Rodzaje mieszanin i sposoby ich rozdzielania

Rodzaje mieszanin i sposoby ich rozdzielania

Jakub Modzelewski 2eG

Część 01

Mieszaniny

Czym są mieszaniny?

Mieszanina to układ dwóch lub więcej pierwiastków chemicznych lub związków chemicznych zmieszanych z sobą w dowolnym stosunku i wykazujących swoje indywidualne właściwości.

Fazy mieszanin

Rodzaje mieszanin

Roztwory podzielić można:

ze względu na widoczność odrębnych faz:

• Mieszanina jednorodna
• Mieszanina niejednorodna

Ze względu na stan skupienia i rodzaj rozpuszczalnika:

• Roztwory stałe
• Roztwory ciekłe
• Roztwory gazowe

Ze względu na wielkość cząsteczek substancji rozpuszczonej:

• roztwory właściwe
• koloidy
• zawiesiny

Podział ze względu na widoczność odrębnych faz

Mieszanina Jednorodna

Mieszanina Niejednorodna

Są to mieszaniny w których gołym okiem można rozróżnić składniki mieszany.Np.: groch z fasolą, opiłki mmetalu z siarką, kamienie z piaskiem, fasola i soja.

Są to mieszaniny w których nie da sie gołym okiem wyszczególnić poszczególnych faz.Np.: stopy metali, benzyna, roztwór kwasu solnego, powietrze.

Podział ze względu na stan skupienia i rodzaj rozpuszczalnika

Roztwory stałe

Roztwory gazowe

Roztwory ciekłe

Roztwór w którym rozpuszczalnik jest w stanie ciekły. Np. roztwory wodne.

Roztwór w którym rozpuszczalnik jest w stanie stałym.Np. stopy metali.

Roztwór w którym rozpuszczalnik jest w stanie gazowym. Np. powietrze.

Podział ze względu na wielkość cząsteczek substancji rozpuszczonej

Roztwory właściwe

Zawiesiny

Koloidy

Roztwory w których średnica cząsteczek jest mniejsza niż 10^-9. Np. roztwory niektórych soli.

Roztwory w których średnica cząsteczek jest większa niż 10^-7. Np. piasek w wodzie

Roztwory których średnica cząsteczek wynosi od 10^-9 do 10^-7.Np.Mleko

Część 02

Roztwory

Czym są roztwory?

Jest to mieszanina jednorodna złożona z co najmniej dwóch substancji. Wyróżnia się roztwory nasycone, nienasycone i przesycone.

Roztwór nasycony

Jest to roztwór, których w określonych warunkach temperatury i ciśnienia osiągną maksymalna ilość rozpuszczonej substancji. Oznacza to że nie można rozpuścić już więcej substancji w rozpuszczalniku ale nie wytraća się żaden osad.

Roztwór nienasycony

Jest to roztwór, których w określonych warunkach temperatury i ciśnienia nie osiągną maksymalna ilość rozpuszczonej substancji. Oznacza to że można rozpuścić jeszcze więcej substancji w rozpuszczalniku i nie wytrąca się osad.

Roztwór przesycony

Jest to roztwór, których w określonych warunkach temperatury i ciśnienia osiągną większe stężenie niż maksymalne stężenie substancji rozpuszczonej w tych warunkach. Są to roztwory niestabilne i nietrwałe. Roztwór taki uzyskać można poprzez uzyskanie roztworu nasyconego w wyższej temperaturze, pozbawienie go stałej substancji rozpuszczonej i ostroznie oziębianie go. Wprowadzajac zaburzenie do takiego roztworu spodujemy jesgo krystalizowanie. Np. miód.

Część 03

Rozdzielanie mieszanin

Sposoby rozdzielania mieszanin

1. Sączenie i filtracja
2. Odparowanie
3. Ekstrakcja
4. Sedymentacja
5. Dekantacja
6. Destylacja i rektyfikacja
7. Krystalizacja
8. Chromatografia
9. Elektroforeza
10. Flotacja
11. Adsorbcja
12. Rozdział grawitacyjny

Sączenie i filtracja

Filtracja to metoda polegajaca ma mechanicznym zatrzymaniu jednego ze składników mieszaniny na odpowiednim filtrze. W wyniku tego sposobu uzyskuje sie filtrat, czyli przesączoną ciecz lub gaz. Najczęściej stosuje się ja w oddzielaniu cieczy od ciał stałych ale też w oddzielaniu ciał stałych od gazu.. Sączenie jest rodzajem filtracji. Wykonuje się ja przy użyciu lejka i papierowego sączka lub lejka Buchnera.

Sączenie

Filtracja

Odparowywanie

Metoda polegająca na odparowaniu rozpuszczalnika. Substancja rozpuszczona pozostaje nieodparowana w naczyniu. By przyspieszyć proces czesto podgrzewa się roztwór nad palnikiem.Wykorzytywana w rozdzielaniu niektórych miesznin jednorodnych najczęściej roztworów wodnych. Np. odzielanie NaCl od wody.

Ekstrakcja

Metoda polegająca na wyodrębniego jednego lub kilku składników mieszaniny na drodze dyfuzji do cieczy lepiej rozpuszczającej związki chemiczne, które chcesz wydrębnić. Wykonuje się to w celu oddzielaniu cieczy od mieszanin. Ekstrakcje wykonuje się naprzykład przy produkcji oleji roślinnych.

Sedymentacja

Metoda wykorzystująca różnicę mas i wielkości cząsteczek substanji w roztworze. Cięższe składniki opadaja na dno naczynia, lżejsze pozostają na górze. Następnie należy zlać substancje z góry. Metoda ta sprawdza się w rozdzielaniu niektórych mieszanin niejednorodnych np. wody i piasku.

Destylacja i rektyfikacja

Destylacja polaga na rozdzielaniu ciekłej mieszaniny wieloskładnikowej na drodze odparowania jej składników a następnie skropleniu poszczególnych składników. Proces ten wykorzystuje różną lotność poszczególnych składników mieszanin. Rektryfikacja jest rodzajem destylacji. Nazywana jest destylacją kaskadową, gdyż każdy następny etap zasilany jest produktem poprzedniego etapu. Wykorzystywana jest w rafineriach i przemyśle petrochemiczny.

Destylacja

Rektyfikacja

Krystalizacja

Metoda wykorzystująca proces powstawania fazy krystalicznej z fazy ciekłej, stałej lub gazowej. Mieszaniny jednorodne mają graniczne stężenie substancji rozpuszczonej po którego przekroczeniu rozpoczyna się krystalizacja.

Chromatografia

Metoda pozwalająca na rozdzielanie mieszanin oraz badanie ich składu. Składniki mieszanin rozdziela się przepuszczając ją przez fazę rozdzielczą posiadajacą zdolności sorbcyjne. Poszczególne składniki przechodzą przez fazę rozdzielczą w różnym tempie co umożliwia ich rozdzielenie.

Elektrofeza

Metoda wykorystująca zjawisko elektrokinetyczne polegające na ruchu cząstek fazy rozproszonej w nieruchomej fazie rozpraszającej, pod wpływem pola elektrycznego. Ruch w kierunku anody nazywany jest anaforezą, a w kierunku katody – kataforezą. Umozliwia ona rozdzielenie związków chemicznych na jednorodne frakcje wymuszając ich ruch w polu elektrycznym.

Floatacja

Proces służący do rozdzielania mieszanin złożonych z rozdrobnionych ciał stałych. Metoda ta wykorzystuje różnice zwilżalności składników. Wykorzystywana jest najczęściej w przemyśle np. podczas rozdzielania kopaliny. .

Adsorbcja

Polega na wykorzystaniu zdolności podłoża, nazywanego absorbenten, do pochłaniania składników mieszaniny, adsorbatem. Najczęściej absorbentami są ciała stałe o bardzo dobrze rozwiniętej powierzchni np. węgiel lekarski.

Rozdzielanie grawitacyjne

Metoda korzystająca z fizycznych różnic miedzy składnikami mieszaniny. Dwa składniki o różnej gęstości nie mieszające się ze sobą, tworzą dwie warstwy dolną o większej gęstości i górnej o mniejszej gęstości. Można to wykorzystać rozdzielając np. wodę i olej.

Dekantacja

Metoda służąca do rozdzielania mieszanin w których skład wchodzi ciecz i ciało stałe. Polega na zlaniu cieczy znad osadu, który opadł na dno naczynia.

Eureka!

Dziękuję za uwagę