Separačná technológia DECHEMAX
Oddelenie rôznych látok od zmesi látok je jedným z najdôležitejších postupov v spracovateľskom priemysle, pretože väčšina surovín a tiež produktov z chemických reakcií sú zmesi rôznych látok, ktoré je potrebné pred ďalším spracovaním od seba oddeliť.
Používajú sa tu rôzne vlastnosti materiálov, ktoré sa majú separovať. V závislosti od vlastností látok, ktoré chcete separovať, sa používajú iné separačné procesy. Môžete napríklad separovať podľa veľkosti jednotlivých častíc, rozpustnosti látok v rôznych rozpúšťadlách, podľa bodu varu, ale aj podľa magnetizovateľnosti alebo farby (napr. Pri separácii odpadového skla). Dnes by sme vám chceli predstaviť niekoľko separačných procesov, ktoré sa často používajú na tento účel.
„Klasika“ - separácia podľa veľkosti častíc
Toto je pravdepodobne jedna z najstarších separačných metód sedem . To asi všetci poznáte z pečenia koláčov alebo z pieskoviska. Takto môžete oddeliť dve tuhé látky, ktorých častice majú rozdielnu veľkosť (napr. Piesok a štrk).
Ak chcete oddeliť pevnú látku od kvapaliny, môžete postupovať veľmi podobným spôsobom. V tomto prípade sa však nepoužíva žiadne sito, ale vhodné filter (ako handrička alebo papierový filter). Póry filtra pôsobia ako sito a zadržiavajú veľké pevné častice, zatiaľ čo cez ne môže prechádzať kvapalina. To je zásada, ktorú máte vy pri príprave kávy. Kávový prášok vstupuje do papierového filtra a je ním zachytený. Horúca voda medzitým preteká filtrom a odnáša so sebou iba chuť a farbu kávového prášku. Pitná voda sa počas čistenia tiež filtruje, aby sa odstránil piesok a štrk.
Ako získavate soľ z morskej vody?
Soľ je v skutočnosti tiež pevná látka, ale vo vode sa tak dobre rozpúšťa, že sa od nej nedá oddeliť filtrom. Preto je potrebné na extrakciu soli z morskej vody použiť inú metódu.
Tu zahriaty len nechajte slanú vodu, kým sa všetka voda neodparí a nezostanú len soľné kryštály. Funguje to preto, lebo voda dosiahne svoj bod varu oveľa skôr a stane sa tak plynným ako soľ. Táto metóda je z. B. používaný vo veľkých soľných pláňach v Stredozemnom mori. Tu sa však slaná voda neohrieva, ale iba sa vystavuje slnku, kým sa voda „sama“ neodparí a nenechá soľ za sebou.Trochu zložitejšie: oddelenie dvoch kvapalín
Ako si viete predstaviť, je dosť ťažké znovu od seba oddeliť dve zmiešané kvapaliny. Ale to je samozrejme tiež možné. To je to, čo používaš destilácia .
Potrebujete na to veľmi špecifické vybavenie (pozri očíslovaný obrázok na boku). Skladá sa z jedného piest (2) v ktorom môžete Kvapalná zmes (3) vyplní. Je z jedného radiátor (1) vyhrievané. Kvapalná zmes sa samozrejme tiež pomaly zahrieva a kvapalina s nižšou teplotou varu (ktorá sa stáva rýchlejšie plynnou) ako prvá stúpa ako para. V hornej časti piestu sa nachádza písmeno A. chladič (4), ktorý v zásade pozostáva z dvoch navzájom do seba zasunutých rúrok. Cez vonkajšiu trubicu neustále prúdi chlad voda (6), ktorá zaisťuje, že para stúpajúca z banky sa opäť ochladí a kondenzuje vo vnútornej trubici. Výsledná kvapalina je v jednom druhý piest (5) chytený. V ideálnom prípade by to malo teraz pozostávať iba z látky, ktorá sa najskôr odparila v prvej banke. To znamená, že kvapalná zmes bola od seba opäť oddelená, pretože druhá kvapalina je stále v prvej banke.
Separácia zvyčajne nefunguje hneď na prvý pokus, pretože sa s ňou vždy odparí niečo z kvapaliny s vyššou teplotou varu. Preto človek musí často vykonávať niekoľko destilácií jednu po druhej.
Aplikácie destilácie sú napr. B. čistenie ropy v rafinérii alebo výroba pálenky.
Veľmi univerzálne: chromatografia
Jedným z najbežnejšie používaných separačných procesov je chromatografia, ktorá je k dispozícii v mnohých rôznych variantoch. Bude okrem iného. v chémii, biotechnológii alebo chémii potravín na analýzu zmesí látok slúži na zistenie, ktoré jednotlivé látky sú v ňom obsiahnuté.
Princíp chromatografie možno prirovnať k plavbe loďou s niekoľkými loďami na rieke. Všetky lode štartujú z rovnakého miesta v rovnakom čase. Časom občas zakotvia na brehu, niektorí častejšie, iní menej často. Po chvíli sú člny na rieke roztiahnuté ďaleko od seba.
Chromatografia funguje rovnako. Tu sú zmesi látok (t. J. Rôzne člny) v jednom mobilná fáza (t. j. voda) na jednom stacionárna fáza (koryto rieky) prepravované ďalej. Pretože častice rôznych látok v zmesi interagujú s mobilnou a stacionárnou fázou v rôznej miere (t. J. Nanášajú sa čoraz menej často), postupujú rôznymi rýchlosťami a postupne sa oddeľujú čoraz viac.
Používajú sa rôzne mobilné a stacionárne fázy podľa toho, ktoré zmesi chcete separovať. Existujú napríklad stacionárne fázy. Papier, kremičitan, celulóza, silikagél, membrány alebo dokonca rôzne kvapaliny. Medzi mobilné fázy patrí Používa sa B. hexán, benzén, chloroform, acetón, dusík, hélium alebo dokonca voda. Vhodnými prostriedkami je možné navzájom oddeliť a potom analyzovať aj plyny.
Chcete zistiť, ktoré komponenty skutočne tvoria farbu pera? Pokyny k tomu nájdete v úlohe pre druhé kolo súťaže DECHEMAX v rokoch 2008/2009.