Chúng tôi giải thích các phương pháp để tách hỗn hợp là gì và định nghĩa từng phương pháp này bằng một số ví dụ đơn giản.
Các phương pháp tách hỗn hợp là gì?
Nó được gọi là phương pháp tách hỗn hợp hoặccác phương pháp tách phatheo các quy trình vật lý khác nhau cho phép tách hai hoặc nhiều thành phần của hỗn hợp. Các thành phần của hỗn hợp chúng vẫn giữ được bản sắc và đặc tính hóa học sau khi tách.
Để các cơ chế này hoạt động, chúng phải là hỗn hợp trong đó các thành phần giữ nguyên bản sắc của chúng và không có phản ứng hoá học làm thay đổi vĩnh viễn các đặc tính của chúng hoặc làm phát sinh các chất mới.
Để các phương pháp phân tách được áp dụng, các thuộc tính nhưĐiểm sôi, các Tỉ trọng hoặc kích thước cần được bảo toàn trong các thành phần của hỗn hợp.
Thay vào đó, các phương pháp này hoạt động cả trong Hỗn hợp đồng nhất như trong các hỗn hợp không đồng nhất, vì chúng không liên quan đến bất kỳ sự thay đổi nào về danh tính của các thành phần, do đó có thể được khôi phục ít nhiều như trước khi trộn. Tùy thuộc vàophương pháp được áp dụng, các thành phần ban đầu có độ tinh khiết lớn hơn hoặc thấp hơn sẽ đạt được.
Xem thêm:Các trạng thái tổng hợp vật chất
Chắt
Gạn là một phương pháp được sử dụng để tách các chất lỏng không hòa tan vào nhau (như nước và dầu) hoặccứng không hòa tan trong mộtchất lỏng (như nước và cát).
Nó bao gồm việc sử dụng một ống hoặc một phễu chiết, nơi hỗn hợp được phép lắng xuống cho đến khi thành phần đậm đặc nhất lắng xuống và đi xuống đáy. Van được mở và nó được xả ra, đóng lại kịp thời để thành phần ít đậm đặc hơn ở bên trong. Phương pháp này thường được sử dụng như một bước đầu tiên để thu được các chất tinh khiết hơn.
Theo dõi:Chắt
Lọc
Lọc là một phương pháp hữu ích để tách chất rắn không hòa tan khỏi chất lỏng. Nó bao gồm việc sử dụng một bộ lọc (giấy lọc, đá lọc, v.v.) cho phép chất lỏng đi qua môi trường xốp và giữ lại các phần tử rắn.
Đây là cách bộ lọc hoạt độngNước uống nhà của chúng tôi, hoặc giấy lọc nơi chúng tôi đổ cà phê đặc trước khi thêm nước nóng. Nước (chứa các hạt cà phê tốt nhất) đi qua giấy, và các hạt cà phê thô hơn được giữ lại trong đó.
Theo dõi:Lọc
Tách từ
Tách từ bao gồm sự phân chia các pha theo thế từ của chúng. Một số chất phản ứng với từ trường và những người khác thì không, và theo sự khác biệt này, nam châm hoặc nam châm điện đối với hỗn hợp, cho phép một thành phần bị hút và thành phần kia nguyên vẹn (ví dụ, các mảnh sắt trong đất, thủy ngân trong nước, các mảnh của kim khí trong nước).
Theo dõi:Tách từ
Sàng
Rây hoạt động theo cách tương tự như lọc, nhưng giữa các chất rắn có kích thước khác nhau (chẳng hạn như sỏi và cát, muối và bỏng ngô, hoặc gạo và đá cuội).
Lưới hoặc rây được sử dụng, các lỗ này cho phép các mảnh nhỏ đi qua và giữ lại những mảnh lớn hơn. Tùy thuộc vào vật liệu, nó có thể được sử dụng như một bước đầu tiên để lấychất tinh khiết hoặc như một bước cuối cùng.
Theo dõi:Sàng
Chưng cất
Chưng cất cho phép các chất lỏng hòa tan được tách ra khỏi nhau, nhưng có điểm sôi khác nhau (chẳng hạn như nước và rượu). Chênh lệch giữa các điểm sôi của các thành phần được phân tách bằng phương pháp này phải xấp xỉ 80 ºC.
Quy trình bao gồm đổ hỗn hợp vào một thùng chứa và làm nóng nó bằng cách điều khiển nhiệt độ để chỉ thành phần có nhiệt độ sôi thấp hơn bay hơi và được đưa qua một ống dẫn (gọi là cột chưng cất) vào một thùng chứa khác, lần này được làm lạnh. Ở đó nó sẽ ngưng tụ và trở lại pha ban đầu.
Do đó, chất lỏng thu được được gọi là sản phẩm chưng cất (nước cất, rượu cất).
Theo dõi:Chưng cất
Kết tinh
Kết tinh là một phương pháp lý tưởng để tách chất rắn hòa tan khỏi chất lỏng (muối từ nước, đường từ nước). Nó bao gồm làm bay hơi chất lỏng cho đến khi thu được các tinh thể của chất rắn hòa tan ở đáy bình chứa. Ví dụ, đây là cách bạn lấy muối biển. Tùy thuộc vào tốc độ của bay hơi, các tinh thể sẽ lớn hơn hoặc nhỏ hơn.
Theo dõi:Kết tinh
Nổi
Tuyển nổi ngược lại với gạn lọc và bao gồm cho phép pha rắn có tỷ trọng thấp hơn trôi nổi trong chất lỏng và sau đó loại bỏ nó bằng tay hoặc qua rây. Ví dụ hoàn hảo về điều này là quy trình làm sạch bể bơi.
Sắc ký
Phương pháp sắc ký là phương pháp dùng để tách các hỗn hợp phức tạp không đáp ứng với bất kỳ phương pháp tách nào khác. Nó sử dụng mao quản như một nguyên tắc: một quá trình cho phép tiến trình của một chất thông qua một môi trường cụ thể. Do đó, hai pha của hỗn hợp được xác định là pha động (pha tiến lên) và pha tĩnh (pha tiến lên).
Hoạt động của sự phân tách này phụ thuộc vào ái lực của các thành phần của hỗn hợp đối với cả hai pha, và theo ái lực này, sự phân tách sẽ nhanh hơn hoặc chậm hơn. Ví dụ, khi đổ cà phê lên một miếng vải, cà phê sẽ di chuyển về phía trước và chiếm một lượng lớn bề mặt.
Hiện nay có các phương pháp sắc ký khác nhau:
- Sắc ký giấy. Pha tĩnh được tạo thành từ dải giấy lọc và pha động được tạo thành từ dung môi chứa mẫu cần tách. Nhỏ một vài giọt dung môi chứa mẫu vào một đầu của tờ giấy và đợi cho chất lỏng chảy ra trước. Sau đó để khô, và nếu các thành phần khác nhau của mẫu có màu sắc khác nhau thì có thể quan sát được vị trí khác nhau của chúng trên giấy.
- Sắc ký lớp mỏng. Pha tĩnh bao gồm một vật liệu hấp thụ được dính vào một tấm có thể làm bằng thủy tinh, nhôm hoặc vật liệu khác. Pha động là một chất lỏng sẽ hoạt động như một chất rửa giải. Quy trình bao gồm đặt mẫu lên đĩa và sau đó nhúng một phần của mẫu vào dung dịch rửa giải. Các thành phần sẽ được phân tách bởi sự khác biệt về ái lực giữa dung dịch rửa giải và thành phần dính vào tấm.
- Sắc ký cột. Pha tĩnh bao gồm một vật liệu hấp thụ rắn được đóng gói trong một cột thủy tinh (mặc dù hiện nay có những cột làm bằng vật liệu khác, ví dụ thép không gỉ). Pha động được tạo thành từ chất rửa giải và sự phân tách các thành phần của mẫu phụ thuộc vào ái lực mà các thành phần của nó có đối với cả hai pha. Nói chung, chất rửa giải đi qua cột bằng Trọng lực, mặc dù các phương pháp hiện đại đã được phát triển trong đó nó được điều khiển bởi các máy bơm áp dụng Sức ép.