METODER FÖR ATT SEPARERA HOMOGENA BLANDNINGAR - KEMI - 2026

De metoder för separation av homogena blandningar är alla sådana som, utan användning av kemiska reaktioner, möjliggör erhållande komponenterna eller lösta ämnen som integrerar samma fas; det vill säga av en vätska, fast eller gas.

Sådana homogena blandningar består av lösningar, i vilka de lösta partiklarna är för små för att särskiljas med blotta ögat. De är så små att det inte finns några filter som är smala eller selektiva för att behålla dem medan lösningen passerar genom dem. Varken hjälp för deras separeringstekniker som centrifugering eller magnetisering.

Illustrativt exempel på hur homogena blandningar kan separeras i steg. Källa: Gabriel Bolívar.

Ovan är ett exempel på hur lösningar separerar i sina komponenter. Den initiala blandningen (brun) separeras i två komponenter, lika homogena (orange och lila). Slutligen erhålls från de två resulterande blandningarna lösningsmedlet (vitt) och de fyra respektive paren av lösta ämnen (rödgul och rödblå).

Bland metoderna eller teknikerna för att separera lösningar har vi indunstning, destillation, kromatografi och fraktionerad kristallisation. Beroende på komplexiteten hos blandningen kan mer än en av dessa metoder behöva användas tills homogeniteten bryts.

De viktigaste metoderna för separering av blandningar

- Avdunstning

Indunstning är den enklaste metoden för att separera homogena blandningar av en enda löst ämne.

De enklaste homogena blandningarna är lösningar där en enda löst ämne har upplösts. Till exempel i bilden ovan finns en färgad lösning på grund av absorption och reflektion av synligt ljus med partiklarna i dess lösta ämne.

Om det har skakats väl under beredningen kommer det inte att finnas några ljusare eller mörkare regioner än andra; de är alla lika, enhetliga. Dessa färgglada partiklar kan inte separeras från lösningsmedlet genom någon mekanisk metod, så du behöver energi i form av värme (röd triangel) för att uppnå detta.

Således värms den färgade lösningen under öppen himmel för att påskynda och låta lösningsmedlet avdunsta ur behållaren. När detta händer minskar volymen som separerar de lösta partiklarna och därför ökar deras interaktioner och slutar långsamt att sedimentera.

Slutresultatet är att det färgade lösta ämnet förblir i botten av behållaren och lösningsmedlet har helt avdunstat.

Nackdelen med avdunstning är att dess syfte är att eliminera lösningsmedlet genom att värma det till dess kokpunkt snarare än att separera lösta ämnen. Det återstående fasta materialet kan bestå av mer än ett löst ämne och därför krävs andra separationsmetoder för att definiera det i dess isolerade komponenter.

- Destillation

Destillering

Destillation är kanske den mest använda metoden för att separera homogena lösningar eller blandningar. Dess användning sträcker sig till salter eller smälta metaller, kondenserade gaser, lösningsmedelsblandningar eller organiska extrakt. Löst ämne är för det mesta en vätska, vars kokpunkt skiljer sig flera grader från lösningsmedlets.

När skillnaden mellan sådana kokpunkter är hög (större än 70 ºC) används enkel destillation; och om inte, görs en fraktionerad destillation. Båda destillationerna har flera uppsättningar eller konstruktioner, såväl som en annan metod för blandningar av olika kemiska egenskaper (flyktiga, reaktiva, polära, apolära, etc.).

Vid destillation bevaras både lösningsmedlet och lösta ämnen, och detta är en av deras huvudskillnader med avseende på avdunstning.

Emellertid kombinerar rotationsindunstning dessa två aspekter: en vätskeformig eller vätskeformig blandning, såsom den av en upplöst och blandbar olja, upphettas tills lösningsmedlet elimineras, men detta samlas i en annan behållare medan det fasta eller oljan kvarstår. i den ursprungliga behållaren.

Luftdestillation

Den kondenserade luften utsätts för kryogen fraktionerad destillation för att avlägsna syre, kväve, argon, neon, etc. Air, en homogen gasformig blandning, förvandlas till en vätska där kväve, som är majoritetskomponenten, teoretiskt fungerar som ett lösningsmedel; och de andra gaserna, också kondenserade, som flytande lösta ämnen.

- Kromatografi

Kromatografi kan, till skillnad från andra tekniker, inte ens ge avlägsna liknande utbyten; det vill säga, det är inte användbart för bearbetning av en hel blandning, utan endast en obetydlig bråkdel av den. Informationen som den tillhandahåller är emellertid analytiskt extremt värdefull, eftersom den identifierar och klassificerar blandningar baserat på deras sammansättning.

Papper eller tunnskiktskromatografi. Källa: Gabriel Bolívar.

Det finns olika typer av kromatografi, men den enklaste, den som förklaras på högskolor eller förskolor, är pappers, vars princip är densamma som den som utvecklats på ett tunt lager av ett absorberande material (vanligtvis kiselgel).

Bilden ovan visar att en bägare, fylld med vatten eller ett visst lösningsmedel, placeras på ett papper som har markerats med en referenslinje med droppar eller prickar av tre utvalda pigment (orange, lila och grön). Bägaren hålls stängd så att trycket är konstant och mättas med lösningsmedelsångan.

Sedan börjar vätskan höja upp papperet och bär pigmenten. Interaktioner med pigmentpapper är inte alla samma: vissa är starkare, andra är svagare. Ju mer affinitet pigmentet har för papperet, desto mindre kommer det att gå upp genom papperet relativt linjen som ursprungligen markerades.

Till exempel: det röda pigmentet är det som känner mindre affinitet för lösningsmedlet, medan det gula knappast stiger på grund av att papperet behåller det mer. Lösningsmedlet sägs sedan vara den mobila fasen och papperet den stationära fasen.

- Fraktionerad kristallisation

Illustrativt exempel på fraktionerad kristallisation. Källa: Gabriel Bolívar.

Och för att avsluta är det fraktionerad kristallisation. Denna metod kan kanske klassificeras som en hybrid, eftersom den startar från en homogen blandning för att hamna med en heterogen. Anta till exempel att du har en lösning där ett grönt fast ämne har lösts (toppbild).

De gröna partiklarna är för små för att separera manuellt eller mekaniskt. Det har också visat sig att det gröna fasta ämnet är en blandning av två komponenter och inte en enda förening med denna färg.

Därefter upphettas en lösning därav och lämnas att vila medan den svalnar. Det visar sig att de två komponenterna, även om de är nära besläktade med varandra, är deras lösligheter i ett visst lösningsmedel något annorlunda; därför kommer en av de två att börja kristallisera först och sedan den andra.

Den blågröna komponenten (i mitten av bilden) är den första som kristalliserar, medan den gula komponenten förblir upplöst. Eftersom det finns blågröna kristaller, filtreras de varma innan de gula kristallerna visas. Sedan lösningsmedlet svalnar lite mer kristalliseras den gula komponenten och en annan filtrering görs.

referenser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
2. Chelsea Schuyler. (2019). Kromatografi, destillation och filtrering: metoder för att separera blandningar. Studie. Återställd från: study.com
3. CK-12 Foundation. (16 oktober 2019). Metoder för att separera blandningar. Kemi LibreTexts. Återställd från: chem.libretexts.org
4. Bra vetenskap. (2019). Separation av blandningar. Återställd från: godscience.com.au
5. Clark Jim. (2007). Tunnskiktskromatografi. Återställd från: chemguide.co.uk