωριούχο αμμώνιο (ΝΗ₄Cl) και ξηρό πάγο (CO)₂ στερεό) είναι μερικές ουσίες που εξευγενίζουν (ΦΥΣΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ, S.F.).

Εξάτμιση

Η εξάτμιση είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό ομοιογενών μειγμάτων όπου υπάρχει ένα ή περισσότερα διαλελυμένα στερεά.

Αυτή η μέθοδος αποβάλλει τα υγρά συστατικά των στερεών συστατικών. Η διαδικασία τυπικά περιλαμβάνει τη θέρμανση του μίγματος έως ότου δεν υπάρχει πλέον υγρό.

Πριν από τη χρήση αυτής της μεθόδου, το μείγμα πρέπει να περιέχει μόνο ένα υγρό συστατικό, εκτός εάν δεν είναι σημαντικό να απομονωθούν τα υγρά συστατικά.

Αυτό οφείλεται στο ότι όλα τα υγρά συστατικά θα εξατμιστούν με την πάροδο του χρόνου. Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για τον διαχωρισμό ενός διαλυτού στερεού από ένα υγρό.

Σε πολλά μέρη του κόσμου, το επιτραπέζιο αλάτι αποκτάται από την εξάτμιση του θαλασσινού νερού. Η θερμότητα της διαδικασίας προέρχεται από τον ήλιο (CK-12 Foundation, S.F.).

Απλή απόσταξη

Η απλή απόσταξη είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό των συστατικών ενός μείγματος που περιέχει δύο αναμίξιμα υγρά που βράζουν χωρίς αποσύνθεση και έχουν επαρκή διαφορά στα σημεία βρασμού τους..

Η διαδικασία απόσταξης περιλαμβάνει τη θέρμανση ενός υγρού στα σημεία βρασμού του και τη μεταφορά των ατμών στο ψυχρό μέρος της συσκευής, στη συνέχεια συμπύκνωση των ατμών και συλλογή του συμπυκνωμένου υγρού σε ένα δοχείο.

Σε αυτή τη διαδικασία, όταν αυξάνεται η θερμοκρασία ενός υγρού, αυξάνεται η τάση ατμών του υγρού. Όταν η τάση ατμών του υγρού και της ατμοσφαιρικής πίεσης φθάσουν στο ίδιο επίπεδο, το υγρό περνά στην κατάσταση του ατμού.

Οι ατμοί περνούν πάνω από το θερμαινόμενο τμήμα της συσκευής μέχρι να έλθουν σε επαφή με την ψυχρή επιφάνεια του ψυκτικού νερού.

Όταν ο ατμός κρυώσει, συμπυκνώνεται και διέρχεται μέσω του συμπυκνωτή και συλλέγεται σε ένα δέκτη μέσω του προσαρμογέα κενού.

Κλασματική απόσταξη

Όταν η διαφορά των σημείων βρασμού είναι κοντά μεταξύ τους και όχι πολύ, διεξάγεται μια λεπτομερής απόσταξη που ονομάζεται κλασματική απόσταξη. Αυτό γίνεται σε στήλη που ονομάζεται στήλη κλασμάτωσης.

Η στήλη κλασματοποίησης επιτρέπει τη συμπύκνωση διαφόρων διαλυτών σε διαφορετικές θερμοκρασίες και επιστρέφει το κλάσμα του μείγματος στη φιάλη.

Η απόσταξη του πετρελαίου διεξάγεται στη στήλη κλασμάτωσης σε διάφορα συστατικά σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών.

Οι διαφορές σημείου τήξης μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν με τον ίδιο τρόπο όπως το σημείο βρασμού στο διαχωρισμό των μιγμάτων.

Παγόβουνοι σχηματίζονται που στερεοποιούνται γλυκό νερό και βασίζονται στην κατάθλιψη του φαινομένου σημείου πήξης (Tutorvista.com, S.F.).

Χρωματογραφία

Η χρωματογραφία είναι μια οικογένεια τεχνικών αναλυτικής χημείας για τον διαχωρισμό μιγμάτων. Περιλαμβάνει τη διέλευση του δείγματος, ενός μίγματος που περιέχει τον αναλύτη, στην "κινητή φάση", συχνά σε ρεύμα διαλύτη, μέσω της "στατικής φάσης".

Η στατική φάση καθυστερεί τη διέλευση των συστατικών του δείγματος. Όταν τα συστατικά περνούν από το σύστημα με διαφορετικές ταχύτητες, διαχωρίζονται στο χρόνο, ως δρομείς σε μαραθώνιο.

Ιδανικά, κάθε συστατικό έχει έναν χαρακτηριστικό χρόνο διέλευσης μέσω του συστήματος. Αυτό είναι γνωστό ως "χρόνος συγκράτησης".

Ένας χρωματογράφος παίρνει ένα χημικό μίγμα που φέρεται από το υγρό ή το αέριο και το διαχωρίζει στα συστατικά του ως αποτέλεσμα των διαφορικών κατανομών των διαλελυμένων ουσιών καθώς ρέουν γύρω ή πάνω από μία σταθερή υγρή ή στερεή φάση.

Διάφορες τεχνικές για τον διαχωρισμό σύνθετων μιγμάτων βασίζονται στις διαφορικές συγγένειες ουσιών για ένα κινούμενο με αέρια ή υγρό μέσο και για ένα στατικό απορροφητικό μέσο μέσω του οποίου περνούν. Όπως χαρτί, ζελατίνη ή πηκτή πυριτικού μαγνησίου (Separation Techniques, S.F.).

Φυγοκέντρηση

Κατά τη φυγοκέντρηση, ένα υγρό στροβιλίζεται τόσο γρήγορα ώστε τα σωματίδια να διαχωρίζονται. Οι διαφορές στις πυκνότητες προκαλούν βύθιση βαρύτερων σωματιδίων στον πυθμένα και συσσωρεύονται ελαφρύτερα σωματίδια στην κορυφή.

Οι γιατροί διαχωρίζουν τα δείγματα αίματος για ανάλυση (μελέτη) χρησιμοποιώντας φυγόκεντρο (Kindersley, 2007).

Μαγνητικός διαχωρισμός

Ηλεκτρολύτες και μη ηλεκτρολύτες, μαγνητικές και μη μαγνητικές ουσίες μπορούν να διαχωριστούν με αυτή την τεχνική διαχωρισμού χρησιμοποιώντας ηλεκτρικό πεδίο ή μαγνητικό πεδίο.

Αναφορές

1. Πανεπιστήμιο Amrita & CDAC Βομβάη. (S.F.). Διαχωρισμός μιγμάτων χρησιμοποιώντας διαφορετικές τεχνικές. Λαμβάνεται από amrita.olabs.edu amrita.olabs.edu.in
2. CK-12 Foundation (S.F.). Μέθοδοι διαχωρισμού μιγμάτων. Λαμβάνεται από ck12.org ck12.org
3. Kindersley, D. (2007). ΔΙΑΘΕΣΙΜΑ ΜΕΙΓΜΑΤΑ. Από το factmonster factmonster.com
4. ΦΥΣΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ . (S.F.). Λαμβάνεται από ccri.edu ccri.edu
5. Διαχωριστικά Μίγματα. (S.F.). Λαμβάνεται από eschooltoday eschooltoday.com
6. Τεχνικές διαχωρισμού. (S.F.). Λαμβάνεται από την kentchemistry kentchemistry.com