Технологія поділу DECHEMAX
Виділення різних речовин із суміші речовин є одним з найважливіших процесів у переробній промисловості, оскільки більшість сировини, а також продукти хімічних реакцій - це суміші різних речовин, які перед подальшою переробкою слід відокремлювати один від одного.
Тут використовуються різні характеристики матеріалів, що розділяються. Залежно від властивостей речовин, які ви хочете розділити, застосовуються інші процеси розділення. Наприклад, ви можете розділити за розміром окремих частинок, розчинністю речовин у різних розчинниках, за температурою кипіння, а також за намагнічуваністю або кольором (наприклад, при розділенні сміття). Сьогодні ми хотіли б познайомити вас з декількома процесами розділення, які часто використовуються для цієї мети.
"Класика" - поділ за розміром частинок
Це, мабуть, один із найдавніших методів розділення сім . Напевно, ви всі це знаєте з випікання тортів або з пісочниці. Це дозволяє розділити дві тверді речовини, частинки яких різного розміру (наприклад, пісок та гравій).
Якщо ви хочете відокремити тверду речовину від рідини, ви можете вчинити дуже подібним чином. Однак у цьому випадку використовується не сито, а підходяще фільтр (як тканина або паперовий фільтр). Пори фільтра діють як сито і затримують великі тверді частинки, поки рідина може проходити крізь них. Це принцип, який ти при приготуванні кави. Кавовий порошок потрапляє у паперовий фільтр і затримується ним. Тим часом гаряча вода протікає крізь фільтр і лише забирає смак і колір порошку кави. Під час чищення питна вода також фільтрується для видалення піску та гравію.
Як ви отримуєте сіль з морської води?
Сіль насправді також є твердою речовиною, але вона так добре розчиняється у воді, що не може бути відокремлена від неї фільтром. Тому для добування солі з морської води доводиться застосовувати інший метод.
Ось з підігрівом просто тримайте солону воду до тих пір, поки вся вода не випарується і залишаться лише кристали солі. Це працює, оскільки вода досягає своєї точки кипіння набагато раніше і, таким чином, стає газоподібною, ніж сіль. Цей метод z. Б. використовується у великих солончаках на Середземному морі. Однак тут солона вода не нагрівається, а просто піддається впливу сонця, поки вода не випарується «сама по собі» і не залишить сіль позаду.Трохи складніше: розділення двох рідин
Як ви можете собі уявити, досить складно знову відокремити дві змішані рідини одна від одної. Але, звичайно, це також можливо. Це те, чим ви користуєтесь дистиляція .
Для цього вам потрібно дуже конкретне обладнання (див. Пронумеровану ілюстрацію збоку). Це складається з одного поршень (2) в якому ви можете Рідка суміш (3) заливки. Він з одного радіатор (1) нагрівається. Звичайно, рідка суміш також нагрівається повільно, і рідина, що має нижчу температуру кипіння (яка, отже, швидше стає газоподібною), першою піднімається у вигляді пари. На верхній частині поршня є кулер (4), яка в принципі складається з двох трубок, всунутих одна в одну. По зовнішній трубці постійно тече холод води (6), який гарантує, що пара, що піднімається з колби, знову охолоджується і конденсується у внутрішній трубі. Отримана рідина знаходиться в одному другий поршень (5) спійманий. В ідеалі тепер він повинен складатися лише з речовини, яка вперше випарувалася в першій колбі. Це означає, що рідка суміш знову відокремлюється одна від одної, оскільки друга рідина все ще знаходиться в першій колбі.
Розділення зазвичай не працює ідеально з першої спроби, оскільки частина рідини з більш високою температурою кипіння також завжди випаровується. Тому часто доводиться проводити кілька перегонок одна за одною.
Застосування дистиляції, наприклад, B. очищення нафти на нафтопереробному заводі або виробництво шнапсу.
Дуже універсальний: хроматографія
Одним з найбільш широко використовуваних процесів розділення є хроматографія, яка доступна у багатьох різних варіантах. Вона, серед іншого, буде. з хімії, біотехнології або хімії харчових продуктів для аналізу сумішей речовин використовується, щоб побачити, які окремі речовини містяться в ньому.
Принцип хроматографії можна порівняти з поїздкою на човні з кількома човнами по річці. Всі човни стартують з одного місця одночасно. З часом вони час від часу причалюють на березі, одні частіше, інші рідше. Через деякий час човни на річці розтягнулися далеко один від одного.
Хроматографія працює так само. Тут суміші речовин (тобто різні човни) знаходяться в одному мобільна фаза (тобто вода) на одному стаціонарна фаза (русло річки) транспортується далі. Оскільки частинки різних речовин у суміші взаємодіють з рухомою та нерухомою фазами в різному ступені (тобто вони застосовуються більш-менш часто), вони просуваються з різною швидкістю і тому поступово відокремлюються все більше і більше.
Застосовуються різні мобільні та стаціонарні фази, залежно від того, які суміші ви хочете розділити. Існують, наприклад, стаціонарні фази. Папір, силікат, целюлоза, силікагель, мембрани або навіть різні рідини. Мобільні фази включають Б. використовуються гексан, бензол, хлороформ, ацетон, азот, гелій або вода. За допомогою відповідних засобів навіть гази можна відокремити один від одного, а потім проаналізувати.
Хочете побачити, які компоненти насправді складають колір пера? Інструкції щодо цього ви можете знайти у завданні для другого туру конкурсу DECHEMAX у 2008/2009 роках.