Mint tudjuk, a természetben sokféle keverék és vegyület létezik, amelyek összetétele és felépítése nem ismert, azonban vannak olyan módszerek, amelyek lehetővé teszik ezen összetevők azonosítását, amelyeket "keverék-elválasztási módszereknek" nevezünk.
Ezek a módszerek nem segítenek a természetben létező különféle keverékek és vegyületek szerkezetének azonosításában és egyúttal tanulmányozásában.
Ebben az esszében megemlítjük a különféle elválasztási módszereket, valamint azt, hogy miből áll mindegyik, és kitérünk ezek fontosságára ma a tudomány felhasználása szempontjából.
Mik azok a keverék szétválasztási módszerek?
A keverékek szétválasztásának módszerei fizikai folyamatok, amelyek képesek elválasztani az alkotó komponenseket, abból áll, hogy egy keveréket olyan eljárásnak vetnek alá, amely két vagy több különböző anyagra választja szét. Ebben a műveletben az anyagok megőrzik azonosságukat, ha kémiai tulajdonságaikban bármilyen változás következik be.
Az anyagok a természetben keverékek és vegyületek formájában találhatók meg, ezért tisztításuk és szétválasztásuk szükséges tulajdonságaik tanulmányozásához.
Az alkalmazott elválasztási módszert a keverék összetevőjének típusától és annak különleges tulajdonságaitól függően alkalmazzuk. A figyelembe vett fizikai tulajdonságok az oldhatóság, a forráspont és a sűrűség.
A különböző elválasztási módszereket az alábbiakban említjük:
A szűrés olyan eljárás, amelynek során a szilárd anyagot elválasztják a folyadéktól úgy, hogy porózus mátrix (papír, üvegszál, szén stb.) Segítségével csapdába ejtik a szilárd anyagot, és így a folyadék szilárd marad.
A folyadék porózus közeggel történő elválasztása esetén a nagyobb porozitásméretű szilárd anyagok megmaradnak, és lehetővé teszik a kisebb porozitásméretű folyadékok és részecskék átjutását.
Szűrő (szűrő) segítségével különítse el a vizet a főtt rizstől. Ebben az esetben a folyadékot (vizet) elválasztják a szilárdtól (rizs), a szilárd anyag a szűrőn belül marad, míg a folyadék áthalad rajta, így a keverék elválik.
A dekantálás olyan folyamat, amelynek során folyadékból származó szilárd anyagot is fel lehet használni, de van egy különbség, hogy ebben a folyamatban a szilárd anyag ülepedési képességét használják fel, és ez lehetővé teszi számára, hogy elváljon a folyadéktól; ezért csak a folyadékot szabad óvatosan önteni a szétválasztáshoz.
A dekantálás útján történő elválasztási módszer hasznos a szuszpenziókban lévő szilárd anyagok elválasztásához, ahol azok gyorsan ülepednek.
A víz és a kövek dekantálása, a szilárd anyag (kövek), amelyek leülepednek és az alapnál maradnak, majd a folyadék (víz) a tetején marad, és így a szilárd anyag elválik a folyadéktól.
A centrifugálással történő elválasztás olyan eljárás, amely lehetővé teszi a diszpergált szilárd anyagok elválasztását egy folyadékban, amelyet általában szűréssel vagy dekantálással nem lehet elválasztani, és a szilárd anyagokat a folyadéktól elválasztjuk, a centrifugális erőt alkalmazzuk. Ha a centrifugális erő alkalmazásáról beszélünk, akkor azt mondják, hogy a keveréket a megfelelő tartályba helyezik, általában egy centrifugagépbe, és ezt gyorsan körkörösen forgatják, a centrifuga típusától függően, ennek forgási ereje 500–100 000 fordulat/perc (rpm), ez a sebesség mindaddig fennmarad, amíg a szilárd anyagok koncentrálódnak a tartály aljára.
Ez a módszer különösen a szilárd anyagok kolloidban történő elválasztása szempontjából fontos ennek az elválasztási eljárásnak az elvégzéséhez, általában centrifugának nevezett eszközt alkalmaznak.
Ez a módszer fontos, különösen a szilárd anyagok kolloidtól való elválasztása szempontjából; a kolloid olyan rendszer, amely két vagy több fázisból áll, főleg az egyik folytonos, általában folyékony, a másik pedig általában szilárd részecskék formájában diszpergálva.
A tej előállításához a vaj előállításához centrifugálást alkalmaznak. A tejtartályt centrifugáljuk, és a zsírnál nehezebb vizet elválasztjuk, miközben a zsír a tartály felső részében marad.
A kristályosítási elválasztási módszer olyan módszer, amely lehetővé teszi, hogy telített vagy túltelített oldatból szilárd anyagot nyerjünk. Normális esetben a kapott szilárd anyagnak kristályos szerkezetűnek kell lennie, ezért hívják ezt a módszert kristályosításnak.
Ez a módszer különféle módon különíthető el, bár vannak laboratóriumi és ipari szintű változatok, de általában a kristályosítás minden típusában közös a telített oldatok vagy a túltelített oldatok alkalmazása.
A kristályosítási eljárást általában szűrési folyamat kíséri, hogy el lehessen különíteni a szilárd anyagot.
A lepárlásnak több típusa létezik, de általában mindegyik ugyanazt a folyadékelválasztási elvet alkalmazza, mint a különböző folyékony anyagok különböző forráspontjainak kihasználása.
Bizonyos kristályosodó szilárd anyag, például közönséges só (NaCl) telített oldatát készítjük és hagyjuk ülepedni széles, alacsony hengeres üvegtartályokban, amelyeket kristályosítóknak nevezünk. Az oldószer, például a víz elpárolog, és az oldott szilárd anyag apránként kristályosodik. Ez a művelet felgyorsítható oldhatatlan inert szilárd anyag (hordozó) hozzáadásával vagy egy kis mennyiségű kristályosodó szilárd anyag (csíra) bevitelével a kristályosítóba.
A desztillációs módszer lehetővé teszi a folyadék elválasztását egy keverékben, ez kihasználja a folyékony anyagok különböző forráspontjait, ez azt jelenti, hogy az egyes anyagok folyadék halmazállapotból gáz halmazállapotú állapotba kerülnek. anyagok.
A lepárlásnak több típusa létezik, de általában mindegyik ugyanazt a folyadékelválasztási elvet alkalmazza, mint a különböző folyékony anyagok különböző forráspontjainak kihasználása.
Példa: Ezt használják például a víz és az alkohol elválasztására. A víz 100 ° C-on forr, míg az alkohol 79 ° C-on elpárolog. Ha az elegyet erre a hőmérsékletre melegítik, anélkül, hogy elérné a 100 ° C-ot, az alkohol elpárolog, és a víz megmarad. Az elpárologtatott alkohol, már lehűlt és sűrített, beleesik az azt tartalmazó edénybe.
Ez a szétválasztási, extrakciós módszer az anyagok szilárd vagy folyékony keverékekből történő előállítására, oldószer alkalmazásával.
Az extrakció során az elválasztáshoz használt tulajdonság az anyag oldószerrel való oldhatósága vagy affinitása.
Az extrakciónak két általános típusa van, amelyeket annak az anyagnak a típusa szerint határozunk meg, amelyben a kivonásban érdekelt anyag eredetileg keveredik. Ez a kétféle extrakció:
Folyadék-folyadék extrakció
Szilárd-folyékony extrakció
Az ecetsav vizes oldatát etil-acetáttal érintkeztetjük (nem keverhető).
Különböző sűrűségűek. A fáziselválasztás akkor következik be, amikor a keverés megszűnik.
Mivel a víz> HAc; akkor a megoldások különválnak.
A felső részen az oldószer oldódik az oldott anyaggal (AcEt + HAc)
az alsó részen pedig vizet a HAc-ból oldott anyaggal.
Ha van még némi HAc, azt újra kapcsolatba hozzák az AcEt-vel (többszörös érintkezés az elválasztás elősegítése érdekében), a még mindig a vizes fázist tartalmazó HAc-t elválasztják.
A kromatográfiával történő elválasztás módszere, amely viszonylag új keletű és ma nélkülözhetetlen a vegyiparban és a kutatásban. A kromatográfia nevet kapta, mivel az első használat után lehetővé tette egy keverék színkomponenseinek elválasztását.
Ez a módszer azt a különböző affinitást használja, amely egy anyagnak van a két fázis mindegyikéhez:
Mobil fázis, amely lehet folyadék vagy gáz.
Helyhez kötött fázis, amely szilárd.
A keveréktől elválasztandó anyagok különböző affinitással rendelkeznek az egyes fázisokhoz, és egy bizonyos pillanatban ez az affinitásbeli különbség lehetővé teszi szétválasztásukat.
Két anyag kromatográfiával történő szétválasztásához egyikük az állófázisban "csapdába eshet", mivel ez inkább kapcsolódik hozzá, míg a másik anyagot a mozgó fázis "húzza", amellyel az elválasztása megvalósul.
Kromatográfia papíron: egy darab papírból áll (állófázis), amelyen keresztül a mobil fázis mozog, alkatrészekre elválasztva. Az oldhatóbb komponens általában magasabbra mozog a papíron. Ilyen például a klorofill elválasztása papír és alkohol oldószerként.
Az elektroforézis olyan módszer, amely kihasználja a molekulák elektromos jellemzőit, ezt a módszert széles körben alkalmazzák a biokémiában, az orvosbiológiai és az igazságügyi orvostudományban, mivel lehetővé teszi a makromolekulák elválasztását. Ez a módszer a töltött anyagok szétválasztására elektromos tér alkalmazásával, így azok különböznek az elektromos tér eltérő viselkedésében. Ezek a pozitív töltésű részecskék (kationok) a katód felé, a negatív töltésűek (anionok) pedig az anód felé vándorolnak.
Ezt a módszert sokszor használják elemzési technikaként, de a keverékek szétválasztására szolgáló módszerként is besorolták.
Ebben a módszerben az elválasztandó anyagokat egy hidratált szilárd hordozóra helyezzük, amely lehet gél vagy papír; Ez a tartó egy olyan elektromos mezőhöz csatlakozik, amely lehetővé teszi a molekulák "vándorlását" elektromos töltésüktől függően.
A pH: az egyik leggyakoribb problémát maga az elektrolit jellege adja, mivel a leggyakoribb a NaCl vagy a Tris-HCl, mindkettő a Cl-iont tartalmazza, amely elektromos mező hatására szabad gyökvé válik, és ezek közül kettő molekuláris klórt képez, amely vízzel kombinálva HCl-t képez, amely azonnal disszociál, és több klorid-ion képződik, amely folytatja a reakciót, és ClOH, amely disszociál ClO-t és protonokat képezve, amelyek a sósav disszociációjától a negatív pólusra irányítva, növelve az oldat pH-ját, amely bár pufferolt, ügyelni kell arra, hogy a minta ne sérüljön.
Következtetés
Mint korábban említettük, a természetben sokan vannak
a különböző fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkező vegyületek és keverékek, valamint ezeknek a tulajdonságoknak a tanulmányozásához el kell különíteni az említett keverékeket és vegyületeket, mert vannak olyan elválasztási módszerek, amelyek jelentősen segítenek bennünket, mivel lehetővé teszik számunkra a tanulmányozást. Különösen a keverékek különböző tulajdonságai és eltérő tulajdonságai, emellett nagyon sokat jelentenek számunkra, mivel segítségük olyan óriási, hogy e módszerek nélkül még mindig nem tudnánk, miből állnak ezek a keverékek, amelyekből korábban fogalma sem volt összetételükről és felépítésükről, de ma már felfedezzük.
Bibliográfia
1.- Tankönyv:
A 2. kémia tárgyából
Ehécatl Luis D. Paleo Gonzáles
Miguel Angel Jaime Vasconcelos
Maritza Quintanilla Bravo
2.- Weboldal:
3.- Weboldal.
4.- Weboldal:
A források 2016. április 17-én, vasárnap konzultáltak