- Méthodes courantes de séparation des mélanges
- Filtration
- Décantation
- Sublimation
- Évaporation
- Distillation simple
- Distillation fractionnée
- Chromatographie
- Centrifugation
- Séparation magnétique
- Références
Le choix des techniques de séparation des mélanges est basé sur le type de mélange et la différence des propriétés chimiques des composants d'un mélange (Amrita University & CDAC Mumbai, SF).
La plupart des matériaux de notre environnement sont des mélanges de deux composants ou plus. Les mélanges sont homogènes ou hétérogènes. Les mélanges homogènes ont une composition uniforme, au contraire, les mélanges hétérogènes ne le sont pas.
L'air est un mélange homogène et l'huile dans l'eau est un mélange hétérogène. Les mélanges homogènes et hétérogènes peuvent être séparés en leurs composants par diverses méthodes physiques.
Dans une réaction chimique, il est important d'isoler le (s) composant (s) d'intérêt de tous les autres matériaux afin qu'ils puissent être davantage caractérisés.
Etudes des systèmes biochimiques, analyse environnementale, recherche pharmaceutique, ces domaines de recherche et bien d'autres nécessitent des méthodes de séparation fiables (Separating Mixtures, SF).
Les mélanges se présentent sous de nombreuses formes et phases. La plupart d'entre eux peuvent être séparés et le type de méthode de séparation dépend du type de mélange dont il s'agit.
Méthodes courantes de séparation des mélanges
Filtration
La filtration est une méthode utilisée pour séparer des substances pures en mélanges constitués de particules, dont certaines sont suffisamment grandes pour être capturées avec un matériau poreux.
La granulométrie peut varier considérablement, compte tenu du type de mélange. Par exemple, l'eau de ruisseau est un mélange qui contient des organismes biologiques naturels tels que des bactéries, des virus et des protozoaires.
Certains filtres à eau peuvent filtrer les bactéries, dont la longueur est de l'ordre de 1 micron. D'autres mélanges, comme le sol, ont des tailles de particules relativement grandes, qui peuvent être filtrées à travers quelque chose comme un filtre à café.
Décantation
Lorsque les densités de deux liquides non miscibles l'un à l'autre doivent être séparées, cette méthode peut être utilisée.
L'entonnoir de séparation permet de collecter séparément les liquides de la remorque. Dans le cas des solides, les solides plus légers peuvent être séparés en les décantant en milieu aqueux lorsque les deux solides ne sont pas solubles. Lors du soufflage d'air, la séparation peut également être effectuée avec des mélanges solides très légers et lourds.
Sublimation
C'est la propriété physique de certaines substances de passer directement de l'état solide à l'état gazeux sans l'apparition de l'état liquide.
Toutes les substances n'ont pas cette caractéristique. Si un composant d'un mélange est sublimé, cette propriété peut être utilisée pour le séparer des autres composants du mélange.
L'iode (I 2), le naphtalène (C 10 H 8, boules de naphtalène), le chlorure d'ammonium (NH 4 Cl) et la neige carbonique (CO 2 solide) sont des substances qui se subliment (PHYSICAL SEPARATION TECHNIQUES, SF).
Évaporation
L'évaporation est une technique utilisée pour séparer les mélanges homogènes où il y a un ou plusieurs solides dissous.
Cette méthode expulse les composants liquides des composants solides. Le processus implique généralement de chauffer le mélange jusqu'à ce qu'il ne reste plus de liquide.
Avant d'utiliser cette méthode, le mélange ne doit contenir qu'un seul composant liquide, sauf s'il n'est pas important d'isoler les composants liquides.
C'est parce que tous les composants liquides s'évaporent avec le temps. Cette méthode convient pour séparer un solide soluble d'un liquide.
Dans de nombreuses régions du monde, le sel de table est obtenu par évaporation de l'eau de mer. La chaleur dans le processus provient du soleil (Fondation CK-12, SF).
Distillation simple
La distillation simple est une méthode utilisée pour la séparation des composants d'un mélange qui contient deux liquides miscibles qui bouillent sans décomposition et ont une différence suffisante de leurs points d'ébullition.
Le processus de distillation consiste à chauffer un liquide à son point d'ébullition et à transférer les vapeurs vers la partie froide de l'appareil, puis à condenser les vapeurs et à collecter le liquide condensé dans un récipient.
Dans ce processus, lorsque la température d'un liquide augmente, la pression de vapeur du liquide augmente. Lorsque la pression de vapeur du liquide et la pression atmosphérique atteignent le même niveau, le liquide passe à son état de vapeur.
Les vapeurs passent sur la partie chauffée de l'appareil jusqu'à ce qu'elles entrent en contact avec la surface froide du condenseur refroidi à l'eau.
Lorsque la vapeur refroidit, elle se condense et passe à travers le condenseur et est collectée dans un récepteur à travers l'adaptateur de vide.
Distillation fractionnée
Lorsque les différences de points d'ébullition sont proches les unes des autres et peu importantes, une distillation détaillée est effectuée, appelée distillation fractionnée. Cela se fait dans une colonne appelée colonne de fractionnement.
La colonne de fractionnement permet la condensation de différents solvants à différentes températures et retourne la fraction du mélange dans le ballon.
La distillation du pétrole a lieu dans la colonne de fractionnement à plusieurs composants sur une large gamme de températures.
Les différences de point de fusion peuvent également être utilisées de la même manière que le point d'ébullition dans les mélanges de séparation.
Des icebergs se forment qui sont de l'eau douce solidifiée et sont basés sur la dépression du phénomène du point de congélation (Tutorvista.com, SF).
Chromatographie
La chromatographie est une famille de techniques de chimie analytique pour la séparation des mélanges. Il s'agit de faire passer l'échantillon, un mélange contenant l'analyte, dans la «phase mobile», souvent dans un courant de solvant, à travers la «phase stationnaire».
La phase stationnaire retarde le passage des composants de l'échantillon. Lorsque les composants traversent le système à des vitesses différentes, ils sont séparés dans le temps, comme les coureurs d'un marathon.
Idéalement, chaque composant a un temps caractéristique pour traverser le système. C'est ce qu'on appelle le «temps de rétention».
Un chromatographe prend un mélange chimique transporté par un liquide ou un gaz et le sépare en ses composants à la suite de distributions différentielles de solutés lorsqu'ils circulent autour ou sur une phase solide ou liquide stationnaire.
Différentes techniques de séparation de mélanges complexes sont basées sur les affinités différentielles des substances pour un milieu mobile gazeux ou liquide et pour un milieu adsorbant stationnaire dans lequel elles passent. Comme le papier, la gélatine ou le gel de silicate de magnésium (Separation Techniques, SF).
Centrifugation
Lors de la centrifugation, un liquide est centrifugé si rapidement que les particules se séparent. Les différences de densité font que les particules plus lourdes coulent vers le bas et les particules plus légères s'accumulent sur le dessus.
Les médecins séparent les échantillons de sang pour analyse (étude) à l'aide d'une centrifugeuse (Kindersley, 2007).
Séparation magnétique
Les électrolytes et les non-électrolytes, les substances magnétiques et non magnétiques peuvent être séparés par cette technique de séparation utilisant un champ électrique ou un champ magnétique.
Références
- Université Amrita et CDAC Mumbai. (SF). Séparation des mélanges à l'aide de différentes techniques. Tiré de amrita.olabs.edu amrita.olabs.edu.in
- Fondation CK-12 (SF). Méthodes de séparation des mélanges. Tiré de ck12.org ck12.org
- Kindersley, D. (2007). MÉLANGES SÉPARÉS. Tiré de factmonster factmonster.com
- TECHNIQUES DE SÉPARATION PHYSIQUE. (SF). Tiré de ccri.edu ccri.edu
- Mélanges de séparation. (SF). Tiré de eschooltoday eschooltoday.com
- Techniques de séparation. (SF). Tiré de kentchemistry kentchemistry.com