METODE LOČEVANJA HOMOGENIH ZMESI - KEMIJA - 2026

Za metode ločevanje homogenih mešanic , so vse skupine, ki, ne da bi z uporabo kemičnih reakcij, omogoči pridobitev komponente ali raztopin, ki vključujejo isto fazo; torej tekočine, trdne snovi ali plina.

Takšne homogene mešanice so sestavljene iz raztopin, v katerih so topni delci premajhni, da bi jih bilo mogoče razločiti s prostim očesom. Tako majhni so, da ni filtrov dovolj ozkih ali izbirnih, da bi jih zadržali, medtem ko raztopina prehaja skozi njih. Prav tako ne pomagajo njihove tehnike ločevanja, kot sta centrifugiranje ali namagnetenje.

Ilustrativni primer, kako lahko homogene zmesi ločimo po stopnjah. Vir: Gabriel Bolívar.

Zgoraj je primer, kako se rešitve ločujejo na njihove komponente. Začetna mešanica (rjava) je ločena na dve komponenti, enako homogeni (oranžna in vijolična). Na koncu iz obeh dobljenih zmesi dobimo topilo (belo) in štiri ustrezne pare topljencev (rdeče-rumene in rdeče-modre).

Med metodami ali tehnikami za ločevanje raztopin imamo izhlapevanje, destilacijo, kromatografijo in frakcijsko kristalizacijo. Odvisno od zahtevnosti mešanice bo morda treba uporabiti več kot eno od teh metod, dokler se homogenost ne poruši.

Glavne metode ločevanja zmesi

- Izhlapevanje

Izhlapevanje je najpreprostejša metoda za ločevanje homogenih zmesi enega samega topila.

Najpreprostejše homogene zmesi so raztopine, v katerih se je raztopila ena sama topila. Na zgornji sliki je na primer obarvana raztopina zaradi absorpcije in odboja vidne svetlobe z delci njene topljene snovi.

Če se je med pripravo dobro pretreslo, ne bo svetlejših ali temnejših področij kot druge; vsi so enaki, enotni. Teh barvnih delcev ni mogoče ločiti od topil z nobeno mehanično metodo, zato boste za dosego tega potrebovali energijo v obliki toplote (rdeči trikotnik).

Tako obarvano raztopino segrevamo pod odprtim nebom, da pospešimo in pustimo, da topilo izhlapi iz njene posode. Ko se to zgodi, se prostornina, ki ločuje delce topljene snovi, zmanjšuje, zato se medsebojno povečuje njihovo delovanje in počasi se ustali.

Končni rezultat je, da obarvano topilo ostane na dnu posode in topilo popolnoma izhlapi.

Pomanjkljivost izhlapevanja je ta, da je namesto ločevanja topljencev njegov cilj odstraniti topilo s segrevanjem do vrelišča. Preostalo trdno snov je lahko sestavljena iz več kot ene raztopine, zato so potrebne druge metode ločevanja, da se opredelijo v njenih izoliranih sestavinah.

- Destilacija

Destilacija

Destilacija je morda najpogosteje uporabljena metoda ločevanja homogenih raztopin ali zmesi. Njegova uporaba se širi na soli ali staljene kovine, kondenzirane pline, mešanice topil ali organske ekstrakte. Večinoma je topljena tekočina, katere vrelišče se za nekaj stopinj razlikuje od temperature topila.

Kadar je razlika med takšnimi vreliščem velika (večja od 70 ° C), uporabimo preprosto destilacijo; in če ne, potem se izvede frakcijska destilacija. Obe destilaciji imata več nastavitev ali zasnov, pa tudi drugačno metodologijo za mešanice različnih kemičnih lastnosti (hlapne, reaktivne, polarne, apolarne itd.).

Pri destilaciji konzerviramo tako topilo kot topila, in to je ena od njihovih glavnih razlik glede izhlapevanja.

Vendar rotacijsko izhlapevanje združuje ta dva vidika: tekoča-trdna ali tekoča-tekoča zmes, kot je raztopljeno in mešljivo olje, segrevamo, dokler se topilo ne izloči, vendar se to zbira v drugi posodi, medtem ko trdno ali olje ostane. v začetni posodi.

Destilacija zraka

Kondenzirani zrak je podvržen kriogeni frakcijski destilaciji, da se odstrani kisik, dušik, argon, neon itd. Zrak, homogena plinasta zmes, se spremeni v tekočino, kjer dušik, ki je večinski sestavni del, teoretično deluje kot topilo; in drugi plini, tudi kondenzirani, kot tekoči topi.

- Kromatografija

Kromatografija za razliko od drugih tehnik ne more prinesti niti na daljavo podobnih donosov; torej ni uporabna za predelavo celotne mešanice, ampak le njen neznaten del. Vendar pa so informacije, ki jih zagotavlja, analitično izjemno dragocene, saj mešanice opredeljujejo in razvrščajo glede na njihovo sestavo.

Papirna ali tankoslojna kromatografija. Vir: Gabriel Bolívar.

Obstajajo različne vrste kromatografije, vendar je najpreprostejša, kot jo razložijo na univerzah ali pred univerzitetnih tečajih, papirja, katerega princip je enak tistemu, ki je razvit na tanki plasti vpojnega materiala (navadno silikagela).

Zgornja slika kaže, da je čaša, napolnjena z vodo ali določenim topilom, nameščena na papir, ki je označen z referenčno črto s kapljicami ali pikami treh izbranih pigmentov (oranžne, vijolične in zelene). Čaša je zaprta tako, da je tlak stalen in nasičen s hlapi topila.

Nato začne tekočina dvigati papir navzgor in nosi pigmente. Interakcije med pigmenti in papirji niso enake: nekatere so močnejše, nekatere šibkejše. Več kot je afiniteta pigmenta do papirja, manj se bo povzpel skozi papir glede na črto, ki je bila prvotno označena.

Na primer: rdeči pigment je tisti, ki čuti manj afinitete do topila, rumeni pa se komaj dvigne zaradi dejstva, da ga papir bolj zadrži. Za topilo se pravi, da je mobilna faza, papir pa stacionarna.

- Frakcijska kristalizacija

Ilustrativni primer frakcijske kristalizacije. Vir: Gabriel Bolívar.

In za zaključek je tu frakcijska kristalizacija. To metodo bi lahko uvrstili med hibride, saj se začne od homogene mešanice do heterogene. Recimo, da imate rešitev, v kateri se je raztopila zelena trdna snov (zgornja slika).

Zeleni delci so premajhni, da bi jih ročno ali mehansko ločevali. Ugotovljeno je tudi, da je zelena trdna snov zmes dveh komponent in ne ena sama sestavina te barve.

Nato se njegova raztopina segreva in pusti počivati, dokler se ohladi. Izkazalo se je, da sta njuni topnosti v določenem topilu, čeprav sta med seboj tesno povezani, nekoliko različni; zato se bo eden od obeh začel kristalizirati najprej, nato pa drugi.

Modro-zelena komponenta (na sredini slike) prva kristalizira, rumena komponenta pa ostane raztopljena. Ker obstajajo modrikasto-zeleni kristali, jih filtriramo vroče, preden se pojavijo rumeni kristali. Potem, ko se topilo nekoliko bolj ohladi, rumena komponenta kristalizira in naredimo drugo filtracijo.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Chelsea Schuyler. (2019). Kromatografija, destilacija in filtracija: Metode ločevanja mešanic. Študij. Pridobljeno: study.com
3. Fundacija CK-12. (16. oktober 2019). Metode ločevanja zmesi. Kemija LibreTexts. Pridobljeno: chem.libretexts.org
4. Dobra znanost. (2019). Ločevanje mešanic. Pridobljeno iz: goodscience.com.au
5. Clark Jim. (2007). Tankoslojna kromatografija. Pridobljeno: chemguide.co.uk