Научные методы исследования химических веществ и превращений. Методы разделения смесей и очистки веществ.
Методы разделения смесей и очистки веществ
1. Разделение жидкостей
Перегонка – разделение жидкостей, различающихся по температуре кипения.
Перегонку проводят в приборе, состоящем из колбы Вюрца (или круглодонной колбы с газоотводной трубкой), прямого холодильника, колбы-приемника, аллонжа, термометра и нагревательного прибора. Смесь жидкостей нагревают в перегонной колбе до температуры кипения каждого компонента, пары отводят в холодильник и собирают сконденсировавшуюся жидкость в приемник, отдельно каждый компонент смеси.
Дистилляция – очистка воды от твердых примесей.
Загрязненную жидкость нагревают в перегонной колбе до температуры кипения, пары отводят в холодильник и собирают сконденсировавшуюся жидкость в приемник.
2. Разделение жидкостей и твердых веществ
Фильтрование – метод разделения жидкостей и твердых веществ.
Фильтрованием отделяют нерастворимые твердые вещества от жидкости.
Выпаривание – метод разделения жидкостей и твердых веществ.
Выпариванием отделяют воду от растворенных в ней веществ.
Декантация – с ливание жидкости с отстоявшегося осадка. К ней целесообразно прибегать в тех случаях, когда в сравнительно большом количестве жидкости находится немного твердого вещества, которое легко оседает на дно.
3. Разделение смесей твердых веществ
Отстаивание
Магнитная сепарация
Например, смесь хлорида натрия и карбоната кальция можно разделить растворением в воде и последующим отстаиванием
Например, смесь серы и железных опилок можно разделить с помощью магнита:
Сублимация (возгонка) — очистка твердых веществ, способных при нагревании переходить непосредственно из твердой фазы в газообразную, минуя жидкую фазу. Образующийся газ конденсируется охлаждаемой частью прибора. Сублимацию обычно проводят при температуре, близкой к температуре плавления вещества. Возгонкой можно очистить йод, серу, хлорид аммония.
Перекристаллизация. При повышенной температуре готовят насыщенный раствор очищаемого вещества, затем для удаления нерастворимых примесей раствор фильтруют через воронку для горячего фильтрования и охлаждают до низкой температуры. При понижении температуры растворимость вещества понижается, и основная часть очищаемого вещества выпадает в осадок, растворимые примеси остаются в растворе.
Хроматография. Метод разделения и анализа смесей веществ, который основан на распределении веществ между двумя фазами – неподвижной (твердая фаза или жидкость, связанная на носителе) и подвижной (газовая или жидкая фаза, элюент).
Источник
—>Решение задач по химии —>
23.03.2019, 13:59
Внимание! Если скачанный файл открывается с ошибкой, то попробуйте открыть его на другом устройстве или в облаке. Если ничего не помогло, то напишите нам.
Разделение смесей основано на различных физических свойствах веществ, составляющих смеси: а) разная плотность нерастворимых в воде веществ, составляющих смесь (например, смесь древесных и железных опилок); б) разная плотность малорастворимых друг в друге жидкостей, составляющих смесь (например, растительное масло и вода); в) разная растворимость в воде веществ, составляющих смесь (например, смесь поваренной соли и песка); г) разные магнитные свойства компонентов смеси (например, смесь порошков железа и серы) и др.
В повседневной жизни разделение смесей с помощью просеивания используется, например, в кулинарии (просеивание муки, крупы), в строительстве (просеивание песка).
Частицы золота имеют больший размер и плотность, чем частицы горной породы. При отделении золота пустая порода «вымывается», а золото остается в осадке.
Отстаивание и декантация — это способы разделения смеси жидкости и твердого вещества.
При отстаивании частицы твердого вещества оседают на дно: чем меньше размер твердых частиц в жидкости, тем дольше будет отстаиваться смесь. В результате отстаивания получают два слоя: верхний слой — жидкость, нижний слой — твердое вещество. При декантации жидкость отделяется от твердого вещества путем ее сливания.
Пример: смесь воды и песка.
Фильтрование — это процесс разделения смеси, основанный на различной растворимости в воде веществ, составляющих смесь (например, смесь поваренной соли и песка). Для разделения смеси фильтрованием ее растворяют в воде и пропускают фильтр. Частицы твердого вещества не проходят через фильтр и оседают на нем, а вода с растворенными вещества просачивается через него. Фильтрат — это раствор, прошедший через фильтр.
Для изготовления фильтров, в зависимости от их назначения, могут использоваться специальная пористая бумага, ткань, вата, угольный порошок, песок.
Способы фильтрования воздуха в быту: использование ватно-марлевых повязок.
Способы фильтрования воздуха на производстве: использование респираторов.
Цетрифугирование — это процесс разделения неоднородной смеси, содержащей частицы очень малых размеров, которые невозможно отделить отстаиванием или фильтрованием. Смесь помещают в специальный сосуд, который с огромной скоростью вращают в специальном аппарате — центрифуге. В результате более тяжелые частицы оседают на дно сосуда, а легкие оказываются сверху.
Центрифугирование основано на действии центробежной силы, которая во много раз превышает силу земного притяжения.
Этот процесс применяется, например, при сепарировании молока.
На поверхности воды осталось сухое молоко, так как порошок сухого молока плохо смачивается водой и удерживается на ее поверхности.
При отстаивании частицы твердого вещества оседают на дно. Если частицы твердого вещества достаточно крупные, то они быстро оседают на дно, а жидкость становится прозрачной. Чем меньше размер твердых частиц в жидкости, тем дольше будет отстаиваться смесь.
Смесь порошка для чистки посуды и воды долго отстаивается, так как размеры твердых частиц в ней очень малы.
Наблюдается поглощение пузырьков газа активированным углем и обесцвечивание раствора. Это объясняется тем, что активированный уголь способен поглощать своей поверхностью газообразные и растворенные вещества. Эту способность называют адсорбцией, а активированный уголь адсорбентом.
Источник
20 примеров жидкой декантации
декантирование определяется как физический процесс разделения жидкостей или твердых веществ с использованием разницы плотностей между веществами, составляющими гетерогенную смесь.
Это означает, что вещество, которое имеет более низкую плотность внутри смеси, будет находиться в верхней части вещества, которое имеет более высокую плотность.
Процесс декантации обычно используется в различных отраслях промышленности и лабораториях. Обычно это путают с процессом седиментации, где твердые остатки внутри раствора оседают с помощью силы тяжести и времени (Z., 2016).
Важно учитывать, что для правильной декантации вы должны дать смеси, которую хотите декантировать, отдохнуть..
Это сделано с целью, чтобы вещества, составляющие смесь, можно было разделить визуально в соответствии с их плотностью..
Таким образом, можно будет разделить их с помощью разделительной воронки (Tutorvista, 2017).
С другой стороны, следует также отметить, что декантация может иметь место только тогда, когда гетерогенные смеси состоят из твердых веществ с жидкостями или жидкостей с жидкостями (Anne Marie Helmenstine, 2017).
Выдающиеся примеры декантации
1 — Отделение сточных вод
В процессе фильтрации и очистки воды выполняется процесс декантации, когда грязная вода отделяется от чистой воды..
Это возможно благодаря тому, что грязная вода более плотная, чем чистая вода, из-за количества веществ, которые в них содержатся..
Таким образом, первым этапом фильтрации сточных вод обычно является декантация (Примеры, 2017).
2 — Извлечение осадков из вина
Когда будет подано вино с длительным сроком созревания, сомелье и эксперты рекомендуют декантировать ликер перед подачей на стол..
Это делается для того, чтобы извлечь любой остаток или осадок, который может присутствовать внутри бутылки. Процесс декантации в вине также насыщает его кислородом.
3 — Разделение глицерина и биодизеля
Глицерин является побочным продуктом получения топлива, полученного из животных или растительных масел и жиров, таких как биодизель.
Чтобы биодизель использовался в чистом виде, его необходимо декантировать из полученного из него глицерина. Этот процесс прост, так как биодизель (более низкой плотности) всегда будет опираться на глицерин.
4 — Разделение воды и масла
Одним из наиболее распространенных примеров декантации является разделение воды и масла. Обычно мы используем этот метод для отделения липидов, которые подвешены на поверхности воды. Этот процесс обычно выполняется с использованием разделительной воронки (Byju’s, 2016).
5 — Производство уксуса
В процессе производства и рафинирования уксусов из растительного сырья обычно используется процесс декантации для удаления более тяжелых жиров, полученных из сырья..
6 — Процесс очистки воды
В пищевой промышленности вода подвергается строгому поэтапному процессу декантации. Во время этого процесса твердые остатки, присутствующие в жидкости, удаляются.
Так удаляются мелкие фрагменты глины и материалов, которые подвешены на поверхности воды..
Таким образом, производители продуктов питания гарантируют, что их продукты не будут затронуты отходами..
7 — Приготовление позола
Pozol — это мексиканский напиток, полученный из кукурузной закваски и какао. В процессе разработки фермент отделяется от присутствующих в нем твердых остатков..
Это делается для того, чтобы получить бесплатный напиток из других веществ.
8 — добыча нефти
В процессе добычи нефти из морских источников обычно используется процесс декантации.
Это происходит, когда углеводород смешивается с морской водой и должен быть декантирован. Масло плотнее воды, поэтому, как только оно отделено от него, оно сохраняется. Пока избыток воды возвращается в океан.
9 — Приготовление соков
При приготовлении соков, полученных из фруктов, богатых клетчаткой, часто видно, что твердый материал опускается на дно контейнера, а жидкость остается суспендированной на верху..
Обычно процесс декантации используется для отделения сока фрукта от его клетчатки.
10 — Приготовление соусов
В процессе приготовления пищи декантирование широко используется для приготовления соусов.
Таким образом, можно извлечь нежелательные жидкости и жиры из смеси, которая готовится.
11 — Молочный крем
Благодаря естественному процессу, крем отделяется от других компонентов молока. Крем — желтоватое вещество с высоким содержанием жира.
Отделение такой жидкости настолько заметно, что ее можно удалить вручную из оставшейся части молока..
12 — извержение вулкана
Пепел извержения вулкана очень легкий, поэтому после извержения вулкана склонен некоторое время оставаться в воздухе.
Благодаря эффекту гравитации и с течением времени, пепел осядет и снова оставляет воздух чистым.
13 — переработка нефти
Существуют различные виды углеводородов, которые получают в процессе переработки нефти. Некоторые из этих производных могут находиться в жидком или газообразном состоянии, что позволяет их легко декантировать друг от друга.
Как правило, более легкие побочные продукты извлекаются, а более плотные соединения — те, которые продолжают продвигаться в процессе переработки нефти..
14 — Продукт, встряхиваемый перед использованием
Многие продукты на вашей этикетке указывают «встряхните перед использованием». Это означает, что смесь внутри является гетерогенной и что ее компоненты заметно отделяются перед перемешиванием.
По этой причине, когда вы хотите использовать продукт, необходимо встряхнуть его, чтобы компоненты можно было снова смешать.
15 — Загрязнение воды ртутью
Одной из самых больших проблем, связанных с незаконной добычей полезных ископаемых, является сброс ртути в гидрографические источники, такие как реки и озера..
В этих случаях важна декантация, поскольку она помогает отделить указанный элемент от воды..
Другие примеры
Другие примеры декантации включают следующее:
— Смесь воды и земли.
— Смесь оливкового масла и бальзамического уксуса.
