Μέθοδοι διαχωρισμού ομογενών και ετερογενών μιγμάτων

Γνωρίστε το μέθοδοι διαχωρισμού ομογενή και ετερογενή μίγματα Μπορεί να είναι απαραίτητο στη βιομηχανία, στα εργαστήρια ή ακόμη και στο σπίτι, να χρησιμοποιηθούν ένα ή περισσότερα από τα συστατικά που αποτελούν αυτά τα μείγματα. Για να είναι δυνατόν να διαχωριστούν τα μίγματα απαιτούνται μία ή περισσότερες διαδικασίες, μέσω των οποίων είναι δυνατή η μεταφορά τους στα αρχικά συστατικά τους.

Κατάλληλες μέθοδοι για το διαχωρισμό των συστατικών ενός μίγματος μεθόδων εξαρτάται εξ ολοκλήρου από την φάση η οποία είναι αυτή (με μεγαλύτερη έμφαση στις λεπτομέρειες του κατά πόσον το μίγμα είναι ομογενές), το επίπεδο της ομοιογένειας που διαθέτει ακόμη και η φύση των ενώσεων οι οποίες μορφή.

Στη φύση υπάρχουν δύο τύποι μιγμάτων που μπορούν να σχηματιστούν μεταξύ δύο ή περισσοτέρων χημικών ουσιών: ομοιογενή, στα οποία τα συστατικά είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα. και ετερογενής, στην οποία τα συστατικά του μίγματος δεν είναι σε ομοιόμορφη κατανομή, ή έχουν εντοπισμένες περιοχές με διαφορετικές ιδιότητες.

Η μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ αυτών των μιγμάτων είναι ότι, ενώ δύο δείγματα ενός ομογενούς διαλύματος είναι ίση σε συγκέντρωση των συστατικών, δύο δείγματα ενός ετερογενούς μην είναι.

Πολύπλοκες διαδικασίες, όπως για παράδειγμα, απόσταξη, κλασματική κατάψυξη και εξάτμιση-ας χρησιμοποιήσουμε πιο αποτελεσματικά μέσα ότι μηχανικές δυνάμεις για να επιτευχθεί μια πλήρης διαχωρισμός των συστατικών από το σημείο τήξης του, βρασμού και άλλες εγγενείς ιδιότητες του κάθε είδους που εμπλέκονται.

Ευρετήριο

• 1 Μέθοδοι διαχωρισμού ομοιογενών μειγμάτων
  • 1.1 Απόσταξη
  • 1.2 Χρωματογραφία
  • 1.3 Εξάτμιση
  • 1.4 Καθίζηση
  • 1.5 Ανακρυστάλλωση
• 2 Μέθοδοι διαχωρισμού ετερογενών μειγμάτων
  • 2.1 Ξήρανση
  • 2.2 Εξόρυξη
  • 2.3 Διήθηση
• 3 Αναφορές

Μέθοδοι διαχωρισμού ομοιογενών μειγμάτων

Οι μέθοδοι διαχωρισμού που χρησιμοποιούνται για ομογενή μείγματα είναι πιο πολύπλοκες από αυτές που χρησιμοποιούνται για το διαχωρισμό των ετερογενών.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μια απλή εφαρμογή μηχανικής δύναμης δεν θα είναι επαρκής να αποσπάσει τα σωματίδια, υγρά ή αέρια που συνδέονται με ένα άλλο υγρό ή αέριο, οπότε θα πρέπει να εξεταστούν άλλα ατομικά χαρακτηριστικά τα οποία μπορούν να αξιοποιηθούν: διαλυτότητα, πολικότητα, και σημεία ζέσεως και στερεοποίηση. 

Απόσταξη

Η απόσταξη είναι η μέθοδος καθαρισμού των υγρών κατ 'εξοχήν, η οποία βασίζεται στον διαχωρισμό των συστατικών ενός υγρού μίγματος με επιλεκτικό βρασμό και συμπύκνωση.

Μπορεί να γίνει απόσταξη για να επιτευχθεί ο πλήρης διαχωρισμός των συστατικών ή για να επιτευχθεί ένας μερικός διαχωρισμός που αυξάνει τη συγκέντρωση κάποιου επιθυμητού συστατικού.

Αυτή η τεχνική εκμεταλλεύεται τις διαφορές στην μεταβλητότητα μεταξύ των συστατικών του μίγματος να φέρει τη θερμοκρασία του συστήματος μέχρι την χαμηλότερη κλίμακα βρασμού μεταξύ συστατικών, που χωρίζει το πρώτο συστατικό του μίγματος, και ούτω καθεξής μέχρι να ληφθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα.

Υπάρχουν πολλοί τύποι απόσταξης, μεταξύ των οποίων απλή απόσταξη, κλασματική, με ατμό, κενό και άλλα.

Το τελευταίο γίνεται όταν οι ενώσεις έχουν πολύ υψηλά σημεία ζέσεως, γι 'αυτό είναι προτιμότερο να μειώσει την πίεση του συστήματος για το σημείο αυτό είναι ευκολότερο να επιτευχθεί σε χαμηλότερες θερμοκρασίες.

Χρωματογραφία

Η χρωματογραφία είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται σε εργαστήρια για τον διαχωρισμό ενός μείγματος. Το μίγμα (ή "αναλύτης") διαλύεται σε ένα ρευστό που ονομάζεται "κινητή φάση", το οποίο έχει τη λειτουργία να το μεταφέρει διαμέσου μίας δομής που έχει το όνομα της "στατικής φάσης".

Καθώς οι μεμονωμένες ενώσεις του ταξιδιωτικού μίγματος σε διαφορετικές ταχύτητες, μέσω της στατικής φάσης, το μίγμα διαχωρίζεται συστατικό κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, γεγονός που καθιστά δυνατόν να προσδιοριστεί το ποσοστό του κάθε συστατικού του μίγματος (αν αυτό προορίζεται) ή απλώς για τον καθαρισμό της αναλυόμενης ουσίας.

Χρησιμοποιεί το χρωματογράφημα που ελήφθη για την ερμηνεία των αποτελεσμάτων ή την ανάπτυξη της διαδικασίας διαχωρισμού, παρατηρώντας μοτίβα σε αυτό απεικονίστηκαν γραφικά για να αναγνωρίσει ποια στοιχεία διαχωρίστηκαν και σε ποιο ποσοστό.

Ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται για αυτή τη διαδικασία ονομάζεται χρωματογράφος και υπάρχουν τεχνικές σε αέρια και υγρά, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να γίνει σε στήλες ή σε επίπεδη μορφή..

Εξάτμιση

Η εξάτμιση είναι μια τεχνική ατμοποίησης, η οποία εμφανίζεται στην επιφάνεια ενός υγρού καθώς περνάει στην αέρια φάση.

Αυτή η διαδικασία βασίζεται στην εφαρμογή ενέργειας σε ένα μίγμα υγρών, το οποίο θερμαίνεται μέχρι το σημείο ζέσεως του προς εκχύλιση υγρού (συνήθως ύδατος), μετά το οποίο είναι δυνατόν να διαχωριστεί αυτό το συστατικό από το μίγμα.

Αφού απελευθερωθεί αυτό το συστατικό από το μείγμα, θα μειωθεί η θερμοκρασία λόγω ενός αποτελέσματος που ονομάζεται ψύξη με εξάτμιση.

Καταβύθιση

Η καθίζηση στοχεύει στο σχηματισμό ενός στερεού σε ένα διάλυμα. στην πραγματικότητα, όταν σχηματίζονται στερεά σωματίδια σε ένα υγρό διάλυμα, ονομάζονται "ίζημα".

Η κατακρήμνιση μπορεί να πραγματοποιηθεί με την προσθήκη ιζημάτων στο δείγμα, οι οποίες προάγουν το σχηματισμό ιζήματος στον πυθμένα του διαλύματος. Σε άλλες εποχές αυτό συμβαίνει ως παρενέργεια μιας χημικής αντίδρασης μεταξύ δύο ενώσεων.

Στην περίπτωση των στερεών, υπάρχει θερμική γήρανση των μετάλλων, η οποία είναι μια επεξεργασία που προκαλεί την εναπόθεση μετασταθών φάσεων μέσα σε ένα κράμα. Αυτά αντιπροσωπεύουν ακαθαρσίες που σκληρύνουν το υλικό και αποτρέπουν ελαττώματα στο κρυσταλλικό του δίκτυο.

Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται κυρίως στην παραγωγή χρωστικών ουσιών, στην αφαίρεση αλατιού από το νερό, στην επεξεργασία νερού και σε ορισμένες ανόργανες ποιοτικές αναλύσεις..

Ανακρυστάλλωση

Η ανακρυστάλλωση είναι ένα χημικά καθαρισμού τεχνική για να εξαγάγετε ένα ανεπιθύμητο συστατικό (το οποίο διαλύεται σε μικρή ποσότητα) μιας επιθυμητής ουσίας, τυπικά ένα υγρό διάλυμα.

Αυτή η τεχνική συνίσταται στη διάλυση του εν λόγω μείγματος σε ένα διαλύτη, ο οποίος παράγει ένα κορεσμένο διάλυμα. Το διάλυμα αυτό αφήνεται να ψυχθεί, μετά από το οποίο η διαλυτότητα των ενώσεων σε διάλυμα θα μειωθεί.

Τέλος, η επιθυμητή ένωση θα σχηματίσει στερεούς κρυστάλλους, αφήνοντας πίσω τις ακαθαρσίες στο διάλυμα και μπορεί να εξαχθεί για μελλοντική χρήση.

Η καθαρότητα του κρυσταλλικού ιζήματος μπορεί να αυξηθεί περνώντας αυτή την ουσία διαμέσου της διεργασίας ξανά και ξανά, αφαιρώντας όλο και περισσότερες ακαθαρσίες και αυξάνοντας τη συγκέντρωση των κρυστάλλων της επιθυμητής ένωσης.

Μέθοδοι διαχωρισμού ετερογενών μειγμάτων

Ξήρανση

Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει τη μεταφορά μάζας για την απομάκρυνση νερού ή άλλου διαλύτη από στερεό ή υγρό και αντιπροσωπεύει μια κοινή διαδικασία στον κλάδο πριν από την αποθήκευση προϊόντων για μεταφορά ή πώληση.

Εμφανίζεται κυρίως με τη χρήση μιας πηγής θερμότητας και ενός ρεύματος αέρα ή με κίνηση του υγρού στερεού ώστε να διαχωριστεί αποτελεσματικά το υγρό από αυτό.

Υπάρχουν αρκετές μέθοδοι ξήρανσης, μεταξύ των οποίων:

- Ξήρανση με έμμεση επαφή, η οποία γίνεται, για παράδειγμα, με ζεστά τοιχώματα.

- Άμεση ξήρανση, με αέρα και μεταφορά.

- Διηλεκτρική ξήρανση, η οποία χρησιμοποιεί ραδιοσυχνότητα ή μικροκύματα.

- Η ξήρανση με κατάψυξη, η οποία προκαλεί την εξάχνωση του διαλύτη από μια κατεψυγμένη στερεή φάση.

- Supercritical ξήρανση, η οποία χρησιμοποιεί υπέρθερμο ατμό για να βράσει το νερό στη μέση.

Η ξήρανση δεν πραγματοποιείται μόνο με την εφαρμογή θερμότητας, καθώς μπορεί επίσης να συμβεί με διόδους θερμού αέρα ή φυσικά με μεταφορά μάζας.

Αυτό το τελευταίο παράδειγμα εξηγεί γιατί τα υγρά αντικείμενα στεγνώνουν στον ήλιο χωρίς να χρειάζεται να τα φέρετε μέχρι τη θερμοκρασία βρασμού του νερού.

Εξόρυξη

Η εκχύλιση είναι μια διαδικασία που συνίσταται στον διαχωρισμό μιας ουσίας από μια δεδομένη φάση σε μια άλλη, η οποία μπορεί να είναι τύπου στερεού στερεού ή υγρού-υγρού.

Βασίζεται στην ιδιότητα των αναμιξιμότητας και / ή διαλυτότητα σχετική, χρησιμοποιώντας τρεις ουσίες που αλληλεπιδρούν στη διαδικασία: το διαλυτής ουσίας, το περιβάλλον στο οποίο η διαλυμένη ουσία (τυπικά νερό) και έναν οργανικό διαλύτη είναι.

Για να ληφθεί ο τύπος χώρα -ότι πιο κοινό μέσο εκχύλισης, είναι επιθυμητό η εκχύλιση υγρού-υγρού, έχει να διαχωριστεί υδατικό διάλυμα στο οποίο χρησιμοποιείται ένας οργανικός διαλύτης εγκλωβισμού ένωση διαλύθηκε σε νερό και συλλαμβάνει, διαλύοντάς το σε αυτή τη νέα ουσία και αφήνοντας το φτωχό διαλυμένης ουσίας νερού στο τέλος της διαδικασίας.

Στην περίπτωση της στερεού-στερεού εκχύλιση, αυτό συνήθως πραγματοποιείται με βάση την πολικότητα του αναλύτη, με διέλευση ενός πολικού διαλύτη που συλλαμβάνει την πιο πολική διαλυμένη ουσία και απομακρύνει μη-πολικό, διαχωρίζοντας έτσι το μίγμα αποτελεσματικά.

Διήθηση

Αντιπροσωπεύει μια απλή διαδικασία διαχωρισμού στερεών από υγρά ή αέρια. Η διήθηση είναι ένα σύνολο μηχανικών, φυσικών ή βιολογικών λειτουργιών που προσθέτουν ένα φίλτρο μεταξύ του στερεού και του υγρού.

Αυτό δημιουργεί ένα χώρο που μπορεί να περάσει μόνο ρευστού (τώρα ονομάζεται φιλτράρισμα), ενώ τα στερεά παραμένουν παγιδευμένοι στο μέσο που πρόκειται να χρησιμοποιηθούν ή να διατεθούν, όπως επιθυμούν οι αναλυτές.

Η διήθηση είναι μια φυσική λειτουργία και μπορεί να χρησιμοποιηθεί με χιλιάδες τρόπους: χρησιμοποιούνται φίλτρα επιφάνειας, τα οποία είναι στερεά κόσκινα που παγιδεύουν στερεά σωματίδια με ή χωρίς τη βοήθεια διηθητικού χαρτιού. ή ένα φίλτρο βάθους, το οποίο είναι μια κλίνη κοκκώδους υλικού που συγκρατεί τα σωματίδια ενώ το υγρό ή το αέριο διέρχεται διαμέσου αυτού.

Το πλεονέκτημα του επιφανειακού φίλτρου είναι ότι επιτρέπει τη συλλογή των στερεών αποβλήτων ανέπαφα, αλλά το φίλτρο βάθους είναι λιγότερο επιρρεπές στο να φράξει λόγω της μεγαλύτερης επιφάνειας όπου συλλέγονται τα απόβλητα..

Αναφορές

1. Wikipedia. (s.f.). Διαδικασία Διαχωρισμού. Ανακτήθηκε από το wikipedia.org
2. ThoughtCo. (s.f.). Η διαφορά μεταξύ ετερογενών και ομοιογενών μιγμάτων. Ανακτήθηκε από thoughtco.com
3. BBC (s.f.). Διαχωριστικά Μίγματα. Ανακτήθηκε από bbc.co.uk
4. Lumen (s.f.). Μέθοδοι διαχωρισμού μιγμάτων. Ανακτήθηκε από courses.lumenlearning.com
5. PDA (s.f.). Ιδιότητες ετερογενών μιγμάτων και ομοιογενών μιγμάτων. Ανακτήθηκε από το fl-pda.org