Mieszaniny i ich rozdzielanie

Wszystkie substancje możemy ze sobą mieszać, ale to od ich właściwości zależy czy się "połączą". Mieszaniny dzielimy na dwie grupy: jednorodne i niejednorodne. Mieszaniny jednorodne to te, których składników nie można odróżnić gołym okiem (ani przez lupę), zaś w niejednorodnych możemy wyróżnić każdy składnik. Oto przykłady mieszanin:

  1. Jednorodnych:
    1. sól kuchenna (chlorek sodu) i woda (tlenek wodoru)
    2. cukier (sacharoza) i woda (tlenek wodoru)
    3. alkohol (etanol) i gliceryna (glicerol)
  2. Niejednorodnych:
    1. piasek (tlenek krzemu) i woda (tlenek wodoru)
    2. kreda (węglan wapnia) i olej (mieszanina lipidów)
    3. siarczan(VI) miedzi(II) i opiłki żelazne

Każdą z mieszanin możemy rozdzielić. Znamy kilka sposobów rozdzielania:

Sączenie (filtracja)

Polega na przelewaniu mieszaniny niejednorodnej (cieczy i ciała stałego) przez sączek wykonany z bibuły i umiejscowiony na szklanym lejku. Proces przedstawia Ryc. 1. Ciało stałe pozostaje na sączku, a klarowna ciecz (przesącz) spływa do naczynia znajdującego się pod lejkiem. Sączek powinien szczelnie przylegać do ścianek lejka i nie wystawać poza jego krawędzie. Nóżka lejka powinna lekko dotykać ścianki dolnej zlewki.

Ryc. 1 © chemmix

Ryc. 1. Sączenie

Sedymentacja

Opadanie cząsteczek ciała stałego w cieczy na dno naczynia pod wpływem siły przyciągania ziemskiego (grawitacji). Jest to proces samoczynny.

Dekantacja

Oddzielenie ciała stałego (osadu) od cieczy poprzez zlanie klarownej cieczy z nad osadu. Często poprzedzona jest procesem sedymentacji. Zlewanie należy przeprowadzać ostrożnie i po bagietce. Skuteczniejszą odmianą tego typu procesu jest sączenie.

Destylacja

Służy do oddzielania składników mieszaniny jednorodnej. Wykorzystuje ona różne temperatury wrzenia rozdzielanych substancji. Mieszaninę umieszcza się w aparacie destylacyjnym zbudowanym jak na Ryc. 2. Proces wygląda tak, że mieszanina jest ogrzewana i wrze tak długo w danej temp. dopóty, dopóki cała ciecz o najniższej temperaturze wrzenia nie odparuje. W tym momencie temperatura roztworu się podnosi, co można obserwować na termometrze i co informuje nas o tym, że zakończyła się frakcja. Frakcją nazywamy wyizolowaną substancję o danej temp. wrzenia. Należy wtedy zmienić naczynie pod chłodnicą, itd. do wyczerpania całej mieszaniny.

Ryc. 2 © chemmix

Ryc. 2. Destylacja

Krystalizacja

Przeprowadza się ją w celu wyodrębnienia związku chemicznego z roztworu. Mieszaniny jednorodne cieczy (rozpuszczalnik) i ciała stałego (substancja rozpuszczona) mają graniczne stężenie, w którym rozpoczyna się proces krystalizacji. Wyróżniamy dwie metody zatężania roztworów:

  1. Ochładzanie - powoduje zmniejszenie rozpuszczalności
  2. Odparowywanie rozpuszczalnika

Na początku występuje nukleacja (powstawanie zarodków). Jeśli zachowa się sterylność i odpowiednie warunki nukleacja może nie zajść. Nie powstaną kryształy - uzyskamy ciecz przechłodzoną o stężeniu większym od rozpuszczalności → Materiały dodatkowe.

Rozdzielanie przy użyciu rozdzielacza

Rozdzielanie mieszanin niejednorodnych w postaci dwóch cieczy, które można z łatwością odróżnić. W celu rozdzielenia mieszaniny cieczy wlewa się je do rozdzielacza (Ryc. 3), czyli rurki z kranikiem w dolnej części i tak długo spuszcza się jedną ciecz, aż ta, która znajdowała się wyżej dojdzie do kranika i wtedy należy kranik zakręcić i otworzyć po zmianie naczynia pod rozdzielaczem.

Ryc. 3 © chemmix

Ryc. 3. Rozdzielanie rozdzielaczem

Mechaniczne rozdzielanie

To rozdzielanie mieszanin "silnie niejednorodnych". Proces polega na wyjmowaniu np. za pomocą pincety dużych kawałków jednaj substancji, np. kulek ołowianych z piasku. Zalicza się do tego typu również: przesiewanie, rozdzielanie magnesem itp.

"