混合物分離技術の選択は、混合物の種類と混合物の成分の化学的性質の違いに基づいています(アムリタ大学&CDACムンバイ、SF)。
私たちの環境のほとんどの材料は、2つ以上のコンポーネントの混合物です。混合物は均質または不均質である。均一な混合物は組成が均一ですが、逆に不均一な混合物は均一ではありません。
空気は均質な混合物であり、水中の油は不均質な混合物です。均一および不均一な混合物は、さまざまな物理的方法によって成分に分離できます。
化学反応では、対象となるコンポーネントを他のすべての材料から分離して、さらに特性化できるようにすることが重要です。
生化学システム研究、環境分析、製薬研究、これらおよび他の多くの研究分野では、信頼性の高い分離方法(Separating Mixtures、SF)が必要です。
ミックスには多くの形式とフェーズがあります。それらのほとんどは分離することができ、分離方法の種類はそれがどのような種類の混合物であるかに依存します。
混合物を分離する一般的な方法
濾過
ろ過は、純粋な物質を粒子で構成される混合物に分離するために使用される方法であり、そのいくつかは、多孔質材料で捕捉されるのに十分な大きさです。
粒子のサイズは、混合物のタイプによってかなり異なります。たとえば、河川水は、細菌、ウイルス、原生動物などの自然の生物を含む混合物です。
一部の水フィルターは、長さが1ミクロンのバクテリアをろ過できます。土壌のような他の混合物は比較的大きな粒子サイズを持ち、コーヒーフィルターのようなものを通して濾過することができます。
デカンテーション
互いに混和しない2つの液体の密度を分離する場合は、この方法を使用できます。
分液漏斗は、トレーラー液を個別に収集するのに役立ちます。固形物の場合、両方の固形物が溶解しない場合、より軽い固形物は、水性媒体中でデカントすることにより分離することができます。空気を吹き付けるとき、分離は非常に軽くて重い固体混合物でも行うことができます。
昇華
液体状態にならずに固体状態から気体状態に直接移行するのは、いくつかの物質の物理的性質です。
すべての物質にこの特性があるわけではありません。混合物の1つの成分が昇華した場合、この特性を使用して、混合物の他の成分から分離できます。
ヨウ素(I 2)、ナフタレン(C 10 H 8、ナフタレンボール)、塩化アンモニウム(NH 4 Cl)およびドライアイス(固体CO 2)は昇華するいくつかの物質です(物理的分離技術、SF )。
蒸発
蒸発は、1つ以上の溶解した固体がある均質な混合物を分離するために使用される技術です。
この方法は、固体成分から液体成分を排出します。このプロセスでは、通常、液体がなくなるまで混合物を加熱します。
この方法を使用する前に、液体成分を分離することが重要でない場合を除いて、混合物には液体成分が1つだけ含まれている必要があります。
これは、すべての液体成分が時間とともに蒸発するためです。この方法は、液体から可溶性固体を分離するのに適しています。
世界の多くの地域で、食塩は海水の蒸発から得られます。プロセスの熱は太陽から来ます(CK-12 Foundation、SF)。
単蒸留
単蒸留は、分解せずに沸騰し、沸点に十分な差がある2つの混和性液体を含む混合物の成分の分離に使用される方法です。
蒸留プロセスは、液体をその沸点まで加熱し、蒸気を装置の低温部分に移動させ、次に蒸気を凝縮させ、凝縮した液体を容器に収集することを含む。
この過程で、液体の温度が上昇すると、液体の蒸気圧が上昇します。液体の蒸気圧と大気圧が同じレベルに達すると、液体はその蒸気状態に変わります。
蒸気は、水冷コンデンサーの冷たい表面と接触するまで、装置の加熱部分を通過します。
蒸気が冷えると、蒸気は凝縮して凝縮器を通過し、真空アダプターを介してレシーバーに集められます。
分別蒸留
沸点の差が近く、あまりない場合は、分留と呼ばれる詳細な蒸留を行います。分別カラムと呼ばれるカラムで行われます。
分別カラムを使用すると、さまざまな温度でさまざまな溶媒を凝縮して、混合物の一部をフラスコに戻すことができます。
石油蒸留は、多成分分別カラムで幅広い温度範囲で行われます。
融点の違いは、混合物を分離する際の沸点と同じ方法でも使用できます。
凝固した淡水であり、氷点現象の低下に基づく氷山が形成されます(Tutorvista.com、SF)。
クロマトグラフィー
クロマトグラフィーは、混合物を分離するための分析化学技術のファミリーです。これには、「移動相」で、多くの場合溶媒の流れで、検体を含む混合物であるサンプルを「固定相」に通過させることが含まれます。
固定相は、サンプル成分の通過を遅らせます。コンポーネントが異なる速度でシステムを通過すると、マラソンのランナーのように、それらは時間的に分離されます。
理想的には、各コンポーネントには、システムを通過するための特徴的な時間があります。これは「保持時間」として知られています。
クロマトグラフは、固定相または液相の周囲または上を流れる溶質の異なる分布の結果として、液体または気体によって運ばれる化学混合物を取り、その成分に分離します。
複雑な混合物を分離するためのさまざまな手法は、気体または液体の移動媒体と、それらが通過する固定吸着剤媒体との物質の異なる親和性に基づいています。紙、ゼラチン、ケイ酸マグネシウムゲルなど(分離技術、SF)。
遠心分離
遠心分離では、液体が非常に速く回転するため、粒子が分離します。密度の違いにより、重い粒子は下に沈み、軽い粒子は上に蓄積します。
医師は、遠心分離機を使用して分析(研究)のために血液サンプルを分離します(Kindersley、2007年)。
磁気分離
電解質と非電解質、磁性物質と非磁性物質は、電界または磁界を使用するこの分離技術によって分離できます。
参考文献
- アムリタ大学、CDACムンバイ。(SF)。異なる技術を使用した混合物の分離。amrita.olabs.eduから取得amrita.olabs.edu.in
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