HOMOGENINIŲ MIŠINIŲ ATSKYRIMO METODAI - CHEMIJA - 2025

Kad atskyrimo iš vienodos rūšies mišinių metodai yra visi tie, kurie, be pasinaudojant cheminių reakcijų, leidžia gauti komponentus arba tirpinių, kad integruoti tą patį etapą; tai yra skysto, kieto ar dujinio.

Tokius homogeninius mišinius sudaro tirpalai, kuriuose tirpių dalelių yra per mažai, kad jas būtų galima atskirti plika akimi. Jie yra tokie maži, kad nėra pakankamai siaurų ar selektyvių filtrų, kurie juos laikytų, kol tirpalas praeina pro juos. Nepadeda ir atskyrimo būdai, tokie kaip centrifugavimas ar įmagnetinimas.

Iliustracinis pavyzdys, kaip homogeninius mišinius galima atskirti etapais. Šaltinis: Gabrielis Bolívaras.

Aukščiau pateiktas pavyzdys, kaip sprendimai suskaidomi į savo komponentus. Pradinis mišinys (rudas) yra padalijamas į du vienodai homogeniškus komponentus (oranžinį ir violetinį). Galiausiai iš dviejų gautų mišinių gaunamas tirpiklis (baltasis) ir keturios atitinkamos tirpių porų (raudonai geltonos ir raudonai mėlynos).

Tarp tirpalų atskyrimo būdų ar būdų turime garinimą, distiliavimą, chromatografiją ir frakcinę kristalizaciją. Atsižvelgiant į mišinio sudėtingumą, gali tekti naudoti daugiau nei vieną iš šių metodų, kol nebus sugadintas homogeniškumas.

Pagrindiniai mišinių atskyrimo būdai

- Garinimas

Garinimas yra paprasčiausias metodas, norint atskirti homogeninius vienos tirpios medžiagos mišinius.

Paprasčiausi homogeniniai mišiniai yra tirpalai, kuriuose ištirpsta viena tirpi medžiaga. Pavyzdžiui, aukščiau esančiame paveikslėlyje yra spalvotas sprendimas dėl matomos šviesos absorbcijos ir atspindžio su jo tirpios dalelėmis.

Jei jis paruošimo metu buvo gerai sukratytas, nebus šviesesnių ar tamsesnių regionų nei kiti; jie visi yra lygūs, vienodi. Šių spalvingų dalelių negalima atskirti nuo tirpiklio jokiu mechaniniu būdu, todėl jums to pasiekti reikės šilumos (raudono trikampio) pavidalu.

Taigi spalvotas tirpalas kaitinamas po atviru dangumi, kad paspartėtų tirpiklio išgarinimas už jo talpyklos. Kai tai atsitinka, tirpių dalelių atskyrimo tūris mažėja, todėl jų sąveika didėja ir pamažu nusistovi.

Galutinis rezultatas yra tai, kad spalvota tirpi medžiaga lieka indo dugne, o tirpiklis visiškai išgaravo.

Išgarinimo trūkumas yra tas, kad užuot atskyręs tirpias medžiagas, jo tikslas yra pašalinti tirpiklį, kaitinant jį iki virimo temperatūros. Likusią kietąją medžiagą gali sudaryti daugiau nei viena tirpi medžiaga, todėl ją apibrėžti išskirtuose komponentuose reikia kitų atskyrimo metodų.

- Distiliavimas

Distiliavimas

Distiliavimas yra bene plačiausiai naudojamas metodas atskirti homogeninius tirpalus ar mišinius. Jo paskirtis - druskos arba išlydyti metalai, kondensuotos dujos, tirpiklių mišiniai ar organiniai ekstraktai. Tirpioji medžiaga dažniausiai yra skystis, kurio virimo temperatūra keliais laipsniais skiriasi nuo tirpiklio.

Kai skirtumas tarp tokių virimo taškų yra didelis (didesnis kaip 70 ºC), atliekamas paprastas distiliavimas; o jei ne, tada atliekamas frakcinis distiliavimas. Abi distiliacijos turi keletą konfigūracijų ar schemų, taip pat skirtingą metodiką skirtingo cheminio pobūdžio mišiniams (lakiųjų, reaktyviųjų, polinių, apoliarinių ir tt).

Distiliuojant konservuojamas ir tirpiklis, ir tirpios medžiagos, ir tai yra vienas iš pagrindinių jų skirtumų garinant.

Tačiau rotacinis išgarinimas sujungia šiuos du aspektus: skystas-kietas arba skystas-skystas mišinys, toks kaip ištirpęs ir maišomas aliejus, kaitinamas tol, kol pašalinamas tirpiklis, tačiau jis surenkamas į kitą indą, kol kietas arba aliejus išlieka. pradiniame inde.

Oro distiliacija

Kondensuotas oras yra tiriamas kriogeniniu būdu, kad būtų pašalintas deguonis, azotas, argonas, neonas ir kt. Oras, homogeninis dujinis mišinys, virsta skysčiu, kuriame azotas, kaip pagrindinis komponentas, teoriškai veikia kaip tirpiklis; ir kitos dujos, taip pat kondensuotos, kaip skystos tirpios medžiagos.

- Chromatografija

Chromatografija, skirtingai nei kiti metodai, net ir nuotoliniu būdu negali užtikrinti panašaus derlingumo; tai yra, jis nėra naudingas perdirbant visą mišinį, o tik nereikšmingą jo dalį. Tačiau jos pateikta informacija yra analitiškai nepaprastai vertinga, nes ji nustato ir klasifikuoja mišinius pagal jų sudėtį.

Popierinė arba plonasluoksnė chromatografija. Šaltinis: Gabrielis Bolívaras.

Chromatografija yra įvairių tipų, tačiau pati paprasčiausia, paaiškinta kolegijose ar priešuniversitetiniuose kursuose, yra popieriaus, kurio principas yra tas pats, kas sukurtas plonu absorbuojančios medžiagos sluoksniu (paprastai silikageliu).

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta, kad stiklinė, užpildyta vandeniu ar tam tikru tirpikliu, dedama ant popieriaus, pažymėto etalonine linija su trijų pasirinktų pigmentų (oranžinės, violetinės ir žalios) lašais ar taškais. Stiklainė laikoma uždaryta, kad slėgis būtų pastovus ir jis būtų prisotinamas tirpiklio garais.

Tada skystis pradeda kilti popieriuje ir perneša pigmentus. Pigmento ir popieriaus sąveika nėra vienoda: kai kurie yra stipresni, kiti silpnesni. Kuo pigmentas labiau prisiriš prie popieriaus, tuo mažiau jis pakils per popierių, palyginti su linija, kuri iš pradžių buvo pažymėta.

Pvz .: raudonasis pigmentas mažiau jaučia afinitetą tirpikliui, tuo tarpu geltonasis beveik nekyla, nes popierius jį sulaiko daugiau. Tada tirpiklis laikomas judančiąja faze, o popierius - nejudančiąja faze.

- Dalinis kristalizavimas

Iliustracinis frakcionuotos kristalizacijos pavyzdys. Šaltinis: Gabrielis Bolívaras.

Ir pabaigai yra frakcinis kristalizavimas. Šį metodą galbūt galima būtų klasifikuoti kaip hibridą, nes jis prasideda nuo homogeniško mišinio ir baigiasi nevienalyčiu. Pvz., Tarkime, kad turite tirpalą, kuriame ištirpo žalia kieta medžiaga (vaizdas viršuje).

Žaliosios dalelės yra per mažos, kad jas būtų galima atskirti rankiniu arba mechaniniu būdu. Taip pat nustatyta, kad žalia kieta medžiaga yra dviejų komponentų mišinys, o ne vienas šios spalvos junginys.

Tada jo tirpalas pašildomas ir paliekamas pailsėti, kol atvės. Pasirodo, kad abu komponentai, nors ir glaudžiai susiję vienas su kitu, jų tirpumas tam tikrame tirpiklyje šiek tiek skiriasi; todėl vienas iš dviejų pradės kristalizuotis pirmiausia, o paskui kitas.

Mėlynai žalias komponentas (paveikslėlio viduryje) pirmiausia išsikristalizuoja, o geltonas komponentas ištirpsta. Kadangi yra melsvai žalių kristalų, jie filtruojami karštai, kol pasirodo geltoni kristalai. Tada, tirpikliui šiek tiek aušinant, kristalizuojasi geltonasis komponentas ir dar kartą filtruojamas.

Nuorodos

1. Whittenas, Davisas, Peckas ir Stanley. (2008). Chemija (8-asis leidimas). CENGAGE mokymasis.
2. Chelsea Schuyler. (2019 m.). Chromatografija, distiliavimas ir filtravimas: Mišinių atskyrimo metodai. Tyrimas. Atgauta iš: study.com
3. CK-12 fondas. (2019 m. Spalio 16 d.). Mišinių atskyrimo metodai. Chemija „LibreTexts“. Atkurta iš: chem.libretexts.org
4. Geras mokslas. (2019 m.). Mišinių atskyrimas. Atgauta iš: goodscience.com.au
5. Klarkas Džimas. (2007). Plonasluoksnė chromatografija. Atgauta iš: chemguide.co.uk