- Gängige Methoden zur Trennung von Gemischen
- Filtration
- Dekantieren
- Sublimation
- Verdunstung
- Einfache Destillation
- Fraktionierte Destillation
- Chromatographie
- Zentrifugation
- Magnetische Trennung
- Verweise
Die Wahl der Gemischtrennungstechniken basiert auf der Art des Gemisches und dem Unterschied in den chemischen Eigenschaften der Komponenten eines Gemisches (Amrita University & CDAC Mumbai, SF).
Die meisten Materialien in unserer Umgebung sind Gemische aus zwei oder mehr Komponenten. Die Gemische sind homogen oder heterogen. Homogene Gemische haben eine einheitliche Zusammensetzung, heterogene Gemische dagegen nicht.
Luft ist eine homogene Mischung und Öl in Wasser ist eine heterogene Mischung. Homogene und heterogene Gemische können durch verschiedene physikalische Verfahren in ihre Bestandteile getrennt werden.
Bei einer chemischen Reaktion ist es wichtig, die interessierende (n) Komponente (n) von allen anderen Materialien zu isolieren, damit sie weiter charakterisiert werden können.
Biochemische Systemstudien, Umweltanalysen, pharmazeutische Forschung, diese und viele andere Forschungsbereiche erfordern zuverlässige Trennmethoden (Separating Mixtures, SF).
Mischungen gibt es in vielen Formen und Phasen. Die meisten von ihnen können getrennt werden, und die Art der Trennmethode hängt von der Art der Mischung ab.
Gängige Methoden zur Trennung von Gemischen
Filtration
Die Filtration ist eine Methode, mit der reine Substanzen in Gemische aus Partikeln getrennt werden, von denen einige groß genug sind, um mit einem porösen Material eingefangen zu werden.
Die Partikelgröße kann je nach Art der Mischung erheblich variieren. Zum Beispiel ist Bachwasser eine Mischung, die natürliche biologische Organismen wie Bakterien, Viren und Protozoen enthält.
Einige Wasserfilter können Bakterien filtern, deren Länge in der Größenordnung von 1 Mikron liegt. Andere Gemische wie Erde haben relativ große Partikelgrößen, die durch einen Kaffeefilter gefiltert werden können.
Dekantieren
Wenn die Dichten von zwei nicht miteinander mischbaren Flüssigkeiten getrennt werden sollen, kann dieses Verfahren angewendet werden.
Der Scheidetrichter hilft, Anhängerflüssigkeiten getrennt zu sammeln. Im Falle von Feststoffen können die leichteren Feststoffe durch Dekantieren in wässrigem Medium abgetrennt werden, wenn beide Feststoffe nicht löslich sind. Beim Blasen von Luft kann die Trennung auch mit sehr leichten und schweren festen Gemischen erfolgen.
Sublimation
Es ist die physikalische Eigenschaft einiger Substanzen, direkt vom festen in den gasförmigen Zustand überzugehen, ohne dass der flüssige Zustand auftritt.
Nicht alle Substanzen haben diese Eigenschaft. Wenn eine Komponente einer Mischung sublimiert ist, kann diese Eigenschaft verwendet werden, um sie von den anderen Komponenten der Mischung zu trennen.
Jod (I 2 ), Naphthalin (C 10 H 8 , Naphthalinkugeln), Ammoniumchlorid (NH 4 Cl) und Trockeneis ( festes CO 2 ) sind einige Substanzen, die sublimieren (PHYSICAL SEPARATION TECHNIQUES, SF ).
Verdunstung
Verdampfung ist eine Technik, die verwendet wird, um homogene Gemische zu trennen, wenn ein oder mehrere gelöste Feststoffe vorhanden sind.
Diese Methode vertreibt die flüssigen Komponenten aus den festen Komponenten. Das Verfahren beinhaltet typischerweise das Erhitzen der Mischung, bis keine Flüssigkeit mehr übrig ist.
Vor Verwendung dieser Methode sollte die Mischung nur eine flüssige Komponente enthalten, es sei denn, es ist nicht wichtig, die flüssigen Komponenten zu isolieren.
Dies liegt daran, dass alle flüssigen Komponenten mit der Zeit verdampfen. Dieses Verfahren eignet sich zum Trennen eines löslichen Feststoffs von einer Flüssigkeit.
In vielen Teilen der Welt wird Tafelsalz durch Verdunstung von Meerwasser gewonnen. Die Wärme kommt dabei von der Sonne (CK-12 Foundation, SF).
Einfache Destillation
Die einfache Destillation ist ein Verfahren zur Trennung von Bestandteilen eines Gemisches, das zwei mischbare Flüssigkeiten enthält, die ohne Zersetzung sieden und einen ausreichenden Unterschied in ihren Siedepunkten aufweisen.
Der Destillationsprozess umfasst das Erhitzen einer Flüssigkeit bis zu ihren Siedepunkten und das Übertragen der Dämpfe in den kalten Teil der Vorrichtung, das Kondensieren der Dämpfe und das Sammeln der kondensierten Flüssigkeit in einem Behälter.
Wenn in diesem Prozess die Temperatur einer Flüssigkeit ansteigt, steigt der Dampfdruck der Flüssigkeit an. Wenn der Dampfdruck der Flüssigkeit und der atmosphärische Druck das gleiche Niveau erreichen, wechselt die Flüssigkeit in ihren Dampfzustand.
Dämpfe strömen über den erhitzten Teil der Vorrichtung, bis sie mit der kühlen Oberfläche des wassergekühlten Kondensators in Kontakt kommen.
Wenn der Dampf abkühlt, kondensiert er und passiert den Kondensator und wird über den Vakuumadapter in einem Empfänger gesammelt.
Fraktionierte Destillation
Wenn die Siedepunktunterschiede nahe beieinander liegen und nicht groß sind, wird eine detaillierte Destillation durchgeführt, die als fraktionierte Destillation bezeichnet wird. Es wird in einer Säule durchgeführt, die als Fraktionierungssäule bezeichnet wird.
Die Fraktionierungssäule ermöglicht die Kondensation verschiedener Lösungsmittel bei verschiedenen Temperaturen und führt die Fraktion der Mischung in den Kolben zurück.
Die Erdöldestillation findet in der Mehrkomponenten-Fraktionierungskolonne über einen weiten Temperaturbereich statt.
Schmelzpunktunterschiede können ebenso wie der Siedepunkt bei Trennmischungen verwendet werden.
Es bilden sich Eisberge, die aus erstarrtem Süßwasser bestehen und auf der Depression des Gefrierpunktphänomens beruhen (Tutorvista.com, SF).
Chromatographie
Die Chromatographie ist eine Familie analytischer chemischer Techniken zur Trennung von Gemischen. Dabei wird die Probe, eine Mischung, die den Analyten enthält, in der "mobilen Phase", häufig in einem Lösungsmittelstrom, durch die "stationäre Phase" geleitet.
Die stationäre Phase verzögert den Durchgang der Probenkomponenten. Wenn Komponenten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch das System laufen, werden sie wie Läufer bei einem Marathon zeitlich getrennt.
Im Idealfall hat jede Komponente eine charakteristische Zeit, um das System zu durchlaufen. Dies ist als "Retentionszeit" bekannt.
Ein Chromatograph nimmt ein chemisches Gemisch, das von Flüssigkeit oder Gas getragen wird, und trennt es in seine Bestandteile als Ergebnis der unterschiedlichen Verteilung von gelösten Stoffen, wenn diese um oder über eine stationäre feste oder flüssige Phase fließen.
Verschiedene Techniken zur Trennung komplexer Gemische basieren auf den unterschiedlichen Affinitäten von Substanzen für ein gasförmiges oder flüssiges mobiles Medium und für ein stationäres Adsorbensmedium, durch das sie gelangen. Wie Papier, Gelatine oder Magnesiumsilikatgel (Separation Techniques, SF).
Zentrifugation
Bei der Zentrifugation wird eine Flüssigkeit so schnell zentrifugiert, dass sich die Partikel trennen. Dichteunterschiede führen dazu, dass schwerere Partikel auf den Boden sinken und sich leichtere Partikel oben ansammeln.
Ärzte trennen Blutproben zur Analyse (Studie) unter Verwendung einer Zentrifuge (Kindersley, 2007).
Magnetische Trennung
Elektrolyte und Nichtelektrolyte, magnetische und nichtmagnetische Substanzen können durch diese Trenntechnik unter Verwendung eines elektrischen Feldes oder eines Magnetfelds getrennt werden.
Verweise
- Amrita University & CDAC Mumbai. (SF). Trennung von Gemischen unter Verwendung verschiedener Techniken. Entnommen aus amrita.olabs.edu amrita.olabs.edu.in
- CK-12 Foundation (SF). Methoden zur Trennung von Gemischen. Entnommen aus ck12.org ck12.org
- Kindersley, D. (2007). Trennmischungen. Entnommen von factmonster factmonster.com
- PHYSIKALISCHE TRENNTECHNIKEN. (SF). Entnommen aus ccri.edu ccri.edu
- Trennmischungen. (SF). Entnommen aus eschooltoday eschooltoday.com
- Trenntechniken. (SF). Entnommen aus kentchemistry kentchemistry.com