СПОСОБЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ГЕТЕРОГЕННЫХ СМЕСЕЙ - ХИМИЯ - 2026

Эти методы разделения гетерогенных смесей являются те , которые стремятся отделить каждый из его компонентов или фаз без необходимости в какой - либо химической реакции. Обычно они состоят из механических методов, использующих разницу в физических свойствах таких компонентов.

Смесь фруктов, сыра, оливок и кусочков ветчины демонстрирует множество физических свойств; однако закусочная полагается на аромат и цвет этих ингредиентов, разделяя их зубочисткой. Другие смеси обязательно и логически потребуют более избирательных критериев и принципов при их разделении.

Гетерогенную смесь, состоящую более чем из одного компонента, можно разделить несколькими этапами или методами. Источник: Габриэль Боливар.

Предположим вышеупомянутую гетерогенную смесь. С первого взгляда видно, что, хотя это одна и та же фаза (геометрическая и цельная), она имеет компоненты разных цветов и форм. Первое сито оранжевого цвета позволяет звезде проходить сквозь него, сохраняя при этом другие фигуры. То же самое происходит со вторым ситом и бирюзовым восьмиугольником.

Сита разделяются в зависимости от формы и размера фигур. Однако другие методы могут быть основаны на плотности, летучести, молекулярной массе, а также на других физических свойствах компонентов, позволяющих их разделять.

Основные методы разделения гетерогенных смесей

- Магнитная сепарация

В примере с геометрической смесью применялось сито, для которого также можно использовать сито (например, на кухне), сито или сито. Если все фигуры слишком малы, чтобы их могло удержать сито, следует использовать другой метод разделения.

Если предположить, что оранжевая звезда обладает свойством ферромагнитности, то ее можно удалить с помощью магнита.

В школах обучают магнитной сепарации путем смешивания песка, серы или опилок с железной стружкой. Смесь визуально неоднородна: темно-сероватый цвет чипсов контрастирует с их окружением. Однако при приближении к магниту железная стружка будет двигаться к нему, пока не выйдет из песка.

Таким образом разделяются два компонента исходной смеси. Этот метод полезен только в том случае, если один из компонентов является ферромагнитным при температуре, при которой происходит разделение.

- Сублимация

Если в геометрической смеси присутствует довольно ароматная фигура или со значительно высоким давлением пара, то ее можно сублимировать, применив вакуум и нагрев. Таким образом, например, «твердый и летучий» бирюзовый восьмиугольник сублимируется; то есть он перейдет из твердого состояния в пар.

Наиболее распространенные и представительные примеры - гетерогенные смеси с йодом. При медленном нагревании некоторые из черно-пурпурных кристаллов сублимируются в пурпурные пары. Как магнитная сепарация, так и сублимация - наименее традиционные методы. На следующем изображении вы можете увидеть процесс сублимации (сухой лед):

- декантация

Отстаивание можно использовать для двух типов гетерогенных смесей. Источник: Габриэль Боливар.

Если бы в примере с геометрической смесью некоторые фигуры остались закрепленными на контейнере, то те, которым удалось сдвинуться, были бы разделены. Это так называемая декантация. На верхнем изображении показаны две водные смеси: жидкость-твердое вещество (A) и другая жидкость-жидкость (B).

Жидко-твердая смесь

В контейнере A у нас есть твердое вещество на дне, прочно приставшее к поверхности стекла (в случае химического стакана). Если прилипание такое, то жидкость можно без проблем перелить или перелить в другую емкость. То же самое можно сделать в случае, если указанное твердое вещество очень плотное, и декантацию проводят таким же образом осторожно.

Жидко-жидкая смесь

Однако в контейнере B черная жидкость, несмешивающаяся и более плотная, чем вода, перемещается, если смесь наклоняется; поэтому, если мы попытаемся декантировать его, как раньше, черная жидкость также стечет вместе с водой. Затем для решения этой проблемы используется делительная воронка.

Указанная воронка имеет форму груши, удлиненного верха или кулисы, и в нее наливают смесь B. Через узкое сопло внизу черная жидкость сливается с помощью крана таким образом, что она капает медленно. Затем через верхнее отверстие вода отделяется, чтобы не загрязнять ее остатками черной жидкости.

- фильтрация

Если смесь жидких и твердых веществ нельзя декантировать, как это происходит в подавляющем большинстве случаев и в повседневных лабораторных задачах, тогда используется фильтрация: наиболее распространенный метод разделения гетерогенных смесей. Это мокрый вариант просеивания.

Возвращаясь к смеси А из предыдущего раздела, предположим, что черное твердое вещество не проявляет большого сродства со стеклом, поэтому оно не прилипает к нему, а также остается взвешенным с частицами разного размера. Как бы сильно вы ни пытались декантировать, часть этого надоедливого твердого вещества всегда попадет в приемный сосуд.

Таким образом, вместо декантации проводится фильтрация. Сито заменяют фильтровальной бумагой с порами разного диаметра. Вода будет проходить через эту бумагу, в то же время удерживая черное твердое вещество.

Если вы собираетесь позже работать с твердым веществом или анализировать его, то фильтрация будет производиться с помощью воронки Бюхнера и китасата, с помощью которого будет создаваться вакуум внутри приемного контейнера. Таким образом, эффективность фильтрации улучшается при сушке (а не кальцинировании) твердого вещества на бумаге. На следующем изображении показан процесс фильтрации:

- Центрифугирование

Центрифуга. Источник: Мэтт Яницки через Flickr

Есть смеси, которые невооруженным глазом однородны, но на самом деле неоднородны. Твердые частицы настолько малы, что сила тяжести не притягивает их ко дну, и фильтровальная бумага не может их удерживать.

В этих случаях используется центрифугирование, при котором частицы благодаря ускорению испытывают силу, толкающую их ко дну; как будто гравитация увеличилась в несколько раз. В результате получается двухфазная смесь (аналогичная B), из которой супернатант (верхняя часть) может быть взят или добавлен пипеткой.

Центрифугирование выполняется постоянно, когда вы хотите отделить плазму от образцов крови или жирность молока.

Ссылки

1. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
2. Хорошая наука. (2019). Разделение смесей. Получено с: goodscience.com.au
3. Интернет-лаборатория (2012). Разделение смесей разными методами. Получено с: amrita.olabs.edu.in
4. Wikipedia. (2019). Процесс разделения. Получено с: en.wikipedia.org
5. Парния Мохаммади и Роберто Дималиват. (2013). Разделительные смеси. Получено с: teachengineering.org
6. Сусана Моралес Берналь. (SF). БЛОК 3: Чистые вещества и смеси. Получено с: classhistoria.com
7. Образовательные услуги Австралия. (2013). Год 7, блок 1: Смешивание и разделение. Получено с: scienceweb.asta.edu.au