МЕТОДИ ЗА РАЗДЕЛЯНЕ НА ХЕТЕРОГЕННИ СМЕСИ - ХИМИЯ - 2025

В методите за разделяне на хетерогенни смеси са тези, които се стремят да се разделят всеки от неговите компоненти или етапи без нуждата от химична реакция. Те обикновено се състоят от механични техники, които се възползват от разликата във физическите свойства на такива компоненти.

Смес от плодове, сирене, маслини и парченца шунка проявява различни физически свойства; въпреки това, закусвачът разчита на ароматите и цветовете на тези съставки, когато ги разделяте с помощта на клечка за зъби. Други смеси задължително и логично изискват по-селективни критерии и принципи при разделянето им.

Хетерогенна смес, състояща се от повече от един компонент, може да бъде разделена чрез няколко етапа или методи. Източник: Габриел Боливар.

Да приемем хетерогенната смес по-горе. На пръв поглед се вижда, че макар да е една и съща фаза (геометрична и плътна), тя има компоненти от различни цветове и форми. Първото сито, оранжево на цвят, позволява на звездата да премине през нея, като запазва останалите фигури. Подобно се случва с второто сито и тюркоазения осмоъгълник.

Ситата се разделят въз основа на формите и размерите на фигурите. Други техники обаче могат да се основават на плътностите, летливостта, молекулните маси, в допълнение към други физични свойства на компонентите, за да могат да ги разделят.

Основни методи за разделяне на хетерогенни смеси

- Магнитно разделяне

В примера с геометричната смес е приложено сито, за което може да се използва и цедка (например в кухни), сито или сито. Ако всички фигури са твърде малки, за да бъдат задържани от ситото, трябва да се използва друга техника за разделяне.

Ако приемем, че оранжевата звезда има свойството да бъде феромагнитна, тогава тя може да бъде премахната с помощта на магнит.

Това магнитно разделяне се изучава в училищата чрез смесване на пясък, сяра или дървени стърготини с желязо. Миксът е визуално разнороден: тъмно сивкавият цвят на чиповете контрастира с заобикалящата ги среда. С приближаването на магнит обаче желязната стърготина ще се движи към нея, докато не мигрира извън пясъка.

По този начин двата компонента на първоначалната смес се разделят. Тази техника е полезна само когато един от компонентите е феромагнетичен при температурата, при която се извършва разделянето.

- Сублимация

Ако в геометричната смес има доста ароматна фигура или със значително високо налягане на парата, тогава тя може да бъде сублимирана чрез прилагане на вакуум и нагряване. По този начин, например, "твърдият и летлив" тюркоазен осмоъгълник ще сублимира; тоест ще премине от твърдо в изпарено.

Най-често срещаните и представителни примери са хетерогенни смеси с йод. Когато се нагрява бавно, някои от черно-лилавите кристали ще се сублимира в лилави пари. Както магнитното разделяне, така и сублимацията са най-малко условно използваните методи. На следното изображение можете да видите процес на сублимация (сух лед):

- Декантиране

Утайката може да се използва за два вида хетерогенни смеси. Източник: Габриел Боливар.

Ако в примера с геометричната смес някои от фигурите бяха останали фиксирани върху контейнера, тогава тези, които успяват да се движат, ще бъдат разделени. Това е това, което е известно като декантиране. В горното изображение са показани две водни смеси: течност-твърдо вещество (А) и друга течност-течност (В).

Течно-твърда смес

В контейнера на A имаме твърдо вещество на дъното, силно прилепнало към повърхността на чашата (в случай на чаша). Ако адхезията му е такава, течността може да се излива или декантира в друг контейнер без никакъв проблем. Същото може да се направи и в случаите, когато споменатото твърдо вещество е много гъсто и внимателно декантирането се извършва по същия начин.

Течно-течна смес

В контейнера с B обаче черната течност, несмесваема и по-гъста от водата, се движи, ако сместа е наклонена; следователно, ако се опитаме да го декантираме както преди, черната течност също ще се оттича заедно с водата. След това се използва разделителна фуния за решаване на този проблем.

Тази фуния има формата на круша, удължен връх или задкулисие и в нея се излива сместа В. Чрез тясната дюза отдолу черната течност се декантира чрез манипулиране на спирачка, така че да капе бавно. След това през горната уста се отделя водата, така че да не се замърси с остатъците от черната течност.

- Филтрация

Ако течно-твърдата смес не може да бъде декантирана, както се случва в по-голямата част от времето и при ежедневните лабораторни задачи, тогава се използва филтрация: най-често срещаният метод за разделяне на хетерогенни смеси. Това е мократа версия на пресяването.

Връщайки се към смес А от предишния раздел, да предположим, че черното твърдо вещество не проявява голям афинитет към стъклото, така че не се придържа към него, а също така остава суспендирано с частици с различна големина. Колкото и да се опитвате да декантирате, част от това досадно твърдо вещество винаги ще влезе в приемащия съд.

Така филтрирането се извършва вместо декантиране. Ситото се заменя за филтърна хартия с пори с различен диаметър. Водата ще премине през тази хартия, като в същото време задържа черното твърдо вещество.

Ако възнамерявате да работите с твърдото вещество по-късно или да го анализирате, тогава филтрирането ще се извърши с фуния Buchner и китазат, с който ще бъде приложен вакуум вътре в приемащия контейнер. По този начин ефективността на филтрацията се подобрява при изсушаване (без калциниране) на твърдото вещество върху хартията. Следното изображение показва процес на филтрация:

- Центрофугиране

Центрофуга. Източник: Мат Яницки чрез Flickr

Има смеси, които са хомогенни с просто око, но всъщност са хетерогенни. Твърдите частици са толкова малки, че гравитацията не ги дърпа към дъното и филтърната хартия също не може да ги задържи.

В тези случаи се използва центрофугиране, с което благодарение на ускорението частиците изпитват сила, която ги изтласква към дъното; така, сякаш гравитацията се увеличава няколко пъти. Резултатът е, че се получава двуфазна смес (подобна на В), от която супернатантата (горната част) може да бъде взета или пипетирана.

Центрофугирането работи постоянно, когато искате да отделите плазмата от кръвните проби или съдържанието на мазнини в млякото.

Препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
2. Добра наука. (2019). Разделяне на смеси. Възстановено от: goodscience.com.au
3. Онлайн лаборатория. (2012). Разделяне на смеси с помощта на различни техники. Възстановени от: amrita.olabs.edu.in
4. Wikipedia. (2019). Процес на разделяне. Възстановено от: en.wikipedia.org
5. Парния Мохамади и Роберто Дималиват. (2013). Разделяне на смеси. Възстановено от: teachengineering.org
6. Сузана Моралес Бернал. (SF). ЧАСТ 3: Чисти вещества и смеси. Възстановени от: classhistoria.com
7. Образователни услуги Австралия. (2013). Година 7, блок 1: Смесване и отделяне. Възстановено от: scienceweb.asta.edu.au