Разделение смесей двух или более жидкостей
В большинстве случаев вещества, с которыми мы сталкиваемся, находятся не в самой чистой форме. По сути, они представляют собой химический синтез двух или более веществ. Удивительно, но смеси могут принимать различные формы. В результате многие типы процессов разделения используются для разделения смеси веществ. Когда дело доходит до разделения, обычно это делается для того, чтобы исключить все нежелательные ингредиенты и получить полезные компоненты.
Некоторые методы разделения смесей
Центрифугирование
Твердые частицы в жидкости иногда могут быть настолько малы, что могут пройти через фильтровальную бумагу. Метод фильтрации не может быть использован для отделения таких частиц. Для разделения таких смесей используют центрифугирование. Центрифугирование — это метод отделения нерастворимых компонентов от жидкости, когда обычная фильтрация не дает результатов. Размер, форма и плотность частиц, вязкость среды и скорость вращения влияют на центрифугирование. Когда частицы вращаются быстро, более плотные частицы опускаются на дно, а более легкие остаются наверху. Центрифуга – это аппарат, используемый для центрифугирования. Центрифуга состоит из держателя центрифужной пробирки, известного как ротор. Ротор содержит равные объемы твердой и жидкой смеси в уравновешенных центробежных пробирках. Центрифужные пробирки вращаются горизонтально при быстром вращении ротора, и более плотные нерастворимые частицы отделяются от жидкости благодаря центробежной силе. Когда вращение прекращается, твердые частицы падают на дно центрифужной пробирки, а жидкость поднимается вверх.
Ручной сбор
Этот процесс заключается в простом удалении всех нежелательных соединений вручную и отделении их от полезных. Разделенные вещества могут быть примесью, которую необходимо выбросить, или оба разделенных вещества могут быть ценными. Например, предположим, что вы отличаете черный виноград от зеленого винограда и их смеси.
Обмолот
Этот метод обычно используется во время сельскохозяйственных уборок. Когда стебли пшеницы собирают, их обычно сушат. Разбивая сухие стебли, чтобы стряхнуть засохшие зерна, зерно отделяют от стеблей и измельчают в пол.
веяние
Когда зерна извлекаются из процесса обмолота, они должны быть очищены от шелухи и мякины перед измельчением в муку. Обычно разделение смеси осуществляется с помощью ветра или продувки воздухом. Когда фермеры бросают комбинацию с заданной высоты на землю, шелуха и мякина сдуваются сильным ветром. Более тяжелые зерна собираются в одном месте.
просеивание
Он используется для разделения смесей, содержащих в основном разные по размеру компоненты. Смесь фильтруют через поры сита. Все крошечные соединения проходят легко, но более крупные компоненты смеси задерживаются.
Испарение
Выпаривание — это метод разделения смеси, чаще всего раствора растворителя и растворимого вещества. В этом методе раствор нагревают до тех пор, пока органический растворитель не испарится, превратив его в газ и преимущественно оставив твердый остаток.
Дистилляция
Дистилляция производится, когда смесь состоит из двух или более чистых жидкостей. Здесь происходит испарение, конденсация и выделение компонентов жидкой смеси. При нагревании смеси сначала испаряется летучий компонент. Пар собирается в жидком состоянии после прохождения через конденсатор.
Фильтрация или осаждение
Фильтрация является наиболее распространенным методом отделения жидкости от нерастворимого материала. Возьмем, к примеру, смесь песка с водой. В этом случае фильтрация используется для удаления твердых частиц из жидкости. Обычно используются различные фильтрующие агенты, такие как фильтровальная бумага или другие материалы. Осаждение — это процесс, при котором более тяжелые загрязняющие вещества в жидкости, часто в воде, оседают на дно контейнера, содержащего смесь. Для завершения процесса требуется некоторое время.
Магнитная сепарация
Когда одно из веществ в смеси обладает магнитными свойствами, такой подход весьма полезен. Для разделения магнитных элементов обычно используют сильные магниты.
Разделение смеси двух или более жидкостей
Делительная воронка
A separating funnel is primarily used to separate two immiscible liquids. The mechanism works by exploiting the uneven density of the particles in the mixture. Using this procedure, oil and water may be easily separated.
Делительная воронка используется для разделения компонентов смеси, состоящей из двух несмешивающихся жидких фаз. Водная фаза представляет собой одну фазу, а фаза органического растворителя - другую. Различия в плотностях жидкостей используются для их разделения. Нижний слой образован жидкостью с наибольшей плотностью, а верхний слой образован жидкостью с наименьшей плотностью.
Хроматография
Chromatography is a method of separating the constituents of a liquid mixture. It was first proposed by Michael Tswett, a Russian scientist. Chromatography requires that the sample be dissolved in a specific solvent known as the mobile phase.
Подвижная фаза может быть как газом, так и жидкостью. Подвижная фаза затем проходит через вторую фазу, известную как стационарная фаза. В качестве неподвижной фазы можно использовать вещество, помещенное на стеклянную пластинку или лист хроматографической бумаги.
Различные компоненты смеси движутся с разной скоростью, что приводит к их разделению. Доступны различные хроматографические методы, включая колоночную хроматографию, ТСХ, бумажную хроматографию и газовую хроматографию. Одним из важнейших хроматографических методов является бумажная хроматография. В бумажной хроматографии неподвижной фазой является бумага, а подвижной – жидкий растворитель. Образец помещают на пятно на бумаге, и бумагу осторожно погружают в растворитель для бумажной хроматографии. Благодаря капиллярному действию растворитель поднимается вверх по бумаге, и компоненты смеси поднимаются вверх с разной скоростью, отделяя их друг от друга.
Простая дистилляция
Simple distillation is a process for separating components of a combination including two miscible liquids that boil without decomposition and have a large enough difference in boiling points.
Дистилляция влечет за собой нагрев жидкости до точки кипения, перемещение паров в холодную часть устройства, конденсацию паров и сбор сконденсировавшейся жидкости в контейнер. При повышении температуры жидкости в этом процессе повышается и давление паров жидкости. Когда давление пара жидкости и давление воздуха уравниваются, жидкость переходит в парообразное состояние. Пары проходят через нагретую часть аппарата до тех пор, пока не соприкоснутся с холодной поверхностью водоохлаждаемого конденсатора. Когда пар охлаждается, он конденсируется и стекает в конденсатор, где собирается вакуумным адаптером.
Фракционная перегонка
Fractional distillation is used to separate a mixture of two or more miscible liquids with boiling points that differ by less than 25K. The apparatus for fractional distillation is similar to that used for simple distillation, with the exception of a fractionating column installed between the distillation flask and the condenser.
Простая ректификационная колонна представляет собой трубку, заполненную стеклянными шариками. Бусины обеспечивают поверхность для многократного охлаждения и конденсации паров. При прохождении паров смеси через ректификационную колонну пары жидкости с более низкой температурой кипения сначала вытекают из ректификационной колонны, конденсируются и собираются в колбе-приемнике за счет повторной конденсации и испарения. Другую жидкость, имеющую чуть более высокую температуру кипения, можно собрать аналогичным образом в другую приемную колбу.
Примеры вопросов
Вопрос 1: Что такое химические методы разделения?
Отвечать:
The typical chemical engineering processes of separation and purification are distillation, crystallisation, adsorption, membrane operations, absorption and stripping, and oxidation.
Вопрос 2: Как можно разделить песок и соль?
Отвечать:
It either stays in the bath as sand is added to it or develops a film on the bottom of the bottle. As a result, sand is insoluble in water and does not dissolve in it. It is simple to separate sand and water from a mixture by separating it. Evaporation can be used to separate salt from a solution.
Вопрос 3: Является ли Coca Cola смесью?
Отвечать:
Despite the fact that the sugar and water are mixed equally in the solution, Coca-Cola is a homogeneous combination. In a homogeneous mixture, such as Coca-Cola, you can see the essential ingredients, but in a heterogeneous mixture, such as a salad, you cannot.
Вопрос 4. Можно ли разделить однородные смеси?
Отвечать:
“Typically, components in homogeneous mixes may be recognised by taking into account the varied qualities of the distinct components.” During the distillation process, a mixture can be heated “until the component that boils at the lowest temperature produces a vapour and can be differentiated.”
Вопрос 5: Что такое фракционная перегонка?
Отвечать:
Fractional distillation is used to separate a mixture of two or more miscible liquids with boiling points that differ by less than 25K.