- Методы разделения смесей и очистки веществ
- Методы разделения смесей и очистки веществ
- 1. Разделение жидкостей
- 2. Разделение жидкостей и твердых веществ
- 3. Разделение смесей твердых веществ
- Способы разделения смесей
- Отстаивание
- Центрифугирование
- Фильтрование
- Действие магнитом
- Выпаривание. Кристаллизация
- Дистилляция (перегонка)
- 20 примеров жидкой декантации
- Выдающиеся примеры декантации
- 1 — Отделение сточных вод
- 2 — Извлечение осадков из вина
- 3 — Разделение глицерина и биодизеля
- 4 — Разделение воды и масла
- 5 — Производство уксуса
- 6 — Процесс очистки воды
- 7 — Приготовление позола
- 8 — добыча нефти
- 9 — Приготовление соков
- 10 — Приготовление соусов
- 11 — Молочный крем
- 12 — извержение вулкана
- 13 — переработка нефти
- 14 — Продукт, встряхиваемый перед использованием
- 15 — Загрязнение воды ртутью
- Другие примеры
Методы разделения смесей и очистки веществ
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
Способы разделения смесей
Для получения чистых веществ используют различные способы разделения смесей.
Способы разделения смесей | |
---|---|
неоднородных (гетерогенных) | однородных (гомогенных) |
— Отстаивание — Фильтрование — Действие магнитом — Центрифугирование | — Выпаривание. Кристаллизация. — Дистилляция (перегонка) |
Процессы разделения смесей основаны на различных физических свойствах компонентов, образующих смесь.
Отстаивание
Отстаивание — это разделение неоднородной жидкой смеси на компоненты, путём её расслоения с течением времени под действием силы тяжести.
Отстаиванием можно разделить смесь нерастворимых в воде веществ, имеющих разную плотность.
Пример. Смесь из железных и древесных опилок можно разделить, если высыпать её в сосуд с водой (1), взболтать и дать отстояться. Железные опилки опустятся на дно сосуда, а древесные будут плавать на поверхности воды (2), и их вместе с водой можно будет слить в другой сосуд (3):
На этом же принципе основано разделение смесей малорастворимых друг в друге жидкостей.
Пример. Смеси бензина с водой, нефти с водой, растительного масла с водой быстро расслаиваются, поэтому их можно разделить с помощью делительной воронки:
Отстаиванием также можно разделить вещества, которые осаждаются в воде с различной скоростью.
Пример. Смесь из глины и песка можно разделить, если высыпать её в сосуд с водой (1), взболтать и дать отстояться. Песок оседает на дно значительно быстрее глины (2):
Этот способ используется для отделения песка от глины в керамическом производстве (производство глиняной посуды, красных кирпичей и др.).
Центрифугирование
Центрифугирование — это разделение неоднородных жидких смесей путём вращения.
Пример. Если компоненты неоднородной жидкой смеси очень малы, такие смеси разделяют центрифугированием. Такие смеси помещают в пробирки и вращают с большой скоростью в специальных аппаратах — центрифугах.
Перед центрифугированием частицы смеси распределены по объёму пробирки равномерно. После центрифугирования более лёгкие частицы всплывают наверх, а тяжёлые оседают на дно пробирки.
С помощью центрифугирования, к примеру, отделяют сливки от молока.
Фильтрование
Фильтрование — это разделение жидкой неоднородной смеси на компоненты, путём пропускания смеси через пористую поверхность. В роли пористой поверхности может выступать бумажная воронка, марля, сложенная в несколько слоёв, или любой другой пористый материал, способный задержать один или несколько компонентов смеси.
Фильтрованием можно разделить неоднородную смесь, состоящую из растворимых и нерастворимых в воде веществ.
Пример. Чтобы разделить смесь, состоящую из поваренной соли и песка, её можно высыпать в сосуд с водой, взболтать и затем эту смесь пропустить через фильтровальную бумагу. Песок остаётся на фильтровальной бумаге, а прозрачный раствор поваренной соли проходит через фильтр:
При необходимости, растворённую поваренную соль из воды можно выделить выпариванием.
Действие магнитом
С помощью магнита из неоднородной смеси выделяют вещества, способные к намагничиванию.
Пример. C помощью магнита можно разделить смесь, состоящую из порошков железа и серы:
Выпаривание. Кристаллизация
Выпаривание — это способ разделения жидких смесей путём испарения одного из компонентов. Скорость испарения можно регулировать с помощью температуры, давления и площади поверхности испарения.
Пример. Чтобы растворённую в воде поваренную соль выделить из раствора, последний выпаривают:
Вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаётся поваренная соль. Иногда применяют упаривание, т. е. частичное испарение воды. В результате образуется более концентрированный раствор, при охлаждении которого растворённое вещество выделяется в виде кристаллов. Этот процесс получил название кристаллизации.
Дистилляция (перегонка)
Дистилляция (перегонка) — это способ разделения жидких однородных смесей путём испарения жидкости с последующим охлаждением и конденсацией её паров. Данный способ основан на различии в температурах кипения компонентов смеси.
Пример. При нагревании жидкой однородной смеси сначала закипает вещество с наиболее низкой температурой кипения. Образующиеся пары конденсируются при охлаждении в другом сосуде. Когда этого вещества уже не останется в смеси, температура начнёт повышаться, и со временем закипает другой жидкий компонент:
Таким способом получают, к примеру, дистиллированную воду.
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.
— Смесь песка и воды.
— Винегрет для салата.
— Ликерная смесь для изготовления коктейлей.
Источник