Die 9 häufigsten Mischtrenntechniken
Die Wahl der Mischtrennungstechniken basiert auf der Art der Mischung und dem Unterschied in den chemischen Eigenschaften der Komponenten einer Mischung (Amrita University & CDAC Mumbai, SF).
Die meisten Materialien in unserer Umwelt sind Gemische aus zwei oder mehr Komponenten. Die Gemische sind homogen oder heterogen. Die homogenen Gemische sind in der Zusammensetzung einheitlich, die heterogenen Gemische hingegen nicht.
Luft ist ein homogenes Gemisch und Öl in Wasser ist ein heterogenes Gemisch. Homogene und heterogene Gemische können durch verschiedene physikalische Methoden in ihre Bestandteile getrennt werden.
Bei einer chemischen Reaktion ist es wichtig, die interessierende (n) Komponente (n) von allen anderen Materialien zu isolieren, damit sie weiter charakterisiert werden können.
Untersuchungen biochemischer Systeme, Umweltanalytik, Pharmaforschung, dieser und vieler anderer Forschungsbereiche erfordern zuverlässige Trennmethoden (Separating Mixtures, SF).
Mischungen gibt es in vielen Formen und Phasen. Die meisten von ihnen können getrennt werden, und die Art der Trennung hängt von der Art der Mischung ab.
Gängige Methoden zur Trennung von Gemischen
Filtration
Bei der Filtration werden Reinsubstanzen in Partikelmischungen getrennt, von denen einige groß genug sind, um mit einem porösen Material aufgefangen zu werden.
Die Partikelgröße kann je nach Art der Mischung erheblich variieren. Beispielsweise ist Bachwasser eine Mischung, die natürliche biologische Organismen wie Bakterien, Viren und Protozoen enthält.
Einige Wasserfilter können Bakterien filtern, deren Länge in der Größenordnung von 1 Mikrometer liegt. Andere Gemische wie Erde haben relativ große Partikelgrößen, die durch so etwas wie einen Kaffeefilter gefiltert werden können.
Dekantierung
Wenn die Dichten zweier miteinander nicht mischbarer Flüssigkeiten getrennt werden müssen, kann diese Methode angewendet werden.
Der Scheidetrichter hilft, die Abschleppflüssigkeiten getrennt zu sammeln. Im Falle von Feststoffen können die leichteren Feststoffe abgetrennt werden, indem sie in einem wässrigen Medium dekantiert werden, wenn beide Feststoffe nicht löslich sind. Beim Einblasen von Luft kann auch die Trennung mit sehr leichten und schweren Feststoffgemischen erfolgen.
Sublimation
Es ist die physikalische Eigenschaft einiger Substanzen, direkt vom festen Zustand in den gasförmigen Zustand überzugehen, ohne dass der flüssige Zustand auftritt.
Nicht alle Substanzen haben diese Eigenschaft. Wenn eine Komponente eines Gemisches sublimiert wird, kann diese Eigenschaft verwendet werden, um es von den anderen Komponenten des Gemisches zu trennen.
Jod (I 2 ), Naphthalin (C 10 H 8, Naphthalinkugeln), Ammoniumchlorid (NH 4 Cl) und Trockeneis (festes CO 2 ) sind sublimierte Substanzen (PHYSICAL SEPARATION TECHNIQUES, SF ).
Verdunstung
Die Verdampfung ist eine Technik, mit der homogene Gemische getrennt werden, wenn ein oder mehrere Feststoffe gelöst sind.
Dieses Verfahren treibt die flüssigen Bestandteile der festen Bestandteile aus. Das Verfahren beinhaltet typischerweise das Erhitzen der Mischung, bis keine Flüssigkeit mehr übrig ist.
Vor Verwendung dieser Methode sollte die Mischung nur eine flüssige Komponente enthalten, es sei denn, es ist nicht wichtig, die flüssigen Komponenten zu isolieren.
Dies liegt daran, dass alle flüssigen Komponenten mit der Zeit verdampfen. Diese Methode eignet sich zur Trennung eines löslichen Feststoffs von einer Flüssigkeit.
Tafelsalz wird in vielen Teilen der Welt durch Verdampfung von Meerwasser gewonnen. Die Wärme des Prozesses kommt von der Sonne (CK-12 Foundation, SF).
Einfache Destillation
Die einfache Destillation ist ein Verfahren zur Trennung von Bestandteilen eines Gemisches, das zwei mischbare Flüssigkeiten enthält, die ohne Zersetzung sieden und einen ausreichenden Unterschied in ihren Siedepunkten aufweisen.
Das Destillationsverfahren beinhaltet das Erhitzen einer Flüssigkeit auf ihre Siedepunkte und das Überführen der Dämpfe in den kalten Teil der Apparatur, dann das Kondensieren der Dämpfe und das Sammeln der kondensierten Flüssigkeit in einem Behälter.
Wenn in diesem Prozess die Temperatur einer Flüssigkeit ansteigt, steigt der Dampfdruck der Flüssigkeit an. Wenn der Dampfdruck der Flüssigkeit und der atmosphärische Druck dasselbe Niveau erreichen, geht die Flüssigkeit in ihren Dampfzustand über.
Die Dämpfe strömen über den erhitzten Teil der Apparatur, bis sie mit der kalten Oberfläche des wassergekühlten Kondensators in Kontakt kommen.
Wenn der Dampf abkühlt, kondensiert er und durchläuft den Kondensator und wird durch den Vakuumadapter in einem Sammelbehälter gesammelt.
Fraktionierte Destillation
Wenn der Unterschied in den Siedepunkten nahe beieinander und nicht groß ist, wird eine detaillierte Destillation durchgeführt, die als fraktionierte Destillation bezeichnet wird. Dies geschieht in einer Spalte, die als Fraktionierungssäule bezeichnet wird.
Die Fraktionierungssäule ermöglicht die Kondensation verschiedener Lösungsmittel bei verschiedenen Temperaturen und die Rückführung der Fraktion des Gemisches in den Kolben.
Die Destillation von Erdöl erfolgt in der Fraktionierkolonne in mehreren Komponenten über einen weiten Temperaturbereich.
Die Schmelzpunktunterschiede können ebenso wie der Siedepunkt bei der Trennung von Gemischen verwendet werden.
Es bilden sich Eisberge, die aus erstarrtem Süßwasser bestehen und auf der Erniedrigung des Gefrierpunktphänomens beruhen (Tutorvista.com, SF).
Chromatographie
Die Chromatographie ist eine Familie von analytischen Chemietechniken zur Trennung von Gemischen. Dabei wird die Probe, eine Mischung, die den Analyten enthält, in die "mobile Phase", häufig in einem Lösungsmittelstrom, durch die "stationäre Phase" geleitet.
Die stationäre Phase verzögert den Durchgang der Bestandteile der Probe. Wenn die Komponenten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch das System laufen, trennen sie sich zeitlich wie Läufer eines Marathons.
Im Idealfall weist jede Komponente eine charakteristische Durchlaufzeit durch das System auf. Dies wird als "Verweilzeit" bezeichnet.
Ein Chromatograph nimmt ein chemisches Gemisch auf, das von der Flüssigkeit oder dem Gas mitgeführt wird, und trennt es aufgrund der unterschiedlichen Verteilung der gelösten Stoffe beim Umströmen oder Überströmen einer stationären flüssigen oder festen Phase in seine Bestandteile.
Verschiedene Techniken zur Trennung komplexer Gemische basieren auf den unterschiedlichen Affinitäten von Substanzen für ein gasförmiges oder flüssiges sich bewegendes Medium und für ein stationäres adsorbierendes Medium, das sie durchlaufen. Wie Papier, Gelatine oder Magnesiumsilikatgel (Separation Techniques, SF).
Zentrifugation
Bei der Zentrifugation wird eine Flüssigkeit so schnell verwirbelt, dass sich die Partikel abscheiden. Dichteunterschiede führen dazu, dass schwerere Partikel nach unten sinken und sich oben leichtere Partikel ansammeln.
Ärzte trennen Blutproben zur Analyse (Studie) mit einer Zentrifuge (Kindersley, 2007).
Magnetische Trennung
Elektrolyte und Nichtelektrolyte, magnetische und nichtmagnetische Substanzen können durch dieses Trennverfahren unter Verwendung eines elektrischen Feldes oder eines Magnetfeldes getrennt werden.
