METODER TIL ADSKILLELSE AF HOMOGENE BLANDINGER - KEMI - 2025

De metoder til adskillelse af homogene blandinger er alle dem, der, uden at gøre brug af kemiske reaktioner, gør det muligt at opnå de komponenter eller opløste stoffer, der integrerer den samme fase; det vil sige en væske, et fast stof eller en gas.

Sådanne homogene blandinger består af opløsninger, hvor de opløste partikler er for små til at skelnes med det blotte øje. De er så små, at der ikke er nogen filtre smalle eller selektive nok til at fastholde dem, mens opløsningen passerer gennem dem. Hverken hjælp til deres separeringsteknikker såsom centrifugering eller magnetisering.

Illustrerende eksempel på, hvordan homogene blandinger kan adskilles i trin. Kilde: Gabriel Bolívar.

Ovenfor er et eksempel på, hvordan løsninger adskilles i deres komponenter. Den oprindelige blanding (brun) opdeles i to komponenter, lige så homogene (orange og lilla). Endelig opnås fra de to resulterende blandinger opløsningsmidlet (hvidt) og de fire respektive par opløste stoffer (rødgul og rødblå).

Blandt metoder eller teknikker til adskillelse af opløsninger har vi fordampning, destillation, kromatografi og fraktioneret krystallisation. Afhængig af blandingens kompleksitet kan mere end en af ​​disse fremgangsmåder muligvis anvendes, indtil homogenitet er brudt.

De vigtigste metoder til separering af blandinger

- Fordampning

Fordampning er den enkleste metode til at adskille homogene blandinger af et enkelt opløst stof.

De enkleste homogene blandinger er opløsninger, hvor et enkelt opløst stof er opløst. For eksempel er der på billedet ovenfor en farvet opløsning på grund af absorption og refleksion af synligt lys med partiklerne i dets opløst stof.

Hvis det er blevet rystet godt under dens forberedelse, vil der ikke være lysere eller mørkere regioner end andre; de er alle lige, ensartede. Disse farvede partikler kan ikke adskilles fra opløsningsmidlet ved nogen mekanisk metode, så du har brug for energi i form af varme (rød trekant) for at opnå dette.

Således opvarmes den farvede opløsning under den åbne himmel for at fremskynde og lade opløsningsmidlet fordampe ud af dets beholder. Når dette sker, falder volumenet, der adskiller de opløste partikler, og derfor øges deres interaktion og langsomt ender med at sætte sig.

Slutresultatet er, at det farvede opløst stof forbliver i bunden af ​​beholderen, og opløsningsmidlet er helt fordampet.

Ulempen med fordampning er, at det i stedet for at separere opløste stoffer er at eliminere opløsningsmidlet ved at opvarme det til dets kogepunkt. Det resterende faste stof kan være sammensat af mere end et opløst stof, og derfor er andre separationsmetoder nødvendige for at definere det i dets isolerede komponenter.

- Destillation

destillation

Destillation er måske den mest anvendte metode til separering af homogene opløsninger eller blandinger. Dets anvendelse udvides til salte eller smeltede metaller, kondenserede gasser, opløsningsmiddelblandinger eller organiske ekstrakter. Opløsningen er for det meste en væske, hvis kogepunkt adskiller sig adskillige grader fra opløsningsmidlets.

Når forskellen mellem sådanne kogepunkter er stor (større end 70 ºC), anvendes simpel destillation; og hvis ikke, udføres der en fraktioneret destillation. Begge destillationer har flere opsætninger eller design samt en anden metode til blandinger af forskellig kemisk karakter (flygtig, reaktiv, polær, apolær osv.).

Ved destillation bevares både opløsningsmidlet og opløste stoffer, og dette er en af ​​deres vigtigste forskelle med hensyn til fordampning.

Imidlertid kombinerer rotationsfordampning disse to aspekter: en flydende, fast eller væske-væske-blanding, såsom den af ​​en opløst og blandbar olie, opvarmes, indtil opløsningsmidlet fjernes, men dette opsamles i en anden beholder, mens det faste stof eller olien forbliver. i den indledende beholder.

Luftdestillation

Den kondenserede luft underkastes kryogen fraktioneret destillation for at fjerne ilt, nitrogen, argon, neon osv. Luft, en homogen gasformig blanding, omdannes til en væske, hvor nitrogen, der er hovedbestanddelen, teoretisk fungerer som et opløsningsmiddel; og de andre gasser, også kondenseret, som flydende opløst stoffer.

- Kromatografi

Kromatografi, i modsætning til andre teknikker, kan ikke give ens fjernt lignende udbytter; det er, det er ikke nyttigt til behandling af en hel blanding, men kun en ubetydelig brøkdel af den. De oplysninger, den giver, er imidlertid analytisk ekstremt værdifulde, da de identificerer og klassificerer blandinger baseret på deres sammensætning.

Papir eller tyndtlagskromatografi. Kilde: Gabriel Bolívar.

Der er forskellige typer kromatografi, men den enkleste, den, der forklares på colleges eller pre-universitetskurser, er papir, hvis princip er det samme som udviklet på et tyndt lag af et absorberende materiale (ofte silicagel).

Billedet ovenfor viser, at et bægerglas, fyldt med vand eller et specifikt opløsningsmiddel, er placeret på et papir, der er markeret med en referencelinie med dråber eller prikker af tre udvalgte pigmenter (orange, lilla og grøn). Bægerglas holdes lukket, så trykket er konstant og det er mættet med opløsningsmiddeldampene.

Derefter begynder væsken at stige op på papiret og bærer pigmenterne. Interaktioner med pigmentpapir er ikke alle de samme: nogle er stærkere, andre er svagere. Jo mere affinitet pigmentet har for papiret, jo mindre stiger det gennem papiret i forhold til den linje, der oprindeligt blev markeret.

For eksempel: det røde pigment er det, der føles mindre affinitet for opløsningsmidlet, mens det gule næppe stiger på grund af det faktum, at papiret beholder det mere. Opløsningsmidlet siges derefter at være den mobile fase, og papiret den stationære fase.

- Fraktioneret krystallisation

Illustrerende eksempel på fraktioneret krystallisation. Kilde: Gabriel Bolívar.

Og for at afslutte er der fraktioneret krystallisation. Denne metode kunne måske klassificeres som en hybrid, da den starter fra en homogen blanding og ender med en heterogen blanding. Antag f.eks., At du har en opløsning, hvor et grønt fast stof er opløst (øverste billede).

De grønne partikler er for små til at adskilles manuelt eller mekanisk. Det viser sig også, at det grønne faste stof er en blanding af to komponenter og ikke en enkelt forbindelse med denne farve.

Derefter opvarmes en opløsning deraf og lodes hvile, mens den afkøles. Det viser sig, at de to komponenter, selv om de er nært beslægtet med hinanden, deres opløselighed i et vist opløsningsmiddel er lidt forskellige; derfor vil den ene af de to begynde at krystallisere først og derefter den anden.

Den blågrønne komponent (i midten af ​​billedet) er den første, der krystalliserer, mens den gule komponent forbliver opløst. Da der er blågrønne krystaller, filtreres de varme, inden de gule krystaller vises. Efterhånden som opløsningsmidlet afkøles lidt mere, krystalliserer den gule komponent, og en anden filtrering udføres.

Referencer

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8. udgave). CENGAGE Læring.
2. Chelsea Schuyler. (2019). Kromatografi, destillation og filtrering: Metoder til at adskille blandinger. Undersøgelse. Gendannes fra: study.com
3. CK-12 Foundation. (16. oktober 2019). Metoder til at adskille blandinger. Kemi LibreTexts. Gendannes fra: chem.libretexts.org
4. God videnskab. (2019). Adskillelse af blandinger. Gendannes fra: godscience.com.au
5. Clark Jim. (2007). Tyndtlagskromatografi. Gendannes fra: chemguide.co.uk