Вопрос 26: Методы разделения гомогенных смесей

Для разделения жидких гомогенных смесей (истинных растворов) используют следующие методы:

выпаривание (кристаллизация),

дистилляция (перегонка),

хроматография.

ВЫПАРИВАНИЕ. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ. Метод основан на различных температурах кипения растворителя и растворенного вещества. Используется для выделения растворимых твердых веществ из растворов. Выпаривание обычно проводят следующим образом: раствор наливают в фарфоровую чашку и нагревают ее, постоянно перемешивая раствор. Вода постепенно испаряется и на дне чашки остается твердое вещество. При этом испаренное вещество (воду или растворитель) можно собрать методом конденсирования на более холодной поверхности. Например, если поместить холодное предметное стекло над выпаривательной чашкой, то на его поверхности образуются капли воды. На этом же принципе основан метод дистилляции. Кристаллизация - фазовый переход вещества из газообразного (парообразного), жидкого или твердого аморфного состояния в кристаллическое.

ДИСТИЛЛЯЦИЯ. ПЕРЕГОНКА. Если вещество, например сахар, разлагается при нагревании, то воду испаряют не полностью – упаривают раствор, а затем из насыщенного раствора осаждают кристаллы сахара. Иногда требуется очистить растворители от примесей , например воду от соли. В этом случае растворитель следует испарить, а затем его пары необходимо собрать и сконденсировать при охлаждении. Такой способ разделения гомогенной смеси называется дистилляцией, или перегонкой.

В природе вода в чистом виде (без солей) не встречается. Океаническая, морская, речная, колодезная и родниковая вода – это разновидности растворов солей в воде. Однако часто людям необходима чистая вода, не содержащая солей (используется в двигателях автомобилей; в химическом производстве для получения различных растворов и веществ; при изготовлении фотографий). Такую воду называют дистиллированной,именно ее применяют в лаборатории для проведения химических опытов.

Перегонкой можно разделить:

воду и спирт

нефть (на различные фракции)

ацетон и воду и т.д.

Осаждение - разделение за счет образования малорастворимых соединений компонентами раствора при их взаимодействии с вводимыми в раствор веществами-реагентами и последующего отделения осадка от маточного раствора.

Вопрос 27: в основе каких методов лежит образование новой фазы.

(Ребяз, я хз чо сюда писать. Я рыбонька. Я не поняла чо от меня хотят)

Вопрос 28: Таблица классификации методов разделения

Вопрос 29: Методы, основанные на образовании газовой фазы

Перегонка (дистилляция)—один из древнейших методов получения индивидуальных веществ. Сведения о перегонке можно найти еще в папирусе Эберса («Papyrus Ebers»), относящемся примерно к 1500 г. до нашей эры.

Термин дистилляция можно перевести как «разделение по каплям». Оно произошло от латинского слова distillation, которое можно также перевести как «стекание по каплям», когда ценный целевой продукт собирают по каплям в приемные сосуды.

Упаривание, дистилляция, ректификация — это методы, основанные на фазовых переходах вещества из жидкой фазы в газообразную без химических превращений при температурах и давлениях фазовых переходов.

Возможность разделения веществ дистилляционными методами следует из различий парциальных давлений веществ при одной и той же температуре:

(1)

(2)

(3)

где р_А и p_в — парциальные давления компонентов А и В над раствором, Х_А и Х_в— мольные доли компонентов А и В в растворе, р°_А и р°_в — давления насыщенного пара при данной температуре, α — коэффициент относительной летучести жидкостей.

Упаривание — процесс испарения матрицы. Обычно матрицей является вода, часто— нелетучие примеси из растворов. Метод, при кажущейся простоте, имеет свои методические проблемы. Главная — необходимость избегать капельного уноса влаги. Поэтому упаривание, как правило, проводят при температурах ниже температуры кипения и добиваются равномерного объемного нагрева испаряемой жидкости (песчаная баня).

Дистилляция (простая перегонка)— однократный процесс испарения-конденсации.

Простую перегонку применяют для разделения жидких веществ, значительно различающихся по своей летучести, например для отгонки растворителя от нелетучего остатка или для разгонки жидкостей, сильно отличающихся друг от друга по своим температурам кипения.

Посредством простой перегонки удается разделить вещества в том случае, если разница в их температурах кипения составляет около 150—200°. При меньшей разнице в температурах кипения разделение может быть достигнуто лишь при помощи дефлегматора .

Рис. 1. Прибор для простой перегонки.

Простейший прибор для перегонки состоит из перегонной колбы, холодильника и приемника. К горлу перегонной колбы припаяна боковая трубка, служащая для отвода паров (рис. 1). В качестве перегонной колбы можно использовать также любую колбу, снабженную пробкой с двумя отверстиями и согнутой трубкой или же насадкой (рис. 1). Термометр, показывающий температуру кипения перегоняемой жидкости, должен быть размещен так, чтобы, шарик ртути находился чуть ниже боковой трубки и полностью омывался парами.

Ректификация — многократное повторение актов испарения - конденсации, позволяющее улучшить разделение.

Интенсивное изучение и широкое применение процесса ректификации позволило установить многие факторы, влияющие на его производительность.

Различают три группы таких факторов.

К первой группе относятся факторы, которые определяются.непосредственно конструкцией аппаратуры,

a) эффективность насадки, б) длина колонки, в)скорость установления равновесия и т. д.