- Mik azok a keverékelválasztási módszerek?
- Dekantálás
- Szűrés
- Mágneses elválasztás
- Szitálás
- Lepárlás
- Kristályosodás
- Lebegés
- Kromatográfia
Elmagyarázzuk, hogy melyek a keverékek szétválasztásának módszerei, és néhány egyszerű példával definiáljuk ezeket a módszereket.
Mik azok a keverékelválasztási módszerek?
Elegyek szétválasztásának módszereiként ismert, illfázisszétválasztási módszereka különböző fizikai eljárásokhoz, amelyek lehetővé teszik egy keverék két vagy több komponensének elválasztását. Az összetevők a keverék elválasztás után is megőrzik azonosságukat és kémiai tulajdonságaikat.
Ahhoz, hogy ezek a mechanizmusok működjenek, olyan keverékeknek kell lenniük, amelyekben a komponensek megőrzik azonosságukat, és nem voltak ilyenek kémiai reakciók amelyek tartósan megváltoztatják tulajdonságaikat vagy új anyagokat eredményeznek.
Az elválasztási módszerek alkalmazása érdekében olyan tulajdonságok, mint aForráspont, a sűrűség vagy a méretet meg kell őrizni a keverék komponenseiben.
Ehelyett ezek a módszerek mindkettőben működnek Homogén keverékek mint a heterogén keverékeknél, mivel ezek nem járnak semmilyen változással a komponensek azonosságában, amelyek így többé-kevésbé visszanyerhetők, mint a keverés előtt. Attól függően, hogy amódszer alkalmazva az eredeti komponensek kisebb-nagyobb tisztaságúak lesznek elérhetők.
Lásd még:Az anyagok halmazállapotai
Dekantálás
A dekantálás olyan eljárás, amellyel az egymásban nem oldódó folyadékokat (például víz és olaj) választják el, ill.szilárd oldhatatlan afolyékony (mint a víz és a homok).
Ez egy ampulla vagy egy választótölcsér használatából áll, ahol a keveréket addig hagyják leülepedni, amíg a legsűrűbb összetevő leülepedik és le nem kerül az aljára. A szelepet kinyitják és kiengedik, és időben bezárják, hogy a kevésbé sűrű összetevő bent maradjon. Ezt a módszert gyakran használják első lépésként a tisztább anyagok előállítása felé.
Követni:Dekantálás
Szűrés
A szűrés hasznos módszer az oldhatatlan szilárd anyagok folyadékoktól való elválasztására. Ez egy szűrő (szűrőpapír, szűrőkövek stb.) használatából áll, amely lehetővé teszi a folyadék áthaladását egy porózus közegen, és megtartja a szilárd elemeket.
A szűrők így működnekVíz házainkról, vagy a szűrőpapírról, ahová a szilárd kávét öntjük a forró víz hozzáadása előtt. A víz (amely a legfinomabb kávészemcséket tartalmazza) áthalad a papíron, és a durvább kávészemcsék megmaradnak benne.
Követni:Szűrés
Mágneses elválasztás
A mágneses elválasztás a fázisok mágneses potenciáljuk szerinti szétválasztásából áll. Egyes anyagok reagálnak mágneses mezők mások pedig nem, és ennek a különbségnek megfelelően a mágnes vagy elektromágneses a keverékhez, amely lehetővé teszi, hogy az egyik komponenst magához vonzza, a másik pedig ép marad (például vasdarabok a talajban, higany a vízben, fém vízben).
Követni:Mágneses elválasztás
Szitálás
A szitálás a szűréshez hasonlóan működik, de különböző méretű szilárd anyagok között (például kavics és homok, só és pattogatott kukorica, vagy rizs és kavics).
Hálót vagy szitát használnak, melynek lyukai lehetővé teszik a kisebb töredékek átjutását és megtartják a nagyobbakat. Anyagtól függően a beszerzés első lépéseként használhatótiszta anyagok vagy utolsó lépésként.
Követni:Szitálás
Lepárlás
A desztilláció lehetővé teszi az oldható folyadékok egymástól való elválasztását, de eltérő forrásponttal (például víz, ill. alkohol). Az ezzel a módszerrel szétválasztandó komponensek forráspontja közötti különbségnek körülbelül 80 °C-nak kell lennie.
Az eljárás abból áll, hogy a keveréket egy edénybe öntjük és a szabályozással felmelegítjük hőfok így csak az alacsonyabb forráspontú komponens párolog el, és egy vezetéken (úgynevezett desztillációs oszlopon) egy másik tartályba kerül, ezúttal hűtve. Ott lecsapódik és visszatér eredeti fázisába.
Az így kapott folyadékokat desztillátumoknak nevezzük (desztillált víz, desztillált alkohol).
Követni:Lepárlás
Kristályosodás
A kristályosítás ideális módszer az oldott szilárd anyagok és a folyadékok (só a vízből, cukor a vízből) elkülönítésére. Ez abból áll, hogy a folyadékot addig párologtatják, amíg az oldott szilárd anyag kristályai meg nem jelennek a tartály alján. Például így kapsz tengeri sót. A sebességtől függően a párolgás, a kristályok nagyobbak vagy kisebbek lesznek.
Követni:Kristályosodás
Lebegés
A flotáció a dekantálás ellentéte, és abból áll, hogy a kisebb sűrűségű szilárd fázist hagyjuk lebegni a folyadékban, majd kézzel vagy szitán keresztül eltávolítjuk. Ennek tökéletes példája az uszodatisztítási eljárás.
Kromatográfia
A kromatográfia olyan összetett keverékek elválasztására szolgáló módszer, amelyek semmilyen más elválasztási módszerre nem reagálnak. Alapelvként a kapillárist használja: egy olyan folyamatot, amely lehetővé teszi az anyag előrehaladását egy meghatározott közegen keresztül. A keverék két fázisát így mobil fázisként (az, amelyik halad) és állófázisként (amelyen továbbhalad) azonosítják.
Ennek az elválasztásnak a működése a keverék komponenseinek mindkét fázishoz való affinitásától függ, és ennek az affinitásnak megfelelően az elválasztás gyorsabb vagy lassabb lesz. Például, amikor a kávét egy ruhára ömleszti, a kávé előrehalad, és nagy mennyiségű felületet foglal el.
Jelenleg különböző kromatográfiás módszerek léteznek:
- Papírkromatográfia. Az állófázis egy szűrőpapír csíkból, a mozgó fázis pedig egy oldószerből áll, amely tartalmazza az elválasztandó mintát. Tegyen néhány csepp mintát tartalmazó oldószert a papír egyik végére, és várja meg, amíg a folyadék továbbhalad. Ezután hagyjuk megszáradni, és ha a minta különböző komponensei eltérő színűek, akkor megfigyelhető a papíron a különböző helyzetük.
- Vékonyréteg-kromatográfia. Az állófázis egy abszorbens anyagból áll, amely egy lemezre van ragasztva, amely lehet üvegből, alumíniumból vagy más anyagból. A mozgófázis egy folyadék, amely eluensként működik. Az eljárás abból áll, hogy a mintát a lemezre helyezzük, majd egy részét az eluensbe merítjük. A komponenseket az eluens és a lemezhez tapadt komponens közötti affinitáskülönbség választja el.
- Oszlopkromatográfia. Az állófázis szilárd abszorbens anyagból áll, amely üvegoszlopba van csomagolva (bár ma már vannak más anyagokból, például rozsdamentes acélból készült oszlopok). A mozgófázis egy eluensből áll, és a minta komponenseinek elválasztása attól függ, hogy komponensei milyen affinitást mutatnak mindkét fázishoz. Általában az eluens áthalad az oszlopon gravitáció, bár modern módszereket fejlesztettek ki, ahol szivattyúk hajtják, amelyek alkalmazhatók Nyomás.