РАЗДЕЛИТЕЛНА ФУНИЯ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ЗА КАКВО Е ПРЕДНАЗНАЧЕНА И ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

На фунията, круша или разделяне ампула е стъклария използва в течна екстракция и разделяне. Разпознава се по своеобразната обърната форма на конуса. В лаборатории се опира на железни пръстени, прикрепени към универсалната опора.

Тъй като е разделителна фуния, по дефиниция тя трябва да може да позволи отделяне поради ефекта на гравитацията и без останалата смес да се отмива. За да се постигне това, задължително (обикновено) трябва да има течна двуфазна система; тоест, образувана от две несмешими течности и с различна плътност.

Разделителна фуния с жълта двуфазна система. Източник: Markdegeus чрез Wikipedia.

Например, на изображението по-горе има разделителна фуния, поддържана от железен пръстен, чиито ръбове са покрити с гума. Вътре съдържа двуфазна смес от две жълти течности; въпреки че цветът е по-интензивен в долната фаза от този на горната фаза.

Благодарение на тази фуния е възможно да се извлекат някои разтвори или аналити от водни проби или от разтворите на интересни проби (почви, пепел, растителни маси, горива и др.). По същия начин той служи за обяснение на концепцията за разпределение на разтворителя между интерфейса, образуван между два несмешими разтворителя.

Функции за отделяне на фунията

Само изображението по-горе показва най-важните характеристики на разделителната фуния. Обърнете внимание, че обемът на течната смес е много по-малък от капацитета на фунията. Всъщност винаги се препоръчва екстракциите да не покриват обеми, по-големи от половината от общия обем на фунията.

Преминавайки над фунията по-подробно, в долната част имаме спирателния кран (синкав конец), който позволява на течността да пада през стъклената шийка. По-горе имаме устието на фунията, запечатано с пластмасова тапа; обаче запушалката може да бъде и стъклена със заземен уплътнител.

И спирателната тапа, и капачката могат да бъдат смазани, за да се осигури правилна работа. Ключът трябва да се завърти без особени затруднения и също така да се увери, че когато е затворен, не позволява на долната течност да премине. Междувременно запушалката трябва да се запечата херметически, достатъчно добре, така че когато фунията се разклати, течността не изтича отгоре.

Предимството на железния пръстен да бъде покрито с гума е, че предотвратява надраскването на стъклото на фунията при задържането му.

За какво е?

Сепарационната фуния се използва по принцип само за две цели: за извличане на разтворители от проби, без да се носят други нежелани разтвори, или директно за отделяне на несмешими течности.

Методиката и на двата процеса сама по себе си е една и съща: течна смес, получена преди това от пробата, се поставя вътре в сепарационната фуния и се добавят един или два разтворителя. Това е за да се създаде лесна за отделяне двуфазна система.

След това, разделяйки двете течности и знаейки, че нашият разтворител или аналит е по-разтворим в една от двете фази (по-ниска или по-висока), едната се събира, докато другата се изхвърля. Долната фаза има по-голяма плътност, така че се извлича чрез отваряне на спирателния кран; докато горната фаза се получава през устието на фунията чрез отстраняване на капачката.

След това с интересуващата фаза се вземат аликвоти за извършване на хроматографски или спектроскопски анализ, подкисляване, реакции на утаяване или просто се подлагат на нагряване, за да се изпари разтворителят и се възстанови останалото твърдо вещество: разтвореното вещество (нечистото).

Как да използвам

Разклащане на фунията

Въпреки че точната методология варира в зависимост от анализа, пробата, вида на аналита и използваните разтворители, начинът, по който се използва разделителната фуния, е почти винаги един и същ.

Като държите фунията внимателно вкачена в железния пръстен и се уверете, че спирателната тръба е затворена, продължете да я напълвате със сместа, към която са добавени екстрахиращите разтворители. Покрива се и се разклаща, за да гарантира, че разтвореното вещество в сместа взаимодейства с разтворителя, който искаме да декантираме по-късно.

По време на разбъркването, което обикновено се извършва вътре в аспиратора и чрез многократно наклоняване на фунията далеч от тялото, е важно да се отвори спирателния кран, за да се позволи вътрешното налягане на парата да се освободи.

Това парно налягане се дължи отчасти на факта, че екстракциите обикновено се извършват с много летливи разтворители, така че високото налягане на парите им може да спука стъклото на фунията и да нарани тези, които се справят с него.

Фазова екстракция

Фунията се оставя да почива, докато се появят две добре дефинирани фази. Ако се интересуваме от долната фаза, отваряме спирателния кран и го събираме в контейнер. Добавяме повече разтворител към фунията и повтаряме разбъркването, след което отново извличаме. По този начин гарантираме, че се извлича най-голямото количество разтворено вещество.

Междувременно, ако се интересуваме от горната фаза, изхвърляме долната фаза, като отваряме спирателния кран, а горната фаза се декантира през устието на фунията. Долната фаза се връща във фунията и към нея отново се добавя повече разтворител, за да се повторят няколко екстракции.

Накратко: разбърква се, освобождаваме налягането на парата, оставяме да почине и декантираме. Във фазата на интерес ще имаме разтвореното вещество, което е извлечено от пробата. Препоръчва се да се извършат няколко екстракции с малък обем разтворител.

Следващият видеоклип показва експеримент с помощта на разделителна фуния:

Примери за употреба

Някои общи примери за използването на разделителната фуния ще бъдат споменати по-долу:

-Екстракция на органични съединения, разтворени във вода чрез добавяне на органични и неполярни разтворители, което е от голямо значение за оценка на качеството на водата или откриване на източник на замърсяване

-Екстракция на аналити от фино смлени растителни материали, така че някои са по-разтворими в горната фаза, а други в долната фаза.

-Разделете две несмешими течности в достатъчни количества, така че да се дефинират две фази, и също да се добави вид за дестабилизиране на образуваните емулсии

-Водни екстракти на йод с дихлорометан, това е една от най-честите практики в учебните лаборатории

-Екстракция на есенции или масла, за да се отстрани едновременно тяхното съдържание на соли и други разтворими съединения във водната фаза (което обикновено е долната фаза поради по-високата си плътност)

Препратки

1. Сепаративна фуния: Подготовка за използване на разделителната фуния. Възстановено от: dept.harpercollege.edu
2. Elsevier BV (2020). Сепаративна фуния. ScienceDirect. Възстановено от: sciencedirect.com
3. К. Гейбъл. (2020). Използване на разделителна фуния. Държавен университет в Орегон. Възстановени от: sites.science.oregonstate.edu
4. Wikipedia. (2020). Сепаративна фуния. Възстановено от: en.wikipedia.org
5. Регистър Юрайма. (2018). Разделителна фуния. Възстановени от: iquimicas.com