Розділювальні суміші

Розділювальні суміші

Багато речовин, які ми вживаємо щодня, насправді колись були частиною суміші. Хтось десь відокремив цю речовину від суміші, щоб ми могли її використовувати. Виявляється, багато сполук та елементів не зустрічаються в природі в чистому вигляді, а знаходяться як частини сумішей. Відокремлення речовин від сумішей є важливою частиною хімії та сучасної промисловості.

У цьому розділі використовуються деякі важливі хімічні терміни, зокрема суміші , підвіски , і рішення . Ви можете натиснути на посилання, щоб дізнатись більше про кожне з них.

Чому ми хочемо розділяти суміші?

Повернувшись до Стародавньої історії, працьовиті люди відокремлювали суміші, щоб отримувати певні речовини, які їм потрібні. Одним із прикладів цього є видобуток металу з руди з метою виготовлення інструментів та зброї. Нижче ми обговоримо деякі інші приклади поділу.

Процеси розділення

Спосіб поділу різних речовин у суміші називається процесом. Існує ряд різних процесів, що використовуються для розділення. Багато з них дуже складні і містять небезпечні хімічні речовини або високі температури. Багато важливих галузей у світі сьогодні засновані на процесах поділу.

Фільтрація

Одним із поширених методів розділення є фільтрація. Фільтри використовуються скрізь. Ми використовуємо їх у своїх будинках для фільтрації пилу та кліщів із повітря, яким ми дихаємо. Ми використовуємо їх для фільтрації домішок з нашої води. У нас в організмі навіть є фільтри, такі як нирки, які діють як фільтри для виведення з крові поганих речовин.

Процес фільтрації зазвичай використовується для розділення суспензійної суміші, де дрібні тверді частинки суспендовані в рідині або на повітрі. У разі фільтрування води вода просочується через папір, який складається з дуже тонкої сітки волокон. Вода, яка пройшла через фільтр, називається фільтратом. Частинки, що видаляються з води фільтром, називаються залишками.

Діаграма фільтрації, що показує залишок та фільтрат
Дистиляція

Інший поширений процес розділення називається дистиляцією. У дистиляції використовується кип’ятіння для розділення сумішей рідких розчинів. Враховується, що різні речовини в суміші матимуть різну температуру кипіння.

Наприклад, якщо ви нагріваєте солону воду, вода в розчині закипить до солі. Потім вода випаровується, залишаючи сіль позаду. Якщо пара з води збирається, вона в міру охолодження перетворюється назад у рідину. Ця охолоджена вода буде чистою водою без будь-якої солі.

Центрифуга

У деяких випадках існують суспензійні суміші, де тверді частинки занадто дрібні, щоб їх можна було розділити фільтром. У цих випадках іноді використовують центрифугу. Центрифуги - це механічні пристрої, які обертаються на дуже високих швидкостях. Ці високі швидкості дозволяють твердим частинкам у суспензіях дуже швидко осідати. Наприклад, замість того, щоб чекати, поки пісок повільно осяде на дні води, центрифуга може змусити пісок осісти за лічені секунди.

Деякі приклади використання центрифуг включають поділ крові на плазму та еритроцити, відділення вершків від молока та відокремлення ізотопів урану для атомних електростанцій.

Більш важкі частинки переміщуються назовні
циліндра, коли центрифуга обертається
дозволяючи суміші відокремлюватися.

Інші процеси

Існує багато інших процесів поділу, таких як сублімація, адсорбція, кристалізація та хроматографія. Іноді для досягнення кінцевого результату потрібно багато етапів процесів. Одним із прикладів цього є переробка сирої нафти. Нафта використовує багато рівнів фракційної дистиляції для отримання ряду різних продуктів, включаючи бензин, реактивне паливо, газ пропан та мазут.

Цікаві факти про розділення сумішей
  • Для розділення рідких розчинів, де речовини мають подібні точки кипіння, використовується більш складний варіант дистиляції, який називається фракційною дистиляцією.
  • Живопис використовує процес поділу випаровування. Мокра фарба являє собою суміш кольорового пігменту та розчинника. Коли розчинник висихає і випаровується, залишається лише кольоровий пігмент.
  • Процес розділення віяння застосовувався в древніх культурах для відокремлення зерна від полови. Вони кидали суміш у повітря, і вітер здував легшу полову, залишаючи важче зерно.
  • Високошвидкісні центрифуги можуть обертатися до 30000 разів на хвилину.
  • Багато процесів розділення постійно відбуваються в природі.