Mieszaniny i ich rozdzielanie

Wszystkie substancje możemy ze sobą mieszać, ale to od ich właściwości zależy czy się "połączą". Mieszaniny dzielimy na dwie grupy: jednorodne i niejednorodne. Mieszaniny jednorodne to te, których składników nie można odróżnić gołym okiem (ani przez lupę), zaś w niejednorodnych możemy wyróżnić każdy składnik. Oto przykłady mieszanin:

Jednorodnych:
1. sól kuchenna (chlorek sodu) i woda (tlenek wodoru)
2. cukier (sacharoza) i woda (tlenek wodoru)
3. alkohol (etanol) i gliceryna (glicerol)
Niejednorodnych:
1. piasek (tlenek krzemu) i woda (tlenek wodoru)
2. kreda (węglan wapnia) i olej (mieszanina lipidów)
3. siarczan(VI) miedzi(II) i opiłki żelazne

Każdą z mieszanin możemy rozdzielić. Znamy kilka sposobów rozdzielania:

Sączenie (filtracja)

Polega na przelewaniu mieszaniny niejednorodnej (cieczy i ciała stałego) przez sączek wykonany z bibuły i umiejscowiony na szklanym lejku. Proces przedstawia Ryc. 1. Ciało stałe pozostaje na sączku, a klarowna ciecz (przesącz) spływa do naczynia znajdującego się pod lejkiem. Sączek powinien szczelnie przylegać do ścianek lejka i nie wystawać poza jego krawędzie. Nóżka lejka powinna lekko dotykać ścianki dolnej zlewki.

Ryc. 1. Sączenie

Sedymentacja

Opadanie cząsteczek ciała stałego w cieczy na dno naczynia pod wpływem siły przyciągania ziemskiego (grawitacji). Jest to proces samoczynny.

Dekantacja

Oddzielenie ciała stałego (osadu) od cieczy poprzez zlanie klarownej cieczy z nad osadu. Często poprzedzona jest procesem sedymentacji. Zlewanie należy przeprowadzać ostrożnie i po bagietce. Skuteczniejszą odmianą tego typu procesu jest sączenie.

Destylacja

Służy do oddzielania składników mieszaniny jednorodnej. Wykorzystuje ona różne temperatury wrzenia rozdzielanych substancji. Mieszaninę umieszcza się w aparacie destylacyjnym zbudowanym jak na Ryc. 2. Proces wygląda tak, że mieszanina jest ogrzewana i wrze tak długo w danej temp. dopóty, dopóki cała ciecz o najniższej temperaturze wrzenia nie odparuje. W tym momencie temperatura roztworu się podnosi, co można obserwować na termometrze i co informuje nas o tym, że zakończyła się frakcja. Frakcją nazywamy wyizolowaną substancję o danej temp. wrzenia. Należy wtedy zmienić naczynie pod chłodnicą, itd. do wyczerpania całej mieszaniny.

Ryc. 2. Destylacja

Krystalizacja

Przeprowadza się ją w celu wyodrębnienia związku chemicznego z roztworu. Mieszaniny jednorodne cieczy (rozpuszczalnik) i ciała stałego (substancja rozpuszczona) mają graniczne stężenie, w którym rozpoczyna się proces krystalizacji. Wyróżniamy dwie metody zatężania roztworów:

Ochładzanie - powoduje zmniejszenie rozpuszczalności
Odparowywanie rozpuszczalnika

Na początku występuje nukleacja (powstawanie zarodków). Jeśli zachowa się sterylność i odpowiednie warunki nukleacja może nie zajść. Nie powstaną kryształy - uzyskamy ciecz przechłodzoną o stężeniu większym od rozpuszczalności → Materiały dodatkowe.

Rozdzielanie przy użyciu rozdzielacza

Rozdzielanie mieszanin niejednorodnych w postaci dwóch cieczy, które można z łatwością odróżnić. W celu rozdzielenia mieszaniny cieczy wlewa się je do rozdzielacza (Ryc. 3), czyli rurki z kranikiem w dolnej części i tak długo spuszcza się jedną ciecz, aż ta, która znajdowała się wyżej dojdzie do kranika i wtedy należy kranik zakręcić i otworzyć po zmianie naczynia pod rozdzielaczem.

Ryc. 3. Rozdzielanie rozdzielaczem

Mechaniczne rozdzielanie

To rozdzielanie mieszanin "silnie niejednorodnych". Proces polega na wyjmowaniu np. za pomocą pincety dużych kawałków jednaj substancji, np. kulek ołowianych z piasku. Zalicza się do tego typu również: przesiewanie, rozdzielanie magnesem itp.