fraza ca ulei și apă se referă la lucruri care nu se amesteca, doar ca, de bine de ulei și de apă, ale căror proprietăți chimice a preveni amestecarea lor. Dar, în multe cazuri, ceea ce avem cu adevărat nevoie sunt modalități de a obține contrariul – substanțe mixte separate.,țițeiul este un bun exemplu: este un amestec de numeroși carbohidrați (compuși care constau din hidrogen și carbon), dintre care unele sunt utilizate pentru alimentarea motoarelor ca combustibil, iar altele în fabricarea materialelor plastice sau a altor compuși. Un proces de distilare se separă între ele. Alături de distilare, există o serie de tehnici de separare – unele fizice, altele chimice. Primele se bazează pe proprietățile fizice ale materialelor, adică.,, proprietăți care pot fi observate sau măsurate fără a schimba identitatea materialului (de exemplu, starea sa de materie), în timp ce metodele chimice se bazează pe Proprietăți chimice – care determină identitatea substanței.metodele de separare fizică, cum ar fi filtrarea și distilarea, se bazează pe diferența de dimensiune a particulelor și, respectiv, pe punctul de fierbere al substanțelor din amestec. Acestea sunt proprietăți care pot fi observate și măsurate fără a schimba materialul în sine.,
filtrare
aceasta este cea mai simplă metodă de separare, care poate fi efectuată folosind echipamente de uz casnic de bază. În viața de zi cu zi, se aplică în separarea solidelor de lichidele în care au fost gătite – paste, de exemplu.filtrarea se bazează pe faptul că particulele de apă mai mici pot trece cu ușurință prin filtru, care reține particulele solide mai mari. Când strecurăm pastele, interesul nostru constă în solide, dar în alte cazuri, lichidul este cel pe care îl căutăm, așa că trebuie să îndepărtăm solidele mai mari, păstrându-le în filtru., Dimensiunea găurii filtrului determină ce materiale sunt reținute în filtru și care trec prin el.
sterilizarea este un exemplu de aplicare industrială a filtrării. Pentru a elimina o contaminare bacteriană dintr-o soluție, soluția este trecută printr-un filtru. Microorganismele sunt prinse în filtru, în timp ce moleculele de soluție mai mici trec., De asemenea, numit microfiltrare (din cauza dimensiunii relativ mici a moleculelor), acest proces este utilizat pentru sterilizare atunci când alte tehnici, cum ar fi încălzirea sau radiațiile ultraviolete, sunt inaplicabile datorită potențialelor efecte nocive asupra moleculelor soluției.pentru a filtra molecule chiar mai mici, care nu depășesc dimensiunea de 100 nanometri (mai puțin de o mie de milimetri), se utilizează un proces cunoscut sub numele de nanofiltrare., Caracteristica principală a acestui proces nu este dimensiunea porilor, ci forțele electrice la locul de muncă între molecule, a căror semnificație crește pe măsură ce mărimea moleculei scade. Un exemplu de nanofiltrare este osmoza inversă, utilizată pentru desalinizare. În osmoza inversă, se utilizează o membrană selectivă, care permite apei să treacă prin ea, dar nu particulele dizolvate. Presiunea este aplicată pentru a inversa fluxul natural al apei, forțându-i să se deplaseze de la soluția mai concentrată la cea mai slabă. Astfel, sărurile și contaminanții sunt concentrați pe o parte și apă curată – pe cealaltă.,
distilare
în distilare, componentele unui amestec lichid sunt separate pe baza diferențelor dintre temperaturile lor de fierbere. În forma sa cea mai simplă, distilarea implică fierberea amestecului și colectarea vaporilor într-un vas de condensare, unde se transformă înapoi într-un lichid. Primele vapori care apar sunt cele ale substanței al căror punct de fierbere este cel mai mic. Pe măsură ce fierberea continuă, vaporii următoarei substanțe sunt capturați într-un vas de condensare diferit și așa mai departe.,pentru a afla când o componentă a terminat fierberea și alta a început, temperatura amestecului trebuie monitorizată constant. În timpul fierberii unei substanțe, temperatura amestecului va fi „blocată” la punctul de fierbere al materialului respectiv și apoi va continua să crească rapid.distilarea țițeiului se bazează pe acest principiu, care constituie prima etapă de separare, prin care uleiul este separat în fracțiuni – grupe de substanțe cu diferite intervale de temperatură de fierbere. Apoi se adaugă substanțe chimice, în scopul îmbunătățirii calității distilatelor.,fracțiile primare produse prin distilarea inițială a țițeiului sunt NAFTA, utilizată pentru a crea benzen pentru motoarele auto și ca materie primă pentru industria plasticului; kerosen, care este utilizat pentru a crea combustibil pentru motoarele cu reacție; combustibil diesel utilizat pentru alimentarea motoarelor diesel și mazut, utilizat ca combustibil pentru centrale electrice.rafinăriile din Haifa la începutul anilor 1950. fotografie: Wikipedia.,metodele de separare chimică, cum ar fi extracția și cromatografia, se bazează pe interacțiunile chimice dintre componentele amestecului sau, mai precis, pe diferențele dintre concentrațiile interacțiunilor diferitelor materiale din amestec cu un alt material care nu face parte din acesta. În mod natural, aceste interacțiuni se bazează pe proprietățile chimice ale materialelor care trebuie separate.
extracție
în extracție, un solut este extras din solventul său., În extracția lichidă se utilizează două faze lichide nemiscibile (fără amestecare). O substanță organică (adică un compus pe bază de carbon) dizolvată într-o fază apoasă se deplasează într – o fază organică din care este extrasă sau invers-substanța se deplasează de la faza organică la faza apoasă, din care este extrasă.un exemplu de proces de extracție este separarea ADN-ului de proteine într-o probă biologică., În procesul de extracție, o probă biologică apoasă este amestecată cu doi compuși organici – fenol și cloroform, iar apoi întregul amestec este centrifugat pentru a separa faza apoasă de faza organică. ADN-ul rămâne în faza apoasă mai ușoară, în timp ce proteinele se deplasează în faza organică mai grea.cromatografia este o metodă de chimie analitică care permite nu numai separarea compușilor, ci și identificarea acestora și determinarea cantităților lor., Prin urmare, este un instrument important în cercetarea științifică, industria farmaceutică și criminalistica. Cuvântul provine din crom, sau „culoare”, și grafie, sau” scriere”, deoarece a fost inițial dezvoltat de Mikhail Tsvet, un botanist ruso-Italian care a studiat clorofila, care dă frunze culoarea lor verde. Când a separat un amestec de pigmenți de plante pe care i-a extras, a observat benzi colorate individuale caracteristice fiecăreia dintre componente. Astăzi, această metodă este utilizată pentru separarea materialelor care nu au legătură cu culoarea lor.,toate tipurile de cromatografie se bazează pe același principiu: separarea substanțelor într-un amestec dizolvat într-un lichid sau un gaz, sau care este el însuși un lichid sau un gaz, în funcție de interacțiunile lor chimice cu suprafața sau coloana utilizată pentru cromatografie. Această suprafață este denumită „faza staționară”, în timp ce lichidul sau gazul în care se dizolvă amestecul este denumit ” faza mobilă.,”Deoarece rezistența interacțiunilor dintre diferitele componente din staționare este diferită de cea a fazei mobile, componentele se vor deplasa de-a lungul acesteia la viteze diferite, atingând puncte diferite de-a lungul fazei staționare și pot fi astfel separate.o reprezentare grafică a separării cromatografice între materiale – fiecare vârf reprezintă o componentă diferită. Sursa: Wikipedia.
două tipuri de cromatografie de suprafață utilizate frecvent sunt cromatografia pe hârtie și cromatografia în strat subțire TLC., În cromatografia hârtiei, faza staționară este o bandă subțire de hârtie din celuloză, pe care se aplică o picătură mică de amestec. Hârtia este înmuiată într-un lichid, cum ar fi apa sau etanolul, care „urcă” hârtia din cauza forței capilare. Când lichidul ajunge la amestec ,acesta „trage” cu el componentele amestecului. Componentele amestecului care au format interacțiuni puternice cu hârtia vor urca încet pe hârtie, în timp ce substanțele care au format interacțiuni slabe cu hârtia vor urca rapid., Produsul final este o secvență de puncte, în care fiecare punct reprezintă o componentă diferită a amestecului.cromatografia în strat subțire se bazează pe un principal similar, dar în acest caz, faza staționară este realizată din sticlă, hârtie de aluminiu sau plastic acoperită cu un material absorbant, cum ar fi silice sau oxid de aluminiu. Această metodă este mai rapidă și mai precisă decât cromatografia pe hârtie și este frecvent utilizată în chimia organică pentru a evalua puritatea unui material și pentru testarea inițială a cantităților de componente dintr-un amestec.
