Metoder for separering av homogene og heterogene blandinger

Å kjenne separasjonsmetodene kan være homogene og heterogene blandinger i industrien, i laboratorier eller i hjemmet, for å bruke en eller flere av komponentene som danner slike blandinger. For å kunne skille blandingene trenger man en eller flere prosesser, der det er mulig å ta dem til de opprinnelige komponentene.

De tilstrekkelige metoder for å separere komponentene i en blanding vil helt avhenge av fasen der den er plassert (med større vekt på denne detalj hvis blandingen er homogen), homogenitetsnivået som den har og til og med naturen av forbindelsene som form.

I naturen finnes det to typer blandinger som kan dannes mellom to eller flere kjemiske stoffer: homogene, hvor komponentene er jevnt fordelt; og heterogene, hvor komponentene i blandingen ikke er i en jevn fordeling, eller har lokaliserte regioner med forskjellige egenskaper.

Den største forskjellen mellom disse blandingene er at mens to prøver av en homogen løsning vil være lik i komponentkonsentrasjonen, vil det ikke være to prøver av en heterogen.

Enkelte komplekse prosesser, som destillasjon, fraksjonal frysing og fordamping, tillater oss å bruke mer effektive midler enn mekaniske krefter for å oppnå total separasjon av komponenter på grunn av deres smeltepunkt, kokepunkt og andre inneboende egenskaper hos hver art som er involvert. .

Metoder for separering av homogene blandinger

Separasjonsmetodene som brukes til homogene blandinger er mer komplekse enn de som brukes til å skille de heterogene.

Dette skjer fordi en enkel påføring av mekanisk kraft ikke vil være tilstrekkelig til å løsne partikler, væsker eller gasser knyttet til en annen væske eller gass, slik at andre individuelle egenskaper som kan utnyttes bør tas i betraktning: løselighet, polaritet og kokepunkt og størkning.

destillasjon

Destillasjon er metoden for rensing av væsker med høy kvalitet, som er basert på separasjon av komponenter i en flytende blanding ved selektiv koking og kondensering.

Destillasjon kan utføres for å oppnå fullstendig separasjon av komponenter, eller for å oppnå en partiell separasjon som øker konsentrasjonen av noen ønsket komponent.

Denne teknikken utnytter forskjellene i volatiliteter mellom komponentene i blandingen for å bringe temperaturen til systemet til det laveste kokeområde mellom komponentene, separere denne første komponenten fra blandingen og så videre inntil det ønskede resultat er oppnådd.

Det finnes mange typer destillasjon, blant annet enkel destillasjon, fraksjon, med damp, vakuum og andre.

Sistnevnte er gjort når forbindelsene har meget høye kokepunkter, så det er å foretrekke å senke trykket i systemet slik at dette punktet er lettere å nå ved lavere temperaturer.

kromatografi

Kromatografi er en teknikk som brukes i laboratorier for separering av en blanding. Blandingen (eller "analytten") oppløses i et fluidum som kalles "mobil fase", som har funksjonen til å bære den gjennom en struktur som har navnet "stasjonær fase".

Når de enkelte forbindelser av blandingen beveger seg ved forskjellige hastigheter gjennom denne stasjonære fasen, separeres blandingen av komponenter under denne prosessen, noe som gjør det mulig å bestemme andelen av hver komponent av blandingen (hvis dette er hensikten) eller ganske enkelt å rense analytten.

Det oppnådde kromatogrammet brukes til å tolke resultatene eller utviklingen av separasjonsprosessen, observere mønstrene som er skissert i den for å gjenkjenne hvilke komponenter som ble separert og i hvilken andel.

Utstyret som brukes til denne prosessen kalles en kromatograf, og det finnes teknikker i gasser og væsker, noe som innebærer at det kan gjøres i kolonner eller i planform.

fordampning

Fordampning er en fordampningsteknikk som oppstår på overflaten av en væske når den passerer inn i gassfasen.

Denne prosessen er basert på anvendelse av energi på en blanding av væsker, som oppvarmes til det når kokepunktet til væsken som vil bli ekstrahert (vanligvis vann), hvoretter det er mulig å skille denne komponenten fra blandingen.

Etter at denne komponenten er frigjort fra blandingen, vil den senke i temperatur på grunn av en effekt som kalles fordampningskjøling.

utfelling

Nedbør sikter mot dannelsen av et fast stoff i en løsning; Faktisk, når faste partikler dannes i en flytende løsning, kalles de "utfelling".

Nedbør kan utføres ved å tilsette utfellingstoffer til prøven, som fremmer dannelsen av bunnfall i bunnen av løsningen. Andre ganger oppstår dette som en bivirkning av en kjemisk reaksjon mellom to forbindelser.

Når det gjelder faste stoffer, er det termisk aldring av metallene, som er en behandling som forårsaker avsetning av metastabile faser i en legering. Disse representerer urenheter som herder materialet og forhindrer defekter i krystallgitteret.

Denne prosessen brukes hovedsakelig i produksjon av pigmenter, fjerning av salt fra vann, behandling av vann og i noen kvalitative uorganiske analyser.

rekrystallisering

Omkrystallisering er en kjemisk rensingsteknikk som tillater en uønsket komponent (som er oppløst i en liten mengde) som skal ekstraheres fra et ønsket stoff, typisk en flytende løsning.

Denne teknikken består i oppløsning av den aktuelle blanding i et løsningsmiddel som genererer en mettet løsning. Denne løsningen får avkjøles, hvorpå oppløseligheten av forbindelsene i oppløsning vil avta.

Til slutt vil den ønskede forbindelse danne faste krystaller som etterlater urenheter i løsningen og kan ekstraheres for fremtidig bruk.

Renheten av det krystallinske bunnfallet kan økes ved å føre dette stoffet gjennom prosessen igjen og igjen, fjerne flere og flere urenheter og øke konsentrasjonen av krystallene av den ønskede forbindelse.

Metoder for separering av heterogene blandinger

tørking

Denne prosessen innebærer overføring av masse for å fjerne vann eller et annet løsningsmiddel fra et fast stoff eller en væske, og representerer en felles prosess i industrien før lagring av produkter for transport eller salg.

Det skjer hovedsakelig ved bruk av en varmekilde og en luftstrøm eller bevegelse av det våte faste stoffet for effektivt å skille væsken fra den.

Det finnes flere metoder for tørking, blant annet:

- Tørking ved indirekte kontakt, som er gjort, for eksempel gjennom varme vegger.

- Direkte tørking, med luft og konveksjon.

- Dielektrisk tørking, som bruker radiofrekvens eller mikrobølger.

- Frysetørking, noe som gjør at løsningsmidlet blir sublimert fra en frossen fast fase.

- Superkritisk tørking, som bruker overopphetet damp for å koke vannet i mediet.

Tørking utføres ikke bare ved bruk av varme, da det også kan forekomme ved varmluftpassasje eller naturlig ved massoverføring.

Dette siste eksempelet forklarer hvorfor fuktige gjenstander tørker i solen uten å bringe dem opp til vannets kokepunkt.

utvinning

Ekstraksjonen er en prosess som består av separasjon av et stoff fra en gitt fase til en annen, idet den kan være av faststoff eller flytende væsketype.

Det er basert på egenskapen med blandbarhet og / eller relativ løselighet, ved bruk av tre stoffer som er laget for å interagere i prosessen: løsemiddelet, mediet der løsningen er funnet (typisk vann) og et organisk løsningsmiddel.

For å utføre den vanligste typen utvinning, væske-væske-ekstraksjonen, har du en vandig løsning som er ønsket å separeres, for hvilken det anvendes et organisk løsningsmiddel som feller oppløsningen oppløst i vannet og Det fanger opp, løser det i dette nye stoffet og forlater det dårlige vannet i løsemiddel på slutten av prosessen.

Ved fast fast ekstraksjon utføres dette vanligvis basert på analytens polaritet ved å lede et polært løsningsmiddel som fanger det mest polare løsemiddel og fjerner det fra det ikke-polare, og effektivt separerer blandingen.

filtrering

Representerer en enkel prosess for separering av faste stoffer fra væsker eller gasser. Filtrering er et sett med mekaniske, fysiske eller biologiske operasjoner som legger til et filtermedium mellom det faste stoffet og væsken.

Dette gjør det mulig å skape et rom hvor kun væsken kan passere (som nå skal kalles filtrering), mens faste stoffer vil bli fanget i mediet som skal brukes eller kasseres, i henhold til hva analytikerne ønsker.

Filtrering er en fysisk operasjon og kan brukes på mange måter: overflatefiltre brukes, som er faste skjermer som feller faste partikler med eller uten hjelp av filterpapir; eller et dybdefilter, som er en seng av granulært materiale som holder partiklene mens væsken eller gassen passerer gjennom den.

Fordelen med overflatefilteret er at det gjør det mulig å samle fast avfallet intakt, men dybdefilteret er mindre utsatt for tilstopping på grunn av større areal hvor avfallet fanges.