不均質混合物の分離の方法は、任意の化学反応を必要とせず、その構成要素又は段階の各々を分離しようとするものです。それらは通常、そのようなコンポーネントの物理的特性の違いを利用する機械的技術で構成されています。
フルーツ、チーズ、オリーブ、ハムの混合物は、さまざまな物理的性質を示します。しかし、つまようじを使用してそれらを分離するとき、ダイナーはこれらの成分のフレーバーと色に依存しています。他の混合物は、それらを分離するときに、必然的かつ論理的に、より選択的な基準と原則を必要とします。
複数の成分からなる不均一な混合物は、いくつかのステップまたは方法で分離できます。出典:ガブリエルボリバル
上記の不均一な混合物を想定します。一見すると、同じフェーズ(幾何学と固体)ですが、さまざまな色と形のコンポーネントがあることがわかります。オレンジ色の最初のふるいは、星が他の図形を保持しながら通過することを可能にします。2番目のふるいとターコイズブルーの八角形でも同様です。
ふるいは、図形の形とサイズに基づいて分離します。しかしながら、他の技術は、それらを分離することができる成分の他の物理的性質に加えて、密度、揮発性、分子量に基づくことができる。
不均一混合物の主な分離方法
-磁気分離
幾何学的混合物の例では、ふるいが適用され、そのためにストレーナー(キッチンなど)、ふるい、またはふるいを使用することもできます。すべての数字が小さすぎてふるいで保持できない場合は、別の分離手法を使用する必要があります。
オレンジ色の星が強磁性であると仮定すると、磁石を使用して取り除くことができます。
この磁気分離は、砂、硫黄、おがくずに鉄の削りくずを混ぜることによって学校で教えられてきました。ミックスは視覚的に不均一です:チップの濃い灰色がかった色は周囲と対照的です。ただし、磁石に近づくと、鉄の削りくずは砂から移動するまで磁石に向かって移動します。
このようにして、最初の混合物の2つの成分が分離されます。この手法は、コンポーネントの1つが分離が行われる温度で強磁性である場合にのみ役立ちます。
-昇華
幾何学的な混合物またはかなり高い蒸気圧でかなり香りのよい図が存在する場合、真空を適用して加熱することにより昇華させることができます。このようにして、たとえば、「固体で揮発性の」ターコイズの八角形は昇華します。つまり、固体から蒸気になります。
最も一般的で代表的な例は、ヨウ素との不均一な混合物です。ゆっくり加熱すると、黒紫の結晶の一部が昇華して紫色の蒸気になります。磁気分離と昇華は、どちらも従来使用されていない方法です。次の画像では、昇華プロセス(ドライアイス)を確認できます。
-デカンテーション
沈降は、2種類の不均一混合物に使用できます。出典:ガブリエルボリバル
幾何学的な混合の例で、いくつかの図がコンテナに固定されたままであった場合、移動に成功した図は分離されます。これは、デカンテーションとして知られています。上の画像では、2つの水性混合物が示されています。液体-固体(A)と別の液体-液体(B)です。
液固混合
Aの容器の底には固体があり、ガラスの表面に強く接着しています(ビーカーの場合)。その付着力がそのようなものである場合、問題なく液体を別の容器に注ぐかまたはデカントすることができる。前記固体が非常に密であり、注意深くデカンテーションが同じ方法で行われる場合にも、同じことが行われ得る。
液液混合
ただし、Bのコンテナでは、混合液を傾けると、混ざらず、水よりも濃い黒い液体が移動します。したがって、以前のようにデカントしようとすると、黒い液体も水とともに排出されます。次に、分液漏斗を使用してこの問題を解決します。
この漏斗は、ナシ、細長い天板、または舞台裏の形をしており、そこに混合物Bが注がれ、下の細いノズルから、ストップコックを操作して黒い液体を静かに注ぎ、ゆっくりと滴下します。次に、上部の口から水を分離して、黒い液体の残留物で汚染されないようにします。
-ろ過
液体-固体混合物をデカンテーションできない場合は、ほとんどの時間と毎日の実験室の作業で発生するため、ろ過が使用されます。これは、不均一な混合物を分離する最も一般的な方法です。これは湿式ふるい版です。
前のセクションの混合物Aに戻り、黒い固体がガラスに対してあまり親和性を示さないため、ガラスに付着せず、異なるサイズの粒子で浮遊したままであると仮定します。どんなにデカンテーションを試みようとも、この厄介な固体の一部は常に受け入れ容器に入ります。
したがって、デカンテーションの代わりに濾過が行われる。ふるいは、異なる直径の細孔を有する濾紙と交換されます。水はこの紙を通過すると同時に、黒い固体を保持します。
後で固体を処理するか、分析する場合は、ブフナー漏斗とキタセートを使用してろ過します。これにより、収納容器内が真空になります。このようにして、紙上の固体を乾燥(か焼ではない)しながら、濾過性能が改善されます。次の画像は、ろ過プロセスを示しています。
-遠心分離
遠心。出典:Flickr経由のMatt Janicki
肉眼では均一な混合物もありますが、実際には不均一です。固体粒子は非常に小さいため、重力によって粒子が底に引き寄せられず、ろ紙も粒子を保持できません。
これらの場合、遠心分離が使用されます。これにより、加速により、粒子は粒子を底に向かって押す力を受けます。まるで重力が数倍になったように。その結果、2相混合物(Bと同様)が得られ、そこから上澄み(上部)を取り出すか、ピペッティングできます。
血漿を血液サンプルまたは牛乳の脂肪分から分離する場合、遠心分離は常に実行されます。
参考文献
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