2.10: Розділення сумішей

Last updated
Save as PDF

Page ID: 19384

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Як золотошукачі шукали золото?

Починаючи з кінця 1840-х років тисячі старателів кинулися до Каліфорнії в пошуках золота. Один з підходів, прийнятих для ізоляції золота з грунту, отримав назву «панорамування». Бруд буде поміщений в каструлю і покритий водою. Після ретельного перемішування каструлю обережно закручують, щоб видалити розчинений матеріал, тоді як важче золото осідає на дно каструлі. Потім золото відокремлюють від суміші грунту і води.

поділ сумішей

Не всі шукають золото (і не багато хто з тих шукачів збирається отримати багато золота, або). У хімічній реакції важливо ізолювати цікавить компонент (и) від усіх інших матеріалів, щоб їх можна було додатково охарактеризувати. Дослідження біохімічних систем, екологічний аналіз, фармацевтичні дослідження — ці та багато інших напрямків досліджень вимагають надійних методів поділу.

Ось ряд поширених прийомів поділу:

Хроматографія

Хроматографія - це поділ суміші шляхом пропускання її в розчині або суспензії, або у вигляді пари (як при газовій хроматографії), через середовище, в якому компоненти рухаються з різною швидкістю. Тонкошарова хроматографія - це особливий тип хроматографії, що використовується для поділу та ідентифікації сумішей, які є або можуть бути кольоровими, особливо пігментів.

Дистиляція

Дистиляція - ефективний метод розділення сумішей, які складаються з двох або більше чистих рідин. Дистиляція - це процес очищення, при якому компоненти рідкої суміші випаровуються, а потім конденсуються і виділяються. При простій перегонці суміш нагрівається, і найбільш летючий компонент випаровується при найнижчій температурі. Пара проходить через охолоджену трубку (конденсатор), де конденсується назад в рідкий стан. Конденсат, який збирається, називається дистилятом.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): Дистиляційний апарат. (Кредит: Пірсон Скотт Форесман; Джерело: Вікісховище Вікімедіа, Дистиляційний апарат (відкривається у новому вікні) [commons.wikimedia.org]; Ліцензія: Громадське надбання)

На малюнку вище ми бачимо кілька важливих одиниць обладнання. Є джерело тепла, пробірка з пробкою на один отвір, прикріплена до скляного ліктя, і гумова трубка. Гумова трубка поміщається в збірну трубку, яка занурюється в холодну воду. Існують і інші більш складні вузли для дистиляції, які також можуть бути використані, особливо для розділення сумішей, які складаються з чистих рідин, з температурами кипіння, близькими один до одного.

Випаровування

Випаровування - це техніка, яка використовується для виділення однорідних сумішей, які містять одну або кілька розчинених солей. Метод відганяє рідкі компоненти від твердих компонентів. Процес зазвичай включає нагрівання суміші до тих пір, поки не залишиться більше рідини. До використання цього методу суміш повинна містити тільки один рідкий компонент, якщо не важливо ізолювати рідкі компоненти. Це пояснюється тим, що всі рідкі компоненти з часом будуть випаровуватися. Метод випаровування підходить для відділення розчинної твердої речовини від рідини.

У багатьох куточках світу кухонну сіль отримують від випаровування морської води. Тепло для процесу йде від сонця.

Малюнок\(\PageIndex{3}\): Після того, як морська вода в цих випарних ставках випарується, сіль можна збирати. (Кредит: Сандіп Дей (Вікімедіа: Dey.Sandip); Джерело: Вікісховище Вікімедіа, Соляні каструлі в Маракканамі, Індія (відкривається в новому вікні) [commons.wikimedia.org]; Ліцензія: CC by 3.0 (відкривається в новому вікні))

Фільтрація

Фільтрація - це метод поділу, який використовується для відділення чистих речовин у сумішах, що складаються з частинок - деякі з яких досить великі за розміром, щоб бути захоплені пористим матеріалом. Розмір частинок може значно відрізнятися, враховуючи тип суміші. Наприклад, потокова вода - це суміш, яка містить природні біологічні організми, такі як бактерії, віруси та найпростіші. Деякі фільтри для води можуть відфільтрувати бактерії, довжина яких становить близько 1 мкм. Інші суміші, як і грунт, мають відносно великі розміри частинок, які можна фільтрувати через щось на зразок кавового фільтра.

Резюме

Суміші можна розділити за допомогою різних технік.
Хроматографія передбачає поділ розчинника на твердому середовищі.
Дистиляція використовує відмінності в температурах кипіння.
Випаровування видаляє рідину з розчину, щоб залишити твердий матеріал.
Фільтрація відокремлює тверді речовини різного розміру.

Рецензія

Чому важливо відокремлювати матеріали від суміші?
Що таке хроматографія?
Що таке дистиляція
Що таке фільтрація?
Що таке випаровування?
Яку техніку ви б використали, щоб відокремити пісок від води? Є дві можливості.
Яку техніку ви б використали, щоб відокремити алкоголь від води?