Methoden zur Trennung von homogenen und heterogenen Mischungen

Kenne das Trennmethoden homogene und heterogene Mischungen In der Industrie, in Laboratorien oder sogar zu Hause kann es notwendig sein, eine oder mehrere der Komponenten zu verwenden, aus denen diese Mischungen bestehen. Um die Mischungen trennen zu können, werden ein oder mehrere Prozesse benötigt, durch die es möglich ist, sie zu ihren ursprünglichen Komponenten zu bringen.

Die geeigneten Methoden zur Trennung der Komponenten eines Gemisches hängen vollständig von der Phase ab, in der es sich befindet (mit größerer Betonung dieses Details, wenn das Gemisch homogen ist), der Höhe der Homogenität, die es besitzt, und sogar von der Art der Verbindungen, die Form

In der Natur gibt es zwei Arten von Mischungen, die zwischen zwei oder mehreren chemischen Substanzen gebildet werden können: homogen, in denen die Komponenten gleichmäßig verteilt sind; und heterogene, in denen die Komponenten der Mischung nicht in einer gleichmäßigen Verteilung vorliegen oder lokalisierte Regionen mit unterschiedlichen Eigenschaften aufweisen.

Der größte Unterschied zwischen diesen Mischungen besteht darin, dass, während zwei Proben einer homogenen Lösung in ihrer Komponentenkonzentration gleich sind, zwei Proben eines heterogenen nicht sein werden.

Einige komplexe Prozesse - wie z. B. Destillation, fraktioniertes Einfrieren und Verdampfen - erlauben uns, wirksamere Mittel als mechanische Kräfte zu verwenden, um eine vollständige Trennung der Komponenten aufgrund ihres Schmelzpunkts, Siedepunkts und anderer intrinsischer Eigenschaften jeder beteiligten Spezies zu erreichen. .

Index

• 1 Methoden zur Trennung von homogenen Gemischen
  • 1.1 Destillation
  • 1.2 Chromatographie
  • 1.3 Verdampfung
  • 1.4 Niederschlag
  • 1.5 Umkristallisation
• 2 Methoden der Trennung von heterogenen Gemischen
  • 2.1 Trocknen
  • 2.2 Extraktion
  • 2.3 Filtration
• 3 Referenzen

Methoden zur Trennung von homogenen Gemischen

Die Trennmethoden, die für homogene Mischungen verwendet werden, sind komplexer als diejenigen, die verwendet werden, um die heterogenen Gemische zu trennen.

Dies geschieht, weil eine einfache Anwendung von mechanischer Kraft nicht ausreicht, um die Partikel, Flüssigkeiten oder Gase, die mit einer anderen Flüssigkeit oder einem anderen Gas verbunden sind, abzutrennen, so dass andere individuelle Eigenschaften, die ausgenutzt werden können, berücksichtigt werden müssen: Löslichkeit, Polarität und Siedepunkte Erstarrung.

Destillation

Destillation ist die Methode der Reinigung von Flüssigkeiten par excellence, die auf der Trennung von Komponenten einer flüssigen Mischung durch selektives Kochen und Kondensation basiert.

Die Destillation kann durchgeführt werden, um eine vollständige Trennung der Komponenten zu erreichen oder um eine teilweise Trennung zu erreichen, die die Konzentration einer gewünschten Komponente erhöht.

Diese Technik nutzt die Unterschiede in den Flüchtigkeiten zwischen den Komponenten der Mischung aus, um die Temperatur des Systems auf den niedrigsten Siedebereich zwischen den Komponenten zu bringen, diese erste Komponente von der Mischung zu trennen und so weiter, bis das gewünschte Ergebnis erhalten wurde.

Es gibt zahlreiche Arten der Destillation, unter denen einfache Destillation, Fraktionierung, Dampfbremse, Vakuum und andere sind.

Letzteres wird durchgeführt, wenn die Verbindungen sehr hohe Siedepunkte haben, so ist es bevorzugt, den Druck des Systems zu senken, so dass dieser Punkt bei niedrigeren Temperaturen leichter zu erreichen ist.

Chromatographie

Chromatographie ist eine Technik, die in Laboratorien zur Trennung einer Mischung verwendet wird. Die Mischung (oder "Analyt") wird in einer als "mobile Phase" bezeichneten Flüssigkeit gelöst, die die Aufgabe hat, sie durch eine Struktur zu tragen, die den Namen "stationäre Phase" trägt.

Da sich die einzelnen Verbindungen des Gemisches mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch diese stationäre Phase bewegen, wird das Gemisch während dieses Prozesses durch Komponenten getrennt, wodurch es möglich ist, den Anteil jeder Komponente des Gemisches (wenn dies beabsichtigt ist) oder einfach zu bestimmen um den Analyten zu reinigen.

Das erhaltene Chromatogramm wird verwendet, um die Ergebnisse oder die Entwicklung des Trennprozesses zu interpretieren, wobei die in ihm aufgetragenen Muster beobachtet werden, um zu erkennen, welche Komponenten in welchem ​​Verhältnis getrennt wurden.

Die für diesen Prozess verwendete Ausrüstung wird als Chromatograph bezeichnet, und es gibt Techniken in Gasen und Flüssigkeiten, was bedeutet, dass es in Säulen oder in planarer Form durchgeführt werden kann.

Verdunstung

Die Verdampfung ist eine Verdampfungstechnik, die auf der Oberfläche einer Flüssigkeit auftritt, wenn diese in die Gasphase übergeht.

Dieses Verfahren basiert auf der Anwendung von Energie auf ein Gemisch von Flüssigkeiten, das erhitzt wird, bis der Siedepunkt der Flüssigkeit erreicht ist, die extrahiert wird (normalerweise Wasser), wonach es möglich ist, diese Komponente von der Mischung zu trennen.

Nachdem diese Komponente aus der Mischung freigesetzt wurde, wird sie aufgrund eines als Verdampfungskühlung bezeichneten Effekts in der Temperatur abnehmen.

Niederschlag

Niederschlag zielt auf die Bildung eines Feststoffes in einer Lösung; in der Tat, wenn feste Teilchen in einer flüssigen Lösung gebildet werden, werden sie "Präzipitat" genannt.

Die Ausfällung kann durch Zugabe von Fällmitteln zur Probe erfolgen, die die Bildung von Niederschlag am Boden der Lösung fördern. Zu anderen Zeiten tritt dies als Nebeneffekt einer chemischen Reaktion zwischen zwei Verbindungen auf.

Im Fall von Festkörpern gibt es eine thermische Alterung der Metalle, was eine Behandlung ist, die die Abscheidung metastabiler Phasen innerhalb einer Legierung bewirkt. Diese stellen Verunreinigungen dar, die das Material aushärten und Defekte in seinem Kristallgitter verhindern.

Dieses Verfahren wird hauptsächlich bei der Herstellung von Pigmenten, bei der Entfernung von Salz aus Wasser, bei der Behandlung von Wasser und bei einigen qualitativen anorganischen Analysen verwendet.

Umkristallisation

Umkristallisation ist eine chemische Reinigungstechnik, die es ermöglicht, eine unerwünschte Komponente (die in einer kleinen Menge gelöst ist) aus einer gewünschten Substanz, typischerweise einer flüssigen Lösung, zu extrahieren.

Diese Technik besteht in der Auflösung der betreffenden Mischung in einem Lösungsmittel, das eine gesättigte Lösung erzeugt. Diese Lösung wird abkühlen gelassen, wonach die Löslichkeit der Verbindungen in Lösung abnimmt.

Schließlich bildet die gewünschte Verbindung feste Kristalle, hinterlässt Verunreinigungen in der Lösung und kann für die zukünftige Verwendung extrahiert werden.

Die Reinheit des kristallinen Niederschlags kann erhöht werden, indem diese Substanz immer wieder durch den Prozeß geführt wird, wobei immer mehr Verunreinigungen entfernt werden und die Konzentration der Kristalle der gewünschten Verbindung erhöht wird.

Methoden zur Trennung von heterogenen Gemischen

Trocknen

Dieser Prozess beinhaltet die Übertragung von Masse, um Wasser oder ein anderes Lösungsmittel aus einem Feststoff oder einer Flüssigkeit zu entfernen, und stellt einen üblichen Prozess in der Industrie dar, bevor Produkte für den Transport oder den Verkauf gelagert werden.

Es tritt meistens unter Verwendung einer Wärmequelle und eines Luftstroms oder einer Bewegung des nassen Feststoffes auf, um die Flüssigkeit effektiv von diesem zu trennen.

Es gibt verschiedene Trocknungsmethoden, darunter:

- Trocknung durch indirekten Kontakt, der beispielsweise durch heiße Wände erfolgt.

- Direktes Trocknen, durch Luft und Konvektion.

- Dielektrische Trocknung, die Radiofrequenz oder Mikrowellen nutzt.

- Gefriertrocknung, bei der das Lösungsmittel aus einer gefrorenen festen Phase sublimiert wird.

- Überkritische Trocknung, die überhitzten Dampf verwendet, um das Wasser in der Mitte zu kochen.

Die Trocknung erfolgt nicht nur durch Wärmezufuhr, sondern kann auch durch Heißluftdurchgänge oder natürlich durch Stoffaustausch erfolgen.

Dieses letzte Beispiel erklärt, warum nasse Gegenstände in der Sonne trocknen, ohne sie auf die Siedetemperatur des Wassers bringen zu müssen.

Extraktion

Extraktion ist ein Prozess, der aus der Trennung einer Substanz von einer gegebenen Phase zu einer anderen besteht, die vom Typ fest-fest oder flüssig-flüssig sein kann.

Es beruht auf der Eigenschaft der Mischbarkeit und / oder relativen Löslichkeit, wobei drei Substanzen verwendet werden, die in dem Prozess in Wechselwirkung treten: der gelöste Stoff, das Medium, in dem sich der gelöste Stoff befindet (typischerweise Wasser) und ein organisches Lösungsmittel.

Um die gebräuchlichste Art der Extraktion - dh die Flüssig-Flüssig-Extraktion - durchzuführen, haben Sie eine wässrige Lösung, die getrennt werden soll, wofür ein organisches Lösungsmittel verwendet wird, das die in Wasser und Wasser gelöste Verbindung abfängt es fängt ein, löst es in dieser neuen Substanz auf und lässt das arme Wasser am Ende des Prozesses in gelöster Form zurück.

Im Falle der Fest-Fest-Extraktion wird dies üblicherweise basierend auf der Polarität des Analyten durchgeführt, indem ein polares Lösungsmittel durchgeleitet wird, das den polarsten gelösten Stoff einfängt und ihn von dem nicht-polaren Stoff entfernt, wodurch das Gemisch wirksam getrennt wird.

Filtration

Es ist ein einfacher Prozess der Trennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten oder Gasen. Filtration ist eine Reihe von mechanischen, physikalischen oder biologischen Operationen, die ein Filtermedium zwischen dem Feststoff und der Flüssigkeit hinzufügen.

Dies ermöglicht es, einen Raum zu schaffen, durch den nur die Flüssigkeit passieren kann (was nun als Filterung bezeichnet wird), während die Feststoffe in dem zu verwendenden oder zu verwerfenden Medium eingeschlossen sind, je nachdem, was die Analytiker wünschen.

Filtration ist eine physikalische Operation und kann auf eine Vielzahl von Arten verwendet werden: Oberflächenfilter werden verwendet, bei denen es sich um feste Filter handelt, die feste Partikel mit oder ohne die Hilfe von Filterpapier einfangen; oder ein Tiefenfilter, bei dem es sich um ein Bett aus körnigem Material handelt, das die Partikel zurückhält, während die Flüssigkeit oder das Gas durch sie hindurchtritt.

Der Vorteil des Oberflächenfilters besteht darin, dass der Feststoffabfall intakt gesammelt werden kann, aber der Tiefenfilter ist weniger anfällig für Verstopfungen aufgrund der größeren Oberfläche, wo der Abfall aufgefangen wird.

Referenzen

1. Wikipedia. (s.). Trennprozess. Von wikipedia.org abgerufen
2. Gedankenco. (s.). Der Unterschied zwischen heterogenen und homogenen Mischungen. Von thinkco.com abgerufen
3. BBC (s.). Trennmischungen. Von bbc.co.uk abgerufen
4. Lumen (s.). Methoden zur Trennung von Mischungen. Von courses.lumenlearning.com abgerufen
5. PDA (s.). Eigenschaften von heterogenen Mischungen und homogenen Mischungen. Von fl-pda.org abgerufen