MENETELMÄT HETEROGEENISTEN SEOSTEN EROTTAMISEKSI - KEMIA - 2026

Erotus- heterogeenisten seosten ovat ne, jotka pyrkivät erottamaan kunkin sen osien tai vaiheiden ilman mitään kemiallista reaktiota. Ne koostuvat yleensä mekaanisista tekniikoista, joissa hyödynnetään tällaisten komponenttien fysikaalisten ominaisuuksien eroa.

Hedelmien, juuston, oliivien ja kinkkujen seoksilla on erilaisia ​​fysikaalisia ominaisuuksia; ruokailija vetoaa kuitenkin näiden aineosien makuihin ja väreihin erottaessaan niitä hammastikulla. Muut seokset vaativat välttämättä ja loogisesti selektiivisempiä perusteita ja periaatteita niiden erottamisessa.

Heterogeeninen seos, joka koostuu useammasta kuin yhdestä komponentista, voidaan erottaa useilla vaiheilla tai menetelmillä. Lähde: Gabriel Bolívar.

Oletetaan, että heterogeeninen seos on yllä. Ensi silmäyksellä voi nähdä, että vaikka se on sama vaihe (geometrinen ja kiinteä), siinä on eri värejä ja muotoja sisältäviä komponentteja. Ensimmäisen, oranssinvärisen seulan avulla tähti voi kulkea sen läpi pitäen samalla muut luvut. Samanlainen tapahtuu toisen seulan ja turkoosi kahdeksankulman kanssa.

Seulat erotellaan kuvioiden muodon ja koon perusteella. Muut tekniikat voivat kuitenkin perustua tiheyksiin, haihtuvuuksiin, molekyylimassoihin komponenttien muiden fysikaalisten ominaisuuksien lisäksi, jotta ne voidaan erottaa.

Heterogeenisten seosten erottamisen päämenetelmät

- Magneettinen erottelu

Geometrisen seoksen esimerkissä levitettiin seula, jota varten voidaan käyttää myös suodatinta (kuten keittiöissä), seula tai seula. Jos kaikki luvut ovat liian pieniä seulan pitämiseksi kiinni, on käytettävä toista erotustekniikkaa.

Jos oletetaan, että oranssilla tähdellä on ominaisuus olla feromagneettinen, se voidaan poistaa magnetilla.

Tätä magneettierotusta on opetettu kouluissa sekoittamalla hiekkaa, rikkiä tai sahanpurua rautalastuihin. Sekoitus on visuaalisesti heterogeeninen: sirujen tummanharmaa väri on ristiriidassa ympäristön kanssa. Magneetin lähestyessä rautalasut kuitenkin liikkuvat sitä kohti, kunnes ne muuttuvat hiekasta.

Tällä tavalla alkuperäisen seoksen kaksi komponenttia erotetaan. Tämä tekniikka on hyödyllinen vain, kun yksi komponenteista on ferromagneettisia lämpötilassa, jossa erottelu tapahtuu.

- Sublimaatio

Jos geometrisessä seoksessa on melko tuoksuva luku tai huomattavasti korkea höyrynpaine, niin se voidaan sublimoida soveltamalla tyhjiötä ja kuumentamalla. Tällä tavoin esimerkiksi "kiinteä ja haihtuva" turkoosi kahdeksankulma sublimoituu; eli se siirtyy kiinteästä höyryyn.

Yleisimmät ja edustavimmat esimerkit ovat heterogeeniset seokset jodin kanssa. Hitaasti lämmitettäessä osa mustan violetista kiteistä sublimoituu purppuran höyryiksi. Sekä magneettinen erottelu että sublimointi ovat vähiten tavanomaisesti käytettyjä menetelmiä. Seuraavassa kuvassa voit nähdä sublimoitumisprosessin (kuivajää):

- Dekantointi

Laskeutumista voidaan käyttää kahden tyyppisiin heterogeenisiin seoksiin. Lähde: Gabriel Bolívar.

Jos geometrisen seoksen esimerkissä jotkut luvut olisivat pysyneet kiinnittyneinä säiliöön, niin ne, jotka pystyvät liikkumaan, erotetaan. Tätä kutsutaan dekantoinniksi. Yläkuvassa esitetään kaksi vesipitoista seosta: neste-kiinteä aine (A) ja toinen neste-neste (B).

Nestemäinen-kiinteä seos

A-astian pohjassa on kiinteä aine, joka on tarttunut voimakkaasti lasin pintaan (dekantterilasi). Jos sen tarttuvuus on sellainen, neste voidaan kaataa tai dekantoida toiseen astiaan ilman mitään ongelmia. Sama voidaan tehdä tapauksissa, joissa mainittu kiinteä aine on erittäin tiheää ja dekantointi suoritetaan huolellisesti samalla tavalla.

Neste-nesteseos

B-astiassa musta neste, sekoittumaton ja vettä tiheämpi, liikkuu kuitenkin, jos seosta kallistetaan; siksi, jos yritämme dekantoida sitä kuten ennen, musta neste valuu myös veden mukana. Tämän jälkeen erotussuppiloa käytetään tämän ongelman ratkaisemiseksi.

Tällä suppilolla on päärynän muoto, pitkänomainen yläosa tai tausta, ja seos kaadetaan siihen seokseen B. Alla olevan kapean suuttimen läpi musta neste dekantoidaan manipuloimalla sulkuhanaa siten, että se tippuu hitaasti. Sitten vesi erotetaan ylemmän suun läpi niin, että se ei ole mustan nesteen jäämien saastuttamaa.

- Suodatus

Jos nestemäistä-kiinteää seosta ei voida dekantoida, kuten se tapahtuu suurimmassa osassa aikaa ja päivittäisissä laboratoriotehtävissä, käytetään suodatusta: yleisin menetelmä heterogeenisten seosten erottamiseen. Tämä on seulonnan märkä versio.

Palaamalla edellisen osan seokseen A oletetaan, että mustalla kiinteällä aineella ei ole suurta affiniteettia lasia kohtaan, joten se ei tartu siihen ja pysyy myös suspendoituneena erikokoisten hiukkasten kanssa. Huolimatta siitä kuinka kovaa yrität dekantoida, osa tästä ärsyttävästä kiinteästä aineesta menee aina vastaanottoastiaan.

Suodatus suoritetaan siis dekantoinnin sijasta. Seula vaihdetaan suodatinpaperille, jonka huokoset ovat halkaisijaltaan erilaiset. Vesi kulkee tämän paperin läpi säilyttäen samalla mustan kiinteän aineen.

Jos aiot työskennellä kiinteän aineen kanssa myöhemmin tai analysoida sitä, suodatus tehdään Buchner-suppilolla ja seuraavalla, jolla tyhjiö kohdistetaan vastaanottoastian sisään. Tällä tavalla suodatussuoritus paranee kuivattaessa (ei kalsinoitavaa) kiinteää ainetta paperilla. Seuraava kuva näyttää suodatusprosessin:

- Sentrifugointi

Sentrifugia. Lähde: Matt Janicki Flickrin kautta

On seoksia, jotka ovat homogeenisia paljaalla silmällä, mutta ovat todellisuudessa heterogeenisiä. Kiinteät hiukkaset ovat niin pieniä, että painovoima ei vedä niitä pohjaan, eikä myöskään suodatinpaperi voi pitää niitä.

Näissä tapauksissa käytetään sentrifugointia, jolla kiihtymisen ansiosta hiukkaset kokevat voiman, joka työntää ne kohti pohjaa; aivan kuin painovoima nousisi useita kertoja. Tuloksena on, että saadaan kaksifaasinen seos (samanlainen kuin B), josta supernatantti (yläosa) voidaan ottaa tai pipetoida.

Sentrifugointi jatkuu jatkuvasti, kun haluat erottaa plasman verinäytteistä tai maidon rasvapitoisuudesta.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
2. Hyvä tiede. (2019). Seosten erottaminen. Palautettu osoitteesta: goodscience.com.au
3. Online Lab. (2012). Seosten erottaminen eri tekniikoilla. Palautettu osoitteesta: amrita.olabs.edu.in
4. Wikipedia. (2019). Erotusprosessi. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
5. Parnia Mohammadi ja Roberto Dimaliwat. (2013). Erottavat seokset. Palautettu osoitteesta: teachengineering.org
6. Susana Morales Bernal. (SF). YKSIKKÖ 3: Puhtaat aineet ja seokset. Palautettu sivustolta: classhistoria.com
7. Koulutuspalvelut Australia. (2013). Vuosi 7, yksikkö 1: Sekoittaminen ja erottaminen. Palautettu: scienceweb.asta.edu.au