Homogeenisten ja heterogeenisten seosten erotusmenetelmät

Tiedä erottamismenetelmät homogeeniset ja heterogeeniset seokset Teollisuudessa, laboratorioissa tai jopa kotona voi olla tarpeen käyttää yhtä tai useampaa komponenttia, jotka muodostavat nämä seokset. Jotta seokset voidaan erottaa toisistaan, tarvitaan yksi tai useampia prosesseja, joiden avulla ne voidaan viedä alkuperäisiin komponentteihinsa.

Sopivat menetelmät seoksen komponenttien erottamiseksi riippuvat täysin siitä vaiheesta, jossa se sijaitsee (korostamalla tätä yksityiskohtaa, jos seos on homogeeninen), sen homogeenisuusasteesta ja jopa yhdisteiden luonteesta, joita muoto.

Luonnossa on kahdenlaisia ​​seoksia, jotka voidaan muodostaa kahden tai useamman kemiallisen aineen välillä: homogeeninen, jossa komponentit jakautuvat tasaisesti; ja heterogeeniset, joissa seoksen komponentit eivät ole tasaisesti jakautuneet tai joissa on paikallisia alueita, joilla on erilaiset ominaisuudet.

Suurin ero näiden seosten välillä on, että vaikka kaksi näytettä homogeenisesta liuoksesta ovat yhtä suuret niiden komponenttikonsentraatiossa, kaksi heterogeenisen näytteen näytettä ei ole yhtä suuri..

Jotkut monimutkaiset prosessit, kuten tislaus, murto-osa ja haihdutus, mahdollistavat tehokkaamman keinon kuin mekaaniset voimat komponenttien täydellisen erottamisen saavuttamiseksi niiden sulamispisteen, kiehumispisteen ja muiden luontaisten ominaisuuksien vuoksi..

indeksi

• 1 Menetelmät homogeenisten seosten erottamiseksi
  • 1.1 Tislaus
  • 1.2 Kromatografia
  • 1.3 Haihdutus
  • 1.4 Sademäärä
  • 1.5 Uudelleenkiteytys
• 2 Heterogeenisten seosten erottamismenetelmät
  • 2.1 Kuivaus
  • 2.2 Uuttaminen
  • 2.3 Suodatus
• 3 Viitteet

Menetelmät homogeenisten seosten erottamiseksi

Homogeenisten seosten erotusmenetelmät ovat monimutkaisempia kuin ne, joita käytetään heterogeenisten seosten erottamiseen.

Tämä johtuu siitä, että yksinkertainen mekaanisen voiman soveltaminen ei riitä irrottamaan hiukkasia, nesteitä tai kaasuja, jotka on liitetty toiseen nesteeseen tai kaasuun, joten muut yksilölliset ominaisuudet, joita voidaan hyödyntää, on otettava huomioon: liukoisuus, napaisuus ja kiehumispisteet ja kiinteytystä. 

tislaus

Tislaus on menetelmä nestemäisten nesteiden puhdistamiseksi, joka perustuu nestemäisen seoksen komponenttien erottamiseen selektiivisellä kiehumisella ja kondensoitumisella..

Tislaus voidaan suorittaa komponenttien täydellisen erottamisen aikaansaamiseksi tai osittaisen erottamisen aikaansaamiseksi, joka lisää jonkin halutun komponentin konsentraatiota.

Tämä tekniikka hyödyntää seoksia, jotka vaihtelevat sekoituskomponenttien välissä, jotta järjestelmän lämpötila saataisiin pienimmäksi kiehumisalueeksi komponenttien välillä, erottamalla tämä ensimmäinen komponentti seoksesta, ja niin edelleen, kunnes haluttu tulos on saatu..

Tislausta on lukuisia, kuten yksinkertainen tislaus, fraktio, höyry, tyhjiö ja muut.

Jälkimmäinen tehdään, kun yhdisteillä on hyvin korkeat kiehumispisteet, joten on edullista vähentää järjestelmän painetta siten, että tämä kohta on helpompi saavuttaa matalammissa lämpötiloissa.

kromatografia

Kromatografia on tekniikka, jota käytetään laboratorioissa seoksen erottamiseksi. Seos (tai "analyytti") liukenee nesteeseen, jota kutsutaan "liikkuvaksi faasiksi", jonka tehtävänä on kuljettaa se rakenteen läpi, jolla on "kiinteän vaiheen" nimi..

Koska seoksen yksittäiset yhdisteet kulkevat eri nopeuksilla tämän kiinteän faasin läpi, seos erotetaan komponenteilla tämän prosessin aikana, jolloin on mahdollista määrittää seoksen kunkin komponentin osuus (jos tämä on tarkoitus) tai yksinkertaisesti puhdistaa analyytti.

Saadun kromatogrammin avulla tulkitaan erotusprosessin tuloksia tai kehitystä, ottaen huomioon siinä kuvatut kuviot tunnistamaan, mitkä komponentit erotettiin ja missä suhteessa.

Tähän prosessiin käytettyjä laitteita kutsutaan kromatografiksi, ja kaasuissa ja nesteissä on tekniikoita, mikä tarkoittaa, että se voidaan tehdä pylväissä tai tasomaisessa muodossa..

haihtuminen

Haihdutus on höyrystysmenetelmä, joka tapahtuu nesteen pinnalla, kun se kulkee kaasufaasiin.

Tämä menetelmä perustuu energian levittämiseen nesteiden seokseen, joka kuumennetaan uutettavan nesteen (yleensä veden) kiehumispisteeseen, minkä jälkeen tämä komponentti on mahdollista erottaa seoksesta.

Kun tämä komponentti on vapautettu seoksesta, se laskee lämpötilaa haihtumisjäähdytyksen vuoksi.

sademäärä

Saostumalla pyritään muodostamaan kiinteä aine liuoksessa; itse asiassa, kun kiinteät hiukkaset muodostuvat nestemäiseen liuokseen, niitä kutsutaan "saostumiksi".

Saostus voidaan suorittaa lisäämällä näytteeseen saostimia, jotka edistävät sakan muodostumista liuoksen pohjassa. Toisinaan tämä tapahtuu kahden yhdisteen välisen kemiallisen reaktion sivuvaikutuksena.

Kiinteän aineen tapauksessa metallien lämpö vanhenee, mikä on käsittely, joka aiheuttaa metastabiilien faasien kerrostumisen seoksessa. Nämä ovat epäpuhtauksia, jotka kovettavat materiaalia ja estävät sen kiteisen verkon vikoja.

Tätä menetelmää käytetään pääasiassa pigmenttien valmistuksessa, suolan poistamisessa vedestä, veden käsittelyssä ja joissakin epäorgaanisissa kvalitatiivisissa analyyseissä..

uudelleenkiteyttämällä

Uudelleenkiteytys on kemiallinen puhdistusmenetelmä, joka mahdollistaa ei-toivotun komponentin (joka liuotetaan pieneen määrään) halutun aineen, tyypillisesti nestemäisen liuoksen, uuttaminen..

Tämä tekniikka käsittää kyseessä olevan seoksen liuottamisen liuottimeen, joka muodostaa kylläisen liuoksen. Tämän liuoksen annetaan jäähtyä, minkä jälkeen yhdisteiden liukoisuus liuokseen vähenee.

Lopuksi haluttu yhdiste muodostaa kiinteitä kiteitä, jolloin liuoksessa jää epäpuhtaudet ja ne voidaan uuttaa myöhempää käyttöä varten.

Kiteisen sakan puhtautta voidaan lisätä siirtämällä tämä aine prosessin läpi uudestaan ​​ja uudestaan ​​poistamalla yhä enemmän epäpuhtauksia ja lisäämällä halutun yhdisteen kiteiden konsentraatiota.

Menetelmät heterogeenisten seosten erottamiseksi

kuivaus

Tämä prosessi käsittää massan siirron veden tai muun liuottimen poistamiseksi kiinteästä tai nestemäisestä aineesta ja edustaa yleistä prosessia teollisuudessa ennen tuotteiden varastointia kuljetusta tai myyntiä varten.

Se tapahtuu enimmäkseen käyttämällä lämmönlähdettä ja ilmavirtaa tai märän kiinteän aineen liikettä nesteen tehokkaaksi erottamiseksi siitä.

Kuivausmenetelmiä on useita:

- Kuivaaminen epäsuoralla kosketuksella, joka tapahtuu esimerkiksi kuumien seinien läpi.

- Suora kuivaus ilmalla ja konvektiolla.

- Dielektrinen kuivaus, jossa käytetään radiotaajuutta tai mikroaaltoa.

- Pakastekuivaus, joka saa liuottimen sublimoitumaan pakastetusta kiinteästä faasista.

- Ylikriittinen kuivaus, jossa käytetään kuumaa höyryä vedessä keskellä.

Kuivaus suoritetaan paitsi lämmön avulla, koska se voi tapahtua myös kuumien ilmakanavien kautta tai luonnollisesti massasiirron avulla.

Tämä viimeinen esimerkki selittää, miksi kosteat esineet kuivuvat auringossa ilman, että ne joutuvat nostamaan veden kiehumislämpötilaan.

uuttaminen

Uuttaminen on prosessi, joka koostuu aineen erottamisesta tietystä vaiheesta toiseen, jolloin se voi olla kiinteän tai nestemäisen nestemäisen tyyppinen..

Se perustuu sekoittuvuuden ja / tai suhteellisen liukoisuuden omaisuuteen, jossa käytetään kolmea ainetta, jotka tehdään vuorovaikutuksessa prosessissa: liukoinen aine, väliaine, jossa liukoinen aine löytyy (tyypillisesti vesi) ja orgaaninen liuotin.

Yleisimmän uutto-tyypin, nestemäisen nesteen uuttamisen, suorittamiseksi meillä on haluttu erottava vesiliuos, jota varten käytetään orgaanista liuotinta, joka sulkee liuenneen yhdisteen veteen ja tallentaa, liuottaa se uuteen aineeseen ja jättää huono vesi liuenneeksi prosessin lopussa.

Kiinteän ja kiinteän uuttamisen tapauksessa tämä suoritetaan tavallisesti analyytin polariteetin perusteella, ja se kulkee polaarisen liuottimen, joka sieppaa kaikkein polaarisen liuoksen ja poistaa sen ei-polaarisesta, jolloin seos erotetaan tehokkaasti..

suodatuksen

Esittää yksinkertaisen prosessin kiinteiden aineiden erottamiseksi nesteistä tai kaasuista. Suodatus on joukko mekaanisia, fysikaalisia tai biologisia toimintoja, jotka lisäävät suodatusväliaineen kiintoaineen ja nesteen väliin.

Tämä mahdollistaa sellaisen tilan luomisen, jonka kautta vain neste voi kulkea (jota kutsutaan nyt suodatukseksi), kun taas kiintoaineet jäävät käyttämään tai hylkäämään väliaineeseen sen mukaan, mitä analyytikot haluavat..

Suodatus on fyysinen toiminta ja sitä voidaan käyttää lukemattomilla tavoilla: käytetään pintasuotimia, jotka ovat kiinteitä seuloja, jotka vangitsevat kiinteät hiukkaset suodatinpaperin avulla tai ilman sitä; tai syvyyssuodatin, joka on rakeisen materiaalin kerros, joka säilyttää hiukkaset, kun neste tai kaasu kulkee sen läpi.

Pintasuodattimen etuna on se, että se mahdollistaa kiinteän jätteen keräämisen ehjänä, mutta syvyyssuodatin on vähemmän alttiina tukkeutumiselle, koska jätealue on suurempi pinta-ala..

viittaukset

1. Wikipedia. (N.D.). Erotusprosessi. Haettu osoitteesta wikipedia.org
2. ThoughtCo. (N.D.). Heterogeenisten ja homogeenisten seosten välinen ero. Haettu osoitteesta thinkco.com
3. BBC. (N.D.). Seosten erottaminen. Haettu osoitteesta bbc.co.uk
4. Lumen. (N.D.). Menetelmät seosten erottamiseksi. Haettu osoitteesta courses.lumenlearning.com
5. PDA. (N.D.). Heterogeenisten seosten ja homogeenisten seosten ominaisuudet. Haettu osoitteesta fl-pda.org