Μέθοδοι διαχωρισμού μιγμάτων

Γενικά, τα μείγματα μπορούν να διαχωριστούν στα επιμέρους συστατικά τους με φυσικές μεθόδους. Ακολουθεί η περιγραφή μερικών από αυτές:

Φυσικές μέθοδοιΕπεξεργασία

ΕκχύλισηΕπεξεργασία

Εκχύλιση είναι η κατανομή μιας ουσίας Α από μία φάση (1) στην οποία είναι διαλυμένη σε μία άλλη υγρή φάση (2). Η αρχή της εκχύλισης στηρίζεται στο ότι μία ουσία , η οποία είναι διαλυτή σε δύο διαλύτες που δεν αναμιγνύονται μεταξύ τους, θα κατανεμηθεί μεταξύ των δύο διαλυτών με σταθερή αναλογία. Για να γινει επιτυχημενα η απομονωση της ουσιας μετα την εκχυλιση, θα πρεπει οι φασεις (1) και (2) να μην αναμιγνυοντα, αν ειναι και οι δυο υγρες (βλ. νερο και λαδι). Η αναλογια των συγκεντρωσεων στις δυο φασεις καθοριζεται απο τον συντελεστη κατανομης ΚA, που εκφράζει τον λόγο της συγκέντρωσης εκχυλιζόμενης ουσίας στον ένα διαλύτη με την συγκέντρωση της ουσίας στον άλλο διαλύτη, συμφωνα με τον νομο του Nerst

KA= C1/C2

C1 = συγκέντρωση της ουσίας στο διαλύτη 1(mol . L-1 )

C2 = συγκέντρωση της ουσίας στο διαλύτη 2(mol . L-1 )

KA = συντελεστής κατανομής της ουσίας Α

ΔιήθησηΕπεξεργασία

Διήθηση ονομάζεται ο διαχωρισμός ενός υγρού από ένα στερεό με τη βοήθεια διηθητικού χαρτιού (ή φίλτρου) όπου συγκρατείται το στερεό. Εφαρμόζεται σε ετερογενή μίγματα. Συχνά υποβοηθείται και με τη δημιουργία κενού αέρος κάτω από το φίλτρο.

ΕξάτμισηΕπεξεργασία

Η εξάτμιση χρησιμοποιείται σε υγρά μείγματα ομογενή ή ετερογενή, οπότε εξατμίζεται ο διαλύτης (με βρασμό ή χωρίς) και παραμένει η στερεή ουσία.

ΑπόχυσηΕπεξεργασία

Απόχυση ονομάζεται ο διαχωρισμός υγρού από στερεό σε ετερογενές μίγμα χωρίς φίλτρο. Γίνεται καλύτερα όταν το στερεό είναι σε μεγάλα κομμάτια (π.χ. φύλλα τσαγιού).

ΑπόσταξηΕπεξεργασία

Διαχωρισμός υγρού μίγματος (ομογενούς ή ετερογενούς) δύο ή περισσότερων συστατικών με διαφορετικά σημεία ζέσεως (συνήθως με διαφορά μεγαλύτερη των 15 βαθμών Κελσίου). Θερμαίνεται το μείγμα σε ειδική συσκευή και συλλέγονται ξεχωριστά οι ατμοί του κάθε συστατικού. Πρώτα αποχωρίζεται το συστατικό με το χαμηλότερο σημείο ζέσεως. Απόσταξη μπορούμε να κάνουμε και σε μείγμα υγρού-στερεού, οπότε μετά την πλήρη εξάτμιση του υγρού στην αρχική φιάλη μένει η στερεή ουσία. Η διαφορά από την εξάτμιση είναι πως εδώ δεν χάνουμε το υγρό αλλά το συλλέγουμε.

ΧρωματογραφίαΕπεξεργασία

Η χρωματογραφία δεν χρησιμοποιείται τόσο πολύ για διαχωρισμό όσο για την εξακρίβωση της σύστασης ενός μίγματος (δηλαδή να καταλάβουμε από ποια συστατικά το απαρτίζουν). Βασίζεται στη διαφορετική ταχύτητα με την οποία τα συστατικά παρασύρονται από το νερό πάνω στο διηθητικό χαρτί. Έτσι κάθε ουσία έχει τη δική της κουκκίδα σε διαφορετικό ύψος στο χαρτί.

ΦυγοκέντρησηΕπεξεργασία

Φυγοκέντρηση είναι ο τρόπος διαχωρισμού των γαλακτωμάτων. Αυτά είναι μίγματα μικροσκοπικών στερεών που αιωρούνται μέσα σε υγρά (π.χ. γάλα). Περιστρέφουμε το μίγμα με μεγάλη ταχύτητα οπότε τα συστατικά να διαχωρίζονται σε «στρώματα» (τα πιο πυκνά στο κάτω κάτω μέρος και τα πιο αραιά πάνω πάνω).

Χημικές μέθοδοιΕπεξεργασία

Οι χημικές μέθοδοι διαχωρισμού μιγμάτων είναι οι μέθοδοι διαχωρισμού που περιλαμβάνουν και χημικές αντιδράσεις. Μια τέτοια μέθοδος είναι η διύλιση. Χημικός διαχωρισμός ονομάζεται οποιαδήποτε διεργασία μεταβολής των συστατικών στοιχείων μιας χημικής ένωσης, ενός μίγματος ή ενός διαλύματος. Σκοπός του χημικού διαχωρισμού είναι κυρίως η εξαγωγή κάποιου προτιμώμενου στοιχείου, ή ενωσης.

Οι χημικοί διαχωρισμοί στη πραγματικότητα αποτελούν μεθόδους που εφαρμόζει η Χημεία προς τον επιδιωκόμενο σκοπό. Οι μέθοδοι αυτοί διακρίνονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες: σε εκείνες που βασίζονται σε φαινόμενα ισορροπίας και σε εκείνες που βασίζονται σε φαινόμενα κίνησης.
1. Στη πρώτη κατηγορία κατατάσσονται η απόσταξη, η χρωματογραφία ρευστών, η εξάχνωση, η υγρή χρωματογραφία, η ιοντοεναλλαγή, η εκχύλιση και μέρη αυτών.
2. Στη δεύτερη κατηγορία εντάσσονται η διήθηση, η υπερδιήθηση, η διαπίδυση, η ηλεκτροδιαπίδυση, η ηλεκτρόλυση, η φυγοκέντριση, η αποικοδόμηση, καθώς και άλλες απλούστερες τεχνικές.

ΠηγέςΕπεξεργασία