混合物分离技术的选择取决于混合物的类型和混合物组分的化学性质的差异(Amrita大学和CDAC孟买,SF)。
我们环境中的大多数材料是两种或多种组分的混合物。混合物是均质的或非均质的。均质混合物的成分均匀,相反,均质混合物不是均匀的。
空气是均匀的混合物,水中的油是不均匀的混合物。均质和非均质混合物可以通过各种物理方法分离为它们的组分。
在化学反应中,重要的是要从所有其他材料中分离出所需的一种或多种组分,以便可以对其进行进一步表征。
生化系统研究,环境分析,药物研究以及其他许多研究领域,都需要可靠的分离方法(Separating Mixtures,SF)。
混合有多种形式和阶段。它们中的大多数可以分离,分离方法的类型取决于混合物的类型。
分离混合物的常用方法
过滤
过滤是一种用于将纯物质分离成由颗粒组成的混合物的方法,其中一些颗粒足够大,可以用多孔材料捕获。
给定混合物的类型,颗粒大小可能会有很大变化。例如,溪流水是包含天然生物的混合物,例如细菌,病毒和原生动物。
一些滤水器可以过滤细菌,细菌的长度约为1微米。其他混合物,例如土壤,具有相对较大的粒径,可以通过类似咖啡过滤器的过滤器进行过滤。
倾析
当将彼此不混溶的两种液体的密度分开时,可以使用此方法。
分液漏斗有助于分别收集拖车油。对于固体,当两种固体均不溶时,可以通过将其倾倒在水性介质中来分离较轻的固体。吹入空气时,也可以使用很轻和很重的固体混合物进行分离。
升华
一些物质的物理性质是直接从固态变为气态而没有出现液态。
并非所有物质都具有此特性。如果混合物中的一种成分被升华,则可以使用该特性将其与混合物中的其他成分分离。
碘(I 2),萘(C 10 H 8,萘球),氯化铵(NH 4 Cl)和干冰(固体CO 2)是可以升华的某些物质(物理分离技术,SF )。
蒸发
蒸发是一种用于分离有一种或多种溶解固体的均质混合物的技术。
该方法从固体组分中排出液体组分。该过程通常涉及加热混合物直到不再有液体剩余。
在使用此方法之前,混合物应仅包含一种液体成分,除非分离液体成分并不重要。
这是因为所有液体成分都会随时间蒸发。该方法适用于从液体中分离可溶性固体。
在世界许多地方,食盐是从海水蒸发中获得的。过程中的热量来自太阳(CK-12 Foundation,SF)。
简单蒸馏
简单蒸馏是一种用于分离混合物成分的方法,该混合物包含两种可混溶的液体,这些液体沸腾而不会分解,并且其沸点具有足够的差异。
蒸馏过程包括将液体加热到沸点,并将蒸气转移到设备的较冷部分,然后冷凝蒸气并将冷凝的液体收集在容器中。
在该过程中,当液体的温度升高时,液体的蒸气压升高。当液体的蒸气压和大气压达到相同水平时,液体变为其蒸气状态。
蒸气经过设备的加热部分,直到它们与水冷冷凝器的冷却表面接触。
当蒸汽冷却时,蒸汽冷凝并通过冷凝器,并通过真空适配器收集在接收器中。
分馏
当沸点差彼此接近并且不大时,进行详细的蒸馏,这称为分馏。它在称为分馏塔的塔中进行。
分馏塔允许不同溶剂在不同温度下冷凝并将混合物的馏分返回到烧瓶中。
石油蒸馏在很宽的温度范围内在多组分分馏塔中进行。
在分离混合物中,熔点差也可以与沸点相同的方式使用。
冰山形成是凝固的淡水,其基础是冰点现象的降低(Tutorvista.com,SF)。
色谱法
色谱法是用于分离混合物的一系列分析化学技术。它涉及使样品(通常是溶剂流)在“流动相”中(通常为溶剂流)通过“固定相”,其中含有分析物的混合物。
固定相会延迟样品成分的通过。当组件以不同的速度通过系统时,它们会在时间上分开,就像马拉松中的跑步者一样。
理想情况下,每个组件都有通过系统的特征时间。这称为“保留时间”。
色谱仪吸收由液体或气体携带的化学混合物,并将其分离成组分,这是由于溶质在固定的固相或液相周围或上方流动时溶质的分布不同所致。
分离复杂混合物的各种技术基于物质对气体或液体移动介质以及它们通过的固定吸附剂的不同亲和力。如纸,明胶或硅酸镁凝胶(Separation Techniques,SF)。
离心分离
在离心分离中,液体旋转得如此之快,以至于颗粒分离。密度的差异会导致较重的颗粒沉入底部,而较轻的颗粒则堆积在顶部。
医生使用离心机分离血液样本进行分析(研究)(Kindersley,2007年)。
磁选
可以通过使用电场或磁场的这种分离技术来分离电解质和非电解质,磁性和非磁性物质。
参考文献
- 阿姆里塔大学和孟买CDAC。(SF)。使用不同技术分离混合物。取自amrita.olabs.edu amrita.olabs.edu.in
- CK-12基金会(SF)。分离混合物的方法。取自ck12.org ck12.org
- Kindersley,D.(2007年)。分离混合物。摘自factmonster factmonster.com
- 物理分离技术。(SF)。取自ccri.edu ccri.edu
- 分离混合物。(SF)。取自eschooltoday eschooltoday.com
- 分离技术。(SF)。取自kentchemistry kentchemistry.com