РОЗДІЛЬНА ВОРОНКА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ДЛЯ ЧОГО ЦЕ ТА ПРИКЛАДИ - ХІМІЯ - 2025

Воронки, груша або відділення ампула є скляного посуду використовується в рідких витягів і розділень. Це визнано за своєрідною перевернутою формою конуса. У лабораторіях він спирається на залізні кільця, прикріплені до універсальної опори.

Оскільки це відокремлювальна воронка, за визначенням вона повинна бути в змозі дозволити поділ за рахунок дії сили тяжіння і без змивання решти суміші. Для цього обов'язково (як правило) повинна бути рідка двофазна система; тобто, що утворюється двома несмешивающимися рідинами і різної щільності.

Роздільна воронка з жовтою двофазною системою. Джерело: Маркдегій через Вікіпедію.

Наприклад, на зображенні вгорі є розділювальна воронка, підтримувана залізним кільцем, краї якого вкриті гумою. Всередині нього міститься двофазна суміш двох жовтих рідин; хоча колір у нижній фазі більш інтенсивний, ніж у верхній.

Завдяки цій лійці можна витягти деякі розчинники або аналіти з зразків води, або з розчинів зразків, що цікавлять (ґрунти, зола, рослинні маси, паливо тощо). Так само він служить для пояснення концепції розподілу розчиненої речовини між інтерфейсом, утвореним між двома несмешивающимися розчинниками.

Розділення функцій воронки

На зображенні, наведеному вище, показані найважливіші риси роздільної воронки. Зверніть увагу, що об'єм рідкої суміші набагато менший, ніж ємність воронки. Насправді, завжди рекомендується, щоб витяжки не покривали обсяги, що перевищують половину загального об'єму воронки.

Більш детально переходячи через лійку, внизу у нас стопор (синювата нитка), який дозволяє рідини потрапляти через скляну горловину. Зверху маємо гирло воронки, запечатане пластиковою пробкою; однак пробка також може бути скляною із заземленим ущільненням.

Для запобігання належної роботи можна змащувати і запірний кран, і кришку. Ключ повинен повернутися без особливих труднощів, а також забезпечити, щоб при закритті він не пропускав нижню рідину. Тим часом пробка повинна герметично закриватися, досить добре, щоб при струшуванні лійки рідина не витікала зверху.

Перевага залізного кільця, яке покривається гумою, полягає в тому, що воно запобігає подряпини скла лійки при утриманні.

Для чого це?

Сепараційна воронка використовується в принципі лише для двох цілей: для вилучення розчинних речовин із зразків без перенесення інших небажаних розчинних речовин або безпосередньо для відокремлення не змішуваних рідин.

Методика обох процесів сама по собі однакова: рідку суміш, попередньо отриману із зразка, поміщають всередину розділювальної воронки і додають один або два розчинника. Це для того, щоб створити просту роздільну двофазну систему.

Потім, розділяючи дві рідини і знаючи, що наш розчинник або аналіт є більш розчинним в одній з двох фаз (нижчій або вищій), одна збирається, а інша викидається. Нижня фаза має більш високу щільність, тому її витягують, відкриваючи стопор; при цьому верхня фаза виходить через гирл воронки шляхом зняття ковпачка.

Потім з фазою, що представляє інтерес, беруть аликвоти для проведення хроматографічного або спектроскопічного аналізу, підкислення, реакції осадження або його просто піддають нагріванню для випаровування розчинника та відновлення залишку твердого речовини: розчиненого речовини (нечистого).

Як використовувати

Струшування воронки

Хоча точна методологія змінюється залежно від аналізу, зразка, типу аналіту та використовуваних розчинників, спосіб використання воронки для поділу майже завжди однаковий.

Тримаючи воронку ретельно затиснутою в залізному кільці і переконуючись, що запірний кран закритий, приступайте до наповнення його сумішшю, до якої додавали екстрагуючі розчинники. Її накривають і струшують, щоб гарантувати, що розчинний розчин у суміші взаємодіє з розчинником, який ми хочемо пізніше перелити.

Під час перемішування, яке, як правило, робиться всередині витяжки і багаторазово відхиляючи воронку від тіла, важливо відкрити стопор, щоб забезпечити звільнення внутрішнього тиску пари.

Цей тиск пари частково пояснюється тим, що витяг зазвичай проводиться дуже летючими розчинниками, тому високий тиск їх пари може розбити скло воронки і зашкодити тим, хто з цим обробляє.

Фазова екстракція

Лійці дозволяється відпочивати, поки не з’являться дві чітко визначені фази. Якщо нас зацікавила нижня фаза, ми відкриваємо пробку і збираємо її в контейнер. У воронку додаємо більше розчинника і повторюємо перемішування, щоб потім знову витягти. Таким чином ми забезпечуємо витяг найбільшої кількості розчиненого речовини.

Тим часом, якщо нас зацікавила верхня фаза, ми відкидаємо нижню фазу, відкриваючи стопор, а верхню фазу декантируємо через гирл воронки. Нижня фаза повертається у воронку і до неї знову додають більше розчинника, щоб повторити кілька екстракцій.

Коротше кажучи: перемішуємо, випускаємо тиск пари, його залишаємо відпочивати, і проціджуємо. У фазі, що представляє інтерес, у нас буде розчин, який був витягнутий із зразка. Рекомендується провести кілька екстракцій із малим об'ємом розчинника.

У наступному відео показаний експеримент із застосуванням роздільної воронки:

Приклади використання

Нижче будуть згадані деякі загальні приклади використання розділової воронки:

-Екстракції органічних сполук, розчинених у воді, шляхом додавання органічних та неполярних розчинників, що має велике значення для оцінки якості води або виявлення джерела забруднення.

-Екстракція аналітів із тонко подрібнених рослинних матеріалів, так що одні є більш розчинними у верхній фазі, а інші - у нижній.

-Поділіть дві несмешивающиеся рідини в достатній кількості, щоб було визначено дві фази, а також додайте вид для дестабілізації утворених емульсій

-Водні екстракти йоду з дихлорметаном, це одна з найпоширеніших практик у навчальних лабораторіях

-Екстракція есенцій або масел для одночасного видалення їх вмісту солей та інших розчинних сполук у водній фазі (що зазвичай є нижньою фазою через більшу щільність)

Список літератури

1. Роздільна воронка: підготовка до використання роздільної воронки. Відновлено з: dept.harpercollege.edu
2. Elsevier BV (2020). Сепараційна воронка. ScienceDirect. Відновлено з: sciencedirect.com
3. К. Гейбл. (2020). Використання розділової воронки. Орегонський державний університет. Відновлено з: sites.science.oregonstate.edu
4. Вікіпедія. (2020). Сепараційна воронка. Відновлено з: en.wikipedia.org
5. Реєстр Юрайма. (2018). Роздільна воронка. Відновлено з: iquimicas.com