СПОСОБИ ПОДІЛУ ОДНОРІДНИХ СУМІШЕЙ - ХІМІЯ - 2025

Ці методи поділу однорідних сумішей є все ті , які, без використання хімічних реакцій, дозволяють отримати компоненти або розчинені речовини , які об'єднують ту ж фазу; тобто рідкої, твердої речовини або газу.

Такі однорідні суміші складаються з розчинів, в яких частинки розчиненої речовини занадто малі, щоб їх можна було розрізнити неозброєним оком. Вони настільки малі, що немає фільтрів, які досить вузькі або вибіркові, щоб утримати їх, поки розчин проходить через них. Не допомагають і їхні методи поділу, такі як центрифугування або намагнічування.

Ілюстративний приклад того, як однорідні суміші можна розділити поетапно. Джерело: Габріель Болівар.

Вище наведено приклад того, як розчини розбиваються на їх компоненти. Початкова суміш (коричнева), розділена на два компоненти, однаково однорідні (помаранчевий і фіолетовий). Нарешті, з двох отриманих сумішей отримують розчинник (білий) та чотири відповідні пари розчинних речовин (червоно-жовтий та червоно-синій).

Серед методів або методів поділу розчинів ми маємо випаровування, перегонку, хроматографію та фракційну кристалізацію. Залежно від складності суміші, можливо, доведеться використовувати більше одного з цих способів, поки не буде порушена гомогенність.

Основні способи поділу сумішей

- Випаровування

Випаровування - це найпростіший метод відокремлення однорідних сумішей одного розчиненого речовини.

Найпростішими однорідними сумішами є розчини, в яких розчинився один розчин. Наприклад, на зображенні вище є кольоровий розчин за рахунок поглинання та відбиття видимого світла частинками його розчинника.

Якщо під час його приготування воно було добре струснене, не буде світліших або темніших регіонів, ніж інші; всі вони рівні, рівномірні. Ці різнокольорові частинки неможливо відокремити від розчинника будь-яким механічним способом, тому для досягнення цього вам знадобиться енергія у вигляді тепла (червоний трикутник).

Таким чином, кольоровий розчин нагрівається під відкритим небом для прискорення і дозволяє розчиннику випаровуватися із своєї ємності. Як це відбувається, об'єм, який розділяє частинки розчиненої речовини, зменшується, і тому їх взаємодія збільшується і повільно закінчується осіданням.

Кінцевим результатом є те, що кольоровий розчинний розчин залишається на дні контейнера і розчинник повністю випарується.

Недолік випаровування полягає в тому, що замість поділу розчинних речовин його мета - усунути розчинник шляхом нагрівання його до температури кипіння. Решта, що залишилася, може складатися з декількох розчинних речовин, тому для визначення її в окремих її компонентах потрібні інші методи сепарації.

- Вигонка

Вигонка

Дистиляція - це, мабуть, найбільш широко застосовуваний метод розділення однорідних розчинів або сумішей. Її використання поширюється на солі або розплавлені метали, конденсовані гази, суміші розчинників або органічні екстракти. Розчин у більшості випадків є рідиною, температура кипіння якої на кілька градусів відрізняється від температури розчинника.

Коли різниця між такими температурами кипіння велика (більше 70 ºC), застосовується проста дистиляція; а якщо ні, то робиться фракційна дистиляція. Обидві дистиляції мають безліч установок або конструкцій, а також різну методологію для сумішей різної хімічної природи (летючі, реакційноздатні, полярні, неполярні тощо).

При перегонці зберігаються і розчинник, і розчинники, і це одна з головних їх відмінностей щодо випаровування.

Однак обертове випаровування поєднує ці два аспекти: рідка тверда або рідка рідка суміш, така як розчинена і змішується олія, нагрівається до моменту усунення розчинника, але цей збирається в інший контейнер, поки тверда речовина або масло залишаються. в початковому контейнері.

Перегонка повітря

Згущене повітря піддають кріогенної фракційної дистиляції для видалення кисню, азоту, аргону, неону тощо. Повітря, гомогенна газоподібна суміш, перетворюється на рідину, де азот, будучи основним компонентом, теоретично діє як розчинник; а інші гази, також конденсовані, у вигляді рідких розчинників.

- Хроматографія

Хроматографія, на відміну від інших методик, не може забезпечити навіть віддалених схожих результатів; тобто вона не корисна для обробки всієї суміші, а лише незначна її частина. Однак інформація, яку вона надає, є аналітично надзвичайно цінною, оскільки визначає та класифікує суміші на основі їх складу.

Паперова або тонкошарова хроматографія. Джерело: Габріель Болівар.

Існують різні типи хроматографії, але найпростіша, що пояснюється в коледжах або до університетських курсах, - це папір, принцип якої такий же, як і в тонкому шарі вбираючого матеріалу (зазвичай силікагелю).

На зображенні вище видно, що склянку, наповнену водою або певним розчинником, розміщують на папері, позначеному опорною лінією краплями або крапками трьох вибраних пігментів (помаранчевий, фіолетовий і зелений). Стакан тримають закритим, щоб тиск був постійним, і він насичувався парами розчинника.

Потім рідина починає підніматися вгору папером і несе пігменти. Взаємодії пігмент-папір не однакові: деякі сильніші, інші слабкіші. Чим більше спорідненості має пігмент до паперу, тим менше він підніметься через папір відносно лінії, яка була позначена спочатку.

Наприклад: червоний пігмент - це той, хто відчуває меншу спорідненість до розчинника, тоді як жовтий навряд чи піднімається через те, що папір його більше зберігає. Потім розчинник називається рухливою фазою, а папір нерухомою фазою.

- Фракційна кристалізація

Ілюстративний приклад дробової кристалізації. Джерело: Габріель Болівар.

І для закінчення є дробова кристалізація. Цей метод, можливо, можна класифікувати як гібрид, оскільки він починається від однорідної суміші і закінчується гетерогенною. Наприклад, припустимо, у вас є розчин, в якому зелене тверде речовина розчинилося (верхнє зображення).

Зелених частинок занадто мало, щоб розділити їх вручну або механічно. Також встановлено, що зелене тверде речовина є сумішшю двох компонентів, а не однієї сполуки цього кольору.

Потім його розчин нагрівають і залишають відпочивати, поки він охолоне. Виявляється, що два компоненти, хоча тісно пов'язані між собою, їх розчинність у певному розчиннику дещо відрізняється; отже, одна з двох почне викристалізовуватися спочатку, а потім друга.

Синьо-зелений компонент (посередині зображення) першим кристалізується, тоді як жовтий компонент залишається розчиненим. Оскільки є синювато-зелені кристали, вони фільтруються гарячими до появи жовтих кристалів. Потім, коли розчинник трохи більше охолоне, жовтий компонент кристалізується і проводиться ще одна фільтрація.

Список літератури

1. Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е видання). CENGAGE Навчання.
2. Челсі Шуйлер. (2019). Хроматографія, дистиляція та фільтрація: методи розділення сумішей. Вивчення. Відновлено з: study.com
3. Фонд CK-12. (16 жовтня 2019 р.). Методи розділення сумішей. Хімія LibreTexts. Відновлено з: chem.libretexts.org
4. Гарна наука. (2019). Розділення сумішей. Відновлено з: goodscience.com.au
5. Кларк Джим. (2007). Тонкошарова хроматографія. Відновлено з: chemguide.co.uk