Maisījumu atdalīšana

Maisījumu atdalīšana

Daudzas vielas, kuras mēs ikdienā lietojam, faktiski reiz bija maisījuma sastāvdaļa. Kāds kaut kur atdalīja šo vielu no maisījuma, lai mēs varētu to izmantot. Izrādās, ka daudzi savienojumi un elementi dabā nav sastopami tīrā veidā, bet ir sastopami kā maisījumu daļas. Vielu atdalīšana no maisījumiem ir svarīga ķīmijas un mūsdienu rūpniecības sastāvdaļa.

Šajā sadaļā tiek izmantoti daži svarīgi ķīmijas termini, tostarp maisījumi , apturēšanu , un risinājumus . Jūs varat noklikšķināt uz saitēm, lai uzzinātu vairāk par katru no tām.

Kāpēc mēs vēlamies atdalīt maisījumus?

Visu ceļu atpakaļ uz seno vēsturi strādīgie cilvēki ir atdalījuši maisījumus, lai iegūtu vajadzīgās vielas. Viens piemērs tam ir metāla iegūšana no rūdas, lai izgatavotu instrumentus un ieročus. Tālāk mēs apspriedīsim dažus citus atdalīšanas piemērus.

Atdalīšanas procesi

Veids, kādā tiek atdalītas dažādas vielas maisījumā, tiek saukts par procesu. Atdalīšanai tiek izmantoti dažādi procesi. Daudzi no tiem ir ļoti sarežģīti un ietver bīstamas ķīmiskas vielas vai augstu temperatūru. Mūsdienās daudzas nozīmīgas nozares ir balstītas uz atdalīšanas procesiem.



Filtrēšana

Viena izplatīta atdalīšanas metode ir filtrēšana. Filtri tiek izmantoti visur. Mēs tos izmantojam savās mājās, lai filtrētu putekļus un ērces no elpojamā gaisa. Mēs tos izmantojam, lai filtrētu piemaisījumus no mūsu ūdens. Mūsu ķermenī pat ir filtri, piemēram, nieres, kas darbojas kā filtri, lai no asinīm iegūtu sliktu lietu.

Filtrēšanas procesu parasti izmanto, lai atdalītu suspensijas maisījumu, kur mazas cietās daļiņas tiek suspendētas šķidrumā vai gaisā. Filtrējošā ūdens gadījumā ūdens tiek izspiests caur papīru, kas sastāv no ļoti smalkām šķiedru acīm. Caur filtru izvadīto ūdeni sauc par filtrātu. Daļiņas, kuras filtrā noņem no ūdens, sauc par atlikumiem.

Filtrēšanas diagramma, kurā parādīti atlikumi un filtrāts
Destilācija

Vēl vienu izplatītu atdalīšanas procesu sauc par destilāciju. Destilējot, vārīšanai atdala šķidru šķīdumu maisījumus. Tiek ņemts vērā, ka dažādām vielām maisījumā būs atšķirīgas viršanas temperatūras.

Piemēram, ja karsējat sālsūdeni, šķīdumā esošais ūdens vārīsies pirms sāls. Pēc tam ūdens iztvaiko, atstājot sāli. Ja tvaiki no ūdens tiek savākti, tas atdziestot atkal pārvērtīsies šķidrumā. Šis atdzesētais ūdens būs tīrs ūdens bez sāls.

Centrifūga

Dažos gadījumos ir suspensiju maisījumi, kur cietās daļiņas ir pārāk smalkas, lai tās atdalītu ar filtru. Šajos gadījumos dažreiz tiek izmantota centrifūga. Centrifūgas ir mehāniskas ierīces, kas griežas ļoti lielā ātrumā. Šie lielie ātrumi ļauj cietajām daļiņām suspensijās ļoti ātri nosēsties. Piemēram, nevis gaidot, kamēr smiltis lēnām nosēžas ūdens dibenā, centrifūga var izraisīt smilšu nosēšanos dažu sekunžu laikā.

Daži centrifūgu izmantošanas piemēri ir asiņu atdalīšana plazmā un sarkanajās šūnās, krējuma atdalīšana no piena un urāna izotopu atdalīšana atomelektrostacijām.

Smagākas daļiņas pārvietojas uz ārpusi
cilindra griešanās laikā
ļaujot maisījumu atdalīt.

Citi procesi

Ir daudzi citi atdalīšanas procesi, piemēram, sublimācija, adsorbcija, kristalizācija un hromatogrāfija. Dažreiz, lai nonāktu līdz gala rezultātam, nepieciešami daudzi procesu posmi. Viens piemērs tam ir jēlnaftas pārstrāde. Jēlnafta izmanto daudzu frakcionētas destilācijas līmeni, lai ražotu dažādus produktus, tostarp benzīnu, reaktīvo degvielu, propāna gāzi un mazutu.

Interesanti fakti par maisījumu atdalīšanu
  • Lai atdalītu šķidros šķīdumus, kur vielām ir līdzīgas viršanas temperatūras, tiek izmantota sarežģītāka destilācijas versija, ko sauc par frakcionētu destilāciju.
  • Glezniecībā tiek izmantots iztvaikošanas atdalīšanas process. Mitrā krāsa ir krāsu pigmenta un šķīdinātāja maisījums. Kad šķīdinātājs izžūst un iztvaiko, paliek tikai krāsas pigments.
  • Vīnogu atdalīšanas process tika izmantots senajās kultūrās, lai atdalītu graudus no pelavām. Viņi iemetīs maisījumu gaisā, un vējš aizpūtīs vieglākos pelavas, atstājot smagākus graudus.
  • Ātrgaitas centrifūgas var griezties līdz pat 30 000 reizēm minūtē.
  • Dabā pastāvīgi notiek daudzi atdalīšanas procesi.