9 НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ МЕТОДОВ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ - ХИМИЯ - 2026

Выбор методов разделения смеси основан на типе смеси и различиях в химических свойствах компонентов смеси (Университет Амрита и CDAC Мумбаи, Сан-Франциско).

Большинство материалов в нашей среде представляют собой смеси двух или более компонентов. Смеси бывают однородными или неоднородными. Однородные смеси однородны по составу, а гетерогенные - нет.

Воздух - это однородная смесь, а масло в воде - неоднородная смесь. Гомогенные и гетерогенные смеси можно разделить на компоненты различными физическими методами.

В химической реакции важно изолировать интересующие компоненты от всех других материалов, чтобы их можно было дополнительно охарактеризовать.

Исследования биохимических систем, анализ окружающей среды, фармацевтические исследования, эти и многие другие области исследований требуют надежных методов разделения (Separating Mixtures, SF).

Смеси бывают разных форм и фаз. Большинство из них можно разделить, и тип метода разделения зависит от типа смеси.

Общие методы разделения смесей

Фильтрация

Фильтрация - это метод, используемый для разделения чистых веществ на смеси, состоящие из частиц, некоторые из которых достаточно велики, чтобы быть захваченными пористым материалом.

Размер частиц может значительно варьироваться в зависимости от типа смеси. Например, речная вода представляет собой смесь, содержащую естественные биологические организмы, такие как бактерии, вирусы и простейшие.

Некоторые фильтры для воды могут фильтровать бактерии, длина которых составляет порядка 1 микрона. Другие смеси, такие как почва, имеют относительно большие размеры частиц, которые можно фильтровать через что-то вроде кофейного фильтра.

Декантация

Этот метод можно использовать, когда необходимо разделить плотности двух несмешивающихся друг с другом жидкостей.

Делительная воронка помогает собирать жидкости из прицепов отдельно. В случае твердых веществ более легкие твердые вещества могут быть отделены путем декантации в водной среде, когда оба твердых вещества нерастворимы. При продувке воздухом разделение также может выполняться с очень легкими и тяжелыми твердыми смесями.

сублимация

Некоторые вещества обладают физическим свойством переходить непосредственно из твердого состояния в газообразное без появления жидкого состояния.

Не все вещества обладают этой характеристикой. Если один компонент смеси сублимируется, это свойство можно использовать для отделения его от других компонентов смеси.

Йод (I ₂ ), нафталин (C ₁₀ H ₈ , нафталиновые шары), хлорид аммония (NH ₄ Cl) и сухой лед ( твердый CO ₂ ) - вот некоторые вещества, которые сублимируют (PHYSICAL SEPARATION TECHNIQUES, SF ).

выпаривание

Испарение - это метод, используемый для разделения гомогенных смесей, в которых есть одно или несколько растворенных твердых веществ.

Этот метод вытесняет жидкие компоненты из твердых компонентов. Процесс обычно включает нагревание смеси до тех пор, пока не перестанет оставаться жидкость.

Перед использованием этого метода смесь должна содержать только один жидкий компонент, если не является важным изолировать жидкие компоненты.

Это связано с тем, что все жидкие компоненты со временем испаряются. Этот метод подходит для отделения растворимого твердого вещества от жидкости.

Во многих частях света поваренную соль получают в результате испарения морской воды. Тепло в процессе идет от солнца (CK-12 Foundation, SF).

Простая перегонка

Простая дистилляция - это метод, используемый для разделения компонентов смеси, которая содержит две смешивающиеся жидкости, которые кипят без разложения и имеют достаточную разницу в температурах кипения.

Процесс дистилляции включает нагрев жидкости до точки кипения и перенос паров в холодную часть устройства, затем конденсацию паров и сбор конденсированной жидкости в контейнере.

В этом процессе, когда температура жидкости увеличивается, давление пара жидкости увеличивается. Когда давление пара жидкости и атмосферное давление достигают одного и того же уровня, жидкость переходит в парообразное состояние.

Пары проходят через нагретую часть устройства, пока не соприкасаются с холодной поверхностью конденсатора с водяным охлаждением.

Когда пар охлаждается, он конденсируется и проходит через конденсатор и собирается в приемник через вакуумный адаптер.

Фракционная перегонка

Когда разница в точках кипения близка друг к другу и небольшая, выполняется подробная перегонка, которая называется фракционной перегонкой. Это выполняется в колонке, называемой колонкой фракционирования.

Колонна фракционирования позволяет конденсировать различные растворители при разных температурах и возвращать фракцию смеси в колбу.

Перегонка нефти происходит в многокомпонентной ректификационной колонне в широком диапазоне температур.

Разницу температур плавления также можно использовать так же, как температуру кипения при разделении смесей.

Формируются айсберги, которые представляют собой затвердевшую пресную воду и основаны на понижении температуры замерзания (Tutorvista.com, SF).

хроматография

Хроматография - это семейство методов аналитической химии для разделения смесей. Он включает пропускание пробы, смеси, содержащей аналит, в «подвижной фазе», часто в потоке растворителя, через «неподвижную фазу».

Стационарная фаза задерживает прохождение компонентов образца. Когда компоненты проходят через систему с разной скоростью, они разделяются во времени, как бегуны в марафоне.

В идеале каждый компонент должен пройти через систему за определенное время. Это известно как «время удерживания».

Хроматограф берет химическую смесь, переносимую жидкостью или газом, и разделяет ее на компоненты в результате дифференциального распределения растворенных веществ, когда они текут вокруг или над неподвижной твердой или жидкой фазой.

Различные методы разделения сложных смесей основаны на различном сродстве веществ к газообразной или жидкой подвижной среде и к неподвижной адсорбирующей среде, через которую они проходят. Например, бумага, желатин или гель силиката магния (Separation Techniques, SF).

Центрифугирование

При центрифугировании жидкость вращается так быстро, что частицы разделяются. Различия в плотности заставляют более тяжелые частицы опускаться на дно, а более легкие - накапливаться наверху.

Врачи разделяют образцы крови для анализа (исследования) с помощью центрифуги (Kindersley, 2007).

Магнитная сепарация

Электролиты и неэлектролиты, магнитные и немагнитные вещества могут быть разделены с помощью этого метода разделения с использованием электрического поля или магнитного поля.

Ссылки

1. Университет Амрита и CDAC Мумбаи. (СФ). Разделение смесей разными методами. Взято с сайта amrita.olabs.edu amrita.olabs.edu.in
2. Фундамент СК-12 (СФ). Способы разделения смесей. Взято с ck12.org ck12.org
3. Киндерсли, Д. (2007). РАЗДЕЛЯЮЩИЕ СМЕСИ. Взято с сайта factmonster factmonster.com
4. МЕТОДЫ ФИЗИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ. (СФ). Взято с ccri.edu ccri.edu
5. Разделительные смеси. (СФ). Взято с eschooltoday eschooltoday.com
6. Техники разделения. (СФ). Взято с сайта kentchemistry kentchemistry.com