Течността върви с ...
Процесите на разделяне са физични процеси; химичният състав на веществата не се променя по време на разделянето. По този начин отделните чисти вещества от сместа могат да бъдат разделени, без тези чисти вещества да се променят. Някои от тези методи за разделяне са представени в тази глава.
Седиментацията се разбира като потъване на фини, неразтворими твърди частици в течност.
Пример:
Ако разбъркате около чаена лъжичка градинска пръст в чаша вода, можете да забележите, че по-големите частици в кафеникавата смес бързо потъват на земята. Ако оставите сместа да престои един ден, дори най-леките частици ще се утаят (утаяват) на дъното на стъклото. Течността по-горе е бистра.
Декантирането е изливане на течност, която е върху неразтворимо твърдо вещество или течност.
Примери:
- Повечето мазнини в соса могат да се излеят (декантират) с малко умение.
- Кафето може да се излее (декантира) от утайката от кафе.
- По-голямата част от водата може да бъде отделена от пясъка.
От тези примери вече се вижда, че декантирането не е много точен метод за разделяне.
а. Нормална филтрация.
Течността може да се отдели от твърдо вещество, което е неразтворимо в нея чрез филтриране.
За да филтрирате смес, изсипете сместа през сито или филтърна хартия.
Сгъване на филтърната хартия:
Течността, която се състои от много малки частици, тече лесно през порите на филтърната хартия. Течността, която излиза, се нарича филтрат. Неразтворимото твърдо вещество се състои от частици, които са по-големи от порите на филтърната хартия. Твърдото вещество остава във филтърната хартия; това твърдо вещество се нарича утайка.
Пример:
б. Филтрация при понижено налягане.
Въпреки че нормалната филтрация позволява разделянето на хетерогенна смес от течност и твърдо неразтворимо в нея, тя има два основни недостатъка:
- филтрацията е относително бавна
- пълно разделяне е почти невъзможно, някаква течност все още се придържа към утайката.
Такова филтриране е много по-бързо при намалено налягане и въздухът се засмуква през утайката поради намаленото налягане и по този начин се изсушава.
Пример:
Филтриране на водно-пясъчна смес.
Намаленото налягане се постига с водна струя помпа. Във водната струя помпа фина струя вода изтегля със себе си частици въздух. Ако помпата за водна струя е свързана към смукателната бутилка, въздушните частици се засмукват от смукателната бутилка. Това създава вакуум в шишето за хранене:
- Ако във фунията на Бюхнер все още има течност, тя се засмуква в смукателната бутилка много бързо, за да се изравни налягането: Филтрацията при намалено налягане е много по-бърза от нормалната филтрация.
- Ако във фунията на Бюхнер има само малко остатъчна течност, въздухът от околната среда се засмуква в смукателната бутилка през утайката и филтърната хартия. Това ще изсуши утайката.
Ако искате да филтрирате много фино, неразтворимо твърдо вещество от течност, нормалната филтрация е неизползваема, тъй като филтрирането е изключително бавно и порите на филтърната хартия често се запушват.
Филтрацията при понижено налягане и тук не помага, тъй като порите на филтъра се запушват и филтърната хартия може да се скъса, което прави филтрирането невъзможно.
В такъв случай центрофугирането може да помогне. Това изисква специално устройство, центрофуга. Центрофугата се състои главно от ос, към която дебелостенни епруветки могат да бъдат прикрепени към две подвижни странични рамена.
Пример:
Центрофугиране на смес от вода и градинска пръст.
Ако свържете устройството, оста се върти много бързо, до 6000 оборота в минута. Центробежната сила извежда епруветките до хоризонталата на подвижните странични рамена. Също така поради центробежната сила течността не тече. Центробежната сила притиска твърдите частици здраво към дъното на епруветката. Тъй като това се случва при високо налягане, твърдите частици все още се придържат към дъното след центрофугиране.
След разхлабване на епруветките от държача, течността може да се декантира, без да се вземат твърди частици със себе си, тъй като твърдите частици прилепват много здраво към дъното на епруветката.
Две течности, които са неразтворими една в друга, могат да бъдат разделени чрез разделянето им в разделителна фуния.
Ако смесите двете течности плътно помежду си, се образува хетерогенна смес, която е известна като емулсия. Ако поставите сместа в разделителна фуния, двете течности се разделят и получавате две фази: долната фаза винаги съдържа течността с най-голяма плътност, горната фаза винаги се образува от течността с по-ниска плътност. Чрез отваряне на крана можете да отделите долната фаза от горната фаза.
Пример:
Смес от масло и вода.
Маслото има по-ниска плътност от водата и следователно образува горната фаза в разделителната фуния. Водата образува долната фаза.
Разтворимото твърдо вещество може да се отдели от течността чрез изпаряване на хомогенна смес (разтворимо твърдо вещество в течност). При тази процедура обаче течността се губи чрез изпаряване.
Пример:
След като водата се изпари, солта остава като бяло твърдо вещество.
Екстракцията е извличане на вещества с помощта на разтворител.
Можете да направите и двете
- разтворете определена течност и от друга течност
- Разтварят се разтворимите твърди вещества от течности или от други твърди вещества.
Този процес се основава на различната разтворимост на отделните вещества. Екстракцията може да се извърши в делителна фуния.
Примери:
Приготвяне на кафе или чай. Водоразтворимите вещества се извличат от кафето на прах или от чая.
Екстракция с воден етер за превръщане на вещество, което е слабо разтворимо във вода, в етерна фаза, в която веществото е много разтворимо.
а) проста дестилация
С обикновена дестилация човек може да отдели много лесно разтворими твърди вещества от разтворител. Разделянето е възможно и за течности с много големи разлики в точката на кипене.
В първия етап материалната смес се нагрява бавно. Течността с най-ниска точка на кипене е първата, която се издига като пара в дестилационния апарат. Парата се кондензира в охладителя на Liebig и след това може да се събира в колба на Erlenmeyer.
Пример:
Отделяне на физиологичен разтвор.
б) Фракционна дестилация
Фракционна дестилация може да се използва за отделяне на няколко взаимно разтворими течности. За това ви е необходим специален стъклен апарат, дестилационно устройство с колона Vigreux.
В първия етап материалната смес се нагрява бавно. Течността с най-ниска точка на кипене е първата, която се издига като пара в дестилационния апарат. Колоната Vigreux позволява температурата да се повишава бавно, но стабилно. Тези фини температурни разлики също позволяват отделянето на течности с относително малки разлики в температурата на кипене. Парата се кондензира в охладителя на Liebig и след това може да се събира в колба на Erlenmeyer.
Пример:
2.2.9 Хроматограф
Хроматографията може да се използва за разделяне на много сложни смеси в техните компоненти. Пример:
Разделяне на багрилна смес.
а. С помощта на капиляр нанесете малко количество от сместа върху хроматографска хартия и я оставете да изсъхне.
б. След това хроматографската хартия се поставя в затварящ се стъклен съд, който съдържа течлив агент (смес от разтворители). Когато разтворителят се повиши, различните багрила се носят в различна степен. Колкото по-малко дадено вещество се задържа от хроматографската хартия, толкова по-нататък то се носи заедно с поточния агент.
° С. Когато разтворителят достигне горната граница, хроматографията се прекратява, като се отстранява от стъкления съд и след това се суши.
2.2.10 Разделяне с помощта на магнит
Желязото може да бъде отделено от други твърди вещества или течности с помощта на магнит.
Пример 1: Разделяне на железен прах и фин пясък
Пример 2: Разделяне на железен прах и течност
1. Как можете напълно да отделите железен прах-сол-пясък смес?
решение
2. Кои вещества от смес железен прах-захар-пясък-вода могат да бъдат разделени чрез филтриране?
Обосновете отговора си с помощта на филтрационен модел.
решение
3. Течният въздух е предимно смес от кислород (температура на кипене = -183 ° C), азот (температура на кипене = -196 ° C) и аргон (температура на кипене = -186 ° C).
Как можете да разделите течния въздух, който е охладен до -200 ° C, на чисти вещества?
решение
4. Как можете напълно да отделите смес масло-вода-етер-пясък-сол?
решение