Methoden voor de scheiding van homogene en heterogene mengsels

Ken het scheidingsmethoden homogene en heterogene mengsels Het kan in de industrie, in laboratoria of zelfs thuis nodig zijn om een ​​of meer van de componenten waaruit deze mengsels bestaan ​​te gebruiken. Om de mengsels te kunnen scheiden zijn één of meerdere processen nodig, waardoor het mogelijk is om ze naar hun oorspronkelijke componenten te brengen.

De adequate methoden voor het scheiden van de componenten van een mengsel zullen volledig afhangen van de fase waarin het zich bevindt (met meer nadruk op dit detail als het mengsel homogeen is), het niveau van homogeniteit dat het bezit en zelfs de aard van de verbindingen die de formulier.

In de natuur zijn er twee soorten mengsels die kunnen worden gevormd tussen twee of meer chemische stoffen: homogeen, waarbij de componenten uniform zijn verdeeld; en heterogeen, waarbij de componenten van het mengsel niet in een uniforme verdeling zijn, of gelokaliseerde gebieden met verschillende eigenschappen hebben.

Het grootste verschil tussen deze mengsels is dat, terwijl twee monsters van een homogene oplossing gelijk zijn in hun componentconcentratie, twee monsters van een heterogene oplossing niet gelijk zullen zijn..

Sommige complexe processen -zoals destillatie, gefractioneerd bevriezen en verdampen- stellen ons in staat om effectievere middelen te gebruiken dan mechanische krachten om een ​​totale scheiding van componenten te bereiken vanwege hun smeltpunt, kookpunt en andere intrinsieke eigenschappen van elke betrokken soort..

index

• 1 Methoden van scheiding van homogene mengsels
  • 1.1 Distillatie
  • 1.2 Chromatografie
  • 1.3 Verdamping
  • 1.4 Neerslag
  • 1.5 Herkristallisatie
• 2 Methoden voor scheiding van heterogene mengsels
  • 2.1 Drogen
  • 2.2 Extractie
  • 2.3 Filtratie
• 3 referenties

Methoden voor scheiding van homogene mengsels

De scheidingsmethoden die worden gebruikt voor homogene mengsels zijn complexer dan die welke worden gebruikt om de heterogene mengsels te scheiden.

Dit gebeurt omdat een eenvoudige toepassing van mechanische kracht niet voldoende zal zijn om deeltjes, vloeistoffen of gassen los te maken die zijn gekoppeld aan een andere vloeistof of gas, dus andere individuele kenmerken die kunnen worden geëxploiteerd moeten in aanmerking worden genomen: oplosbaarheid, polariteit en kookpunten en stollen. 

distillatie

Destillatie is de methode voor zuivering van vloeistoffen bij uitstek, die is gebaseerd op de scheiding van componenten van een vloeibaar mengsel door selectief koken en condensatie.

Destillatie kan worden uitgevoerd om een ​​volledige scheiding van componenten te bereiken, of om een ​​gedeeltelijke scheiding te bereiken die de concentratie van een gewenste component verhoogt.

Deze techniek maakt gebruik van de verschillen in vluchtigheid tussen de componenten van het mengsel om de temperatuur van het systeem tot het laagste kookbereik tussen de componenten te brengen, deze eerste component van het mengsel te scheiden, en zo verder totdat het gewenste resultaat is verkregen..

Er zijn talrijke soorten destillatie, waaronder eenvoudige destillatie, fractioneel, door stoom, vacuüm en andere.

Dit laatste gebeurt wanneer de verbindingen zeer hoge kookpunten hebben, dus het heeft de voorkeur om de druk van het systeem te verlagen, zodat dit punt gemakkelijker te bereiken is bij lagere temperaturen.

chromatografie

Chromatografie is een techniek die in laboratoria wordt gebruikt voor het scheiden van een mengsel. Het mengsel (of "analyt") lost op in een vloeistof genaamd "mobiele fase", die de functie heeft om het door een structuur te dragen die de naam "stationaire fase" heeft.

Aangezien de afzonderlijke verbindingen van het mengsel met verschillende snelheden door deze stationaire fase gaan, wordt het mengsel tijdens dit proces door componenten gescheiden, waardoor het mogelijk is om de verhouding van elke component van het mengsel te bepalen (als dit de bedoeling is) of eenvoudigweg om de analyt te zuiveren.

Het verkregen chromatogram wordt gebruikt om de resultaten of de ontwikkeling van het scheidingsproces te interpreteren, waarbij de daarin geplotte patronen worden geobserveerd om te herkennen welke componenten werden gescheiden en in welke verhouding.

De apparatuur die voor dit proces wordt gebruikt, wordt een chromatograaf genoemd en er zijn technieken in gassen en vloeistoffen, wat impliceert dat het in kolommen of in vlakke vorm kan worden gedaan..

verdamping

Verdamping is een verdampingstechniek die optreedt op het oppervlak van een vloeistof wanneer deze in de gasfase komt.

Dit proces is gebaseerd op de toepassing van energie op een mengsel van vloeistoffen, die wordt verwarmd tot het kookpunt van de te extraheren vloeistof (meestal water), waarna het mogelijk is om deze component van het mengsel te scheiden.

Nadat dit onderdeel uit het mengsel is vrijgegeven, zal het in temperatuur afnemen als gevolg van een effect dat verdampingskoeling wordt genoemd.

neerslag

Neerslag is gericht op de vorming van een vaste stof in een oplossing; in feite, wanneer vaste deeltjes worden gevormd in een vloeibare oplossing, worden ze "neerslag" genoemd.

Precipitatie kan worden uitgevoerd door het toevoegen van precipitatiemiddelen aan het monster, die de vorming van neerslag op de bodem van de oplossing bevorderen. Op andere momenten gebeurt dit als een neveneffect van een chemische reactie tussen twee verbindingen.

In het geval van vaste stoffen is er een thermische veroudering van de metalen, wat een behandeling is die de afzetting van metastabiele fasen binnen een legering veroorzaakt. Deze vertegenwoordigen onzuiverheden die het materiaal verharden en defecten in het kristallijne netwerk voorkomen.

Dit proces wordt voornamelijk gebruikt bij de productie van pigmenten, bij de verwijdering van zout uit water, bij de behandeling van water en bij sommige anorganische kwalitatieve analyses..

herkristallisatie

Herkristallisatie is een chemische zuiveringstechniek die de extractie mogelijk maakt van een ongewenste component (die in een kleine hoeveelheid wordt opgelost) van een gewenste stof, typisch een vloeibare oplossing..

Deze techniek bestaat uit het oplossen van het betreffende mengsel in een oplosmiddel, dat een verzadigde oplossing genereert. Deze oplossing laat men afkoelen, waarna de oplosbaarheid van de verbindingen in oplossing afneemt.

Uiteindelijk zal de gewenste verbinding vaste kristallen vormen, waardoor onzuiverheden achterblijven in de oplossing en kunnen worden geëxtraheerd voor toekomstig gebruik.

De zuiverheid van het kristallijne neerslag kan worden verhoogd door deze stof keer op keer door het proces te leiden, meer en meer onzuiverheden te verwijderen en de concentratie van de kristallen van de gewenste verbinding te verhogen..

Methoden voor scheiding van heterogene mengsels

drogen

Dit proces omvat de overdracht van massa om water of een ander oplosmiddel uit een vaste stof of vloeistof te verwijderen, en vertegenwoordigt een gemeenschappelijk proces in de industrie voordat producten voor transport of verkoop worden opgeslagen.

Het gebeurt meestal met behulp van een warmtebron en een luchtstroom of beweging van de natte vaste stof om de vloeistof er effectief van te scheiden.

Er zijn verschillende droogmethoden, waaronder:

- Drogen door indirect contact, bijvoorbeeld door hete wanden.

- Direct drogen, door lucht en convectie.

- Diëlektrisch drogen, waarbij gebruik wordt gemaakt van radiofrequentie of microgolf.

- Vriesdrogen, waardoor het oplosmiddel wordt gesublimeerd uit een bevroren vaste fase.

- Superkritisch drogen, waarbij oververhitte stoom wordt gebruikt om het water in het midden te koken.

Drogen wordt niet alleen uitgevoerd door toepassing van warmte, omdat dit ook kan gebeuren door hete luchtdoorgangen of natuurlijk door massaoverdracht.

Dit laatste voorbeeld legt uit waarom vochtige voorwerpen in de zon drogen zonder ze tot de kooktemperatuur van het water te hoeven brengen.

extractie

De extractie is een proces dat bestaat uit de scheiding van een stof van een gegeven fase tot een andere, die van het vaste-stof- of vloeistof-vloeistoftype kan zijn.

Het is gebaseerd op de eigenschap van mengbaarheid en / of relatieve oplosbaarheid, waarbij gebruik wordt gemaakt van drie stoffen waarvan is aangetoond dat ze een wisselwerking hebben in het proces: de opgeloste stof, het medium waarin de opgeloste stof wordt aangetroffen (meestal water) en een organisch oplosmiddel.

Om het meest gebruikelijke type extractie -ie, de vloeistof-vloeistofextractie, uit te voeren, hebben we een waterige oplossing waarvan het gewenst is om te worden gescheiden, waarvoor een organisch oplosmiddel wordt gebruikt dat de opgeloste verbinding in het water vasthoudt en vangt het op, lost het op in deze nieuwe substantie en laat het slechte water aan het einde van het proces opgelost.

In het geval van vastestofextractie wordt dit gewoonlijk uitgevoerd op basis van de polariteit van de analyt, waarbij een polair oplosmiddel wordt doorstroomd dat de meest polaire opgeloste stof opvangt en het uit de niet-polaire stof verwijdert, waardoor het mengsel effectief wordt gescheiden..

filtratie

Vertegenwoordigt een eenvoudig proces van scheiding van vaste stoffen van vloeistoffen of gassen. Filtratie is een set mechanische, fysieke of biologische bewerkingen die een filtermedium tussen de vaste stof en de vloeistof toevoegen.

Dit maakt het mogelijk een ruimte te creëren waardoor alleen de vloeistof kan passeren (die nu filtering wordt genoemd), terwijl de vaste stoffen in het medium worden opgesloten om te worden gebruikt of weggegooid, afhankelijk van wat analisten willen..

Filtratie is een fysieke bewerking en kan op een groot aantal manieren worden gebruikt: oppervlaktefilters worden gebruikt, dit zijn vaste schermen die vaste deeltjes vangen met of zonder behulp van filterpapier; of een dieptefilter, wat een bed is van korrelig materiaal dat de deeltjes vasthoudt terwijl de vloeistof of het gas er doorheen gaat.

Het voordeel van het oppervlaktefilter is dat het vaste afval intact kan worden verzameld, maar dat het dieptefilter minder snel verstopt raakt door het grotere oppervlak waar het afval wordt opgevangen..

referenties

1. Wikipedia. (N.D.). Scheidingsproces. Opgehaald van wikipedia.org
2. ThoughtCo. (N.D.). Het verschil tussen heterogene en homogene mengsels. Opgehaald van thoughtco.com
3. BBC. (N.D.). Gescheiden mengsels. Opgehaald van bbc.co.uk
4. Lumen. (N.D.). Methoden voor het scheiden van mengsels. Opgehaald van courses.lumenlearning.com
5. PDA. (N.D.). Eigenschappen van heterogene mengsels en homogene mengsels. Opgehaald van fl-pda.org