مخلوط ها را جدا کنید

مخلوط ها را جدا کنید

بسیاری از موادی که روزمره استفاده می کنیم در واقع بخشی از مخلوط بوده اند. شخصی در جایی آن ماده را از مخلوط جدا کرده تا بتوانیم از آن استفاده کنیم. معلوم می شود که بسیاری از ترکیبات و عناصر به صورت خالص در طبیعت یافت نمی شوند ، بلکه به عنوان بخشی از مخلوط یافت می شوند. جداسازی مواد از مخلوط ها بخش مهمی از شیمی و صنعت مدرن است.

برخی از اصطلاحات مهم شیمی در این بخش استفاده شده است از جمله مخلوط ، سیستم های تعلیق ، و راه حل ها . برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد هر یک از آنها می توانید روی پیوندها کلیک کنید.

چرا می خواهیم مخلوط ها را جدا کنیم؟

تا زمان بازگشت به تاریخ باستان ، انسانهای زحمتکش مخلوط ها را جدا کرده اند تا مواد خاص مورد نیاز خود را بدست آورند. یک نمونه از این موارد استخراج فلز از سنگ معدن به منظور ساخت ابزار و سلاح است. در زیر به چند نمونه دیگر از جدایی خواهیم پرداخت.

فرایندهای جدایی

روشی که مواد مختلف مخلوط را از هم جدا می کند ، فرآیند نامیده می شود. تعدادی از فرایندهای مختلف برای جداسازی استفاده می شود. بسیاری از آنها بسیار پیچیده هستند و شامل مواد شیمیایی خطرناک یا درجه حرارت بالا هستند. امروزه بسیاری از صنایع مهم در جهان بر اساس فرایندهای تفکیک بنا شده اند.

تصفیه

یکی از روشهای متداول جداسازی فیلتراسیون است. از فیلترها در همه جا استفاده می شود. ما از آنها در خانه های خود برای فیلتر کردن گرد و غبار و کنه ها از هوای تنفسی استفاده می کنیم. ما از آنها برای فیلتر کردن ناخالصی های آب خود استفاده می کنیم. ما حتی فیلترهایی مانند کلیه در بدن خود داریم که به عنوان فیلتر عمل می کنند تا مواد بدی را از خون ما خارج کنند.

فرآیند فیلتراسیون به طور کلی برای جداسازی مخلوط سوسپانسیون در جایی که ذرات جامد کوچک در مایع یا هوا معلق هستند ، استفاده می شود. در مورد فیلتر کردن آب ، آب از طریق کاغذی که از یک شبکه بسیار ظریف از الیاف تشکیل شده است ، مجبور می شود. آبی که از طریق فیلتر عبور داده شده است فیلتر نامیده می شود. ذراتی را که توسط فیلتر از آب خارج می شوند باقیمانده می نامند.

نمودار فیلتراسیون باقی مانده و فیلتر را نشان می دهد
تقطیر

فرآیند جداسازی متداول دیگر ، تقطیر نامیده می شود. در تقطیر از جوش برای جدا کردن مخلوط محلول های مایع استفاده می شود. این در نظر می گیرد که مواد مختلف موجود در مخلوط دارای نقاط جوش مختلف خواهند بود.

به عنوان مثال ، اگر آب نمک را گرم کنید ، آب محلول قبل از نمک می جوشد. سپس آب ترک می شود و نمک را پشت سر می گذارد. اگر بخار آب جمع شود با خنک شدن دوباره به مایع تبدیل می شود. این آب خنک شده آب خالص و بدون نمک خواهد بود.

سانتریفیوژ

در بعضی موارد ، مخلوط های تعلیق وجود دارد که ذرات جامد خیلی ریز هستند و نمی توانند با فیلتر جدا شوند. در این موارد ، گاهی اوقات از سانتریفیوژ استفاده می شود. سانتریفیوژها دستگاههای مکانیکی هستند که با سرعت بسیار بالایی می چرخند. این سرعتهای بالا باعث می شود که ذرات جامد موجود در سیستم تعلیق خیلی سریع ته نشین شوند. به عنوان مثال ، به جای اینکه منتظر بمانید تا شن به آرامی به کف آب برسد ، یک سانتریفیوژ می تواند باعث شود ماسه در عرض چند ثانیه نشست کند.

برخی از نمونه های نحوه استفاده از سانتریفیوژها شامل جداسازی خون به سلولهای قرمز و پلاسما ، جدا كردن كرم از شیر و جداسازی ایزوتوپ های اورانیوم برای نیروگاه های هسته ای است.

ذرات سنگین تر به سمت خارج حرکت می کنند
استوانه در حالی که سانتریفیوژ می چرخد
اجازه می دهد تا مخلوط جدا شود.

سایر فرایندها

بسیاری از فرایندهای جداسازی دیگر مانند تصعید ، جذب ، تبلور و کروماتوگرافی وجود دارد. بعضی اوقات برای رسیدن به نتیجه نهایی مراحل زیادی طول می کشد. یک نمونه از این فرآوری روغن خام است. نفت خام برای تولید تعدادی از محصولات مختلف از جمله بنزین ، سوخت جت ، گاز پروپان و روغن گرمازا از سطوح تقطیر جزئی استفاده می کند.

حقایق جالب درباره جداسازی مخلوط ها
  • برای جداسازی محلولهای مایع در جایی که مواد دارای نقطه جوش مشابه هستند ، از یک نسخه پیچیده تر از تقطیر استفاده می شود که تقطیر کسری نام دارد.
  • نقاشی از فرآیند جداسازی تبخیر استفاده می کند. رنگ مرطوب مخلوطی از رنگدانه های رنگ و یک حلال است. وقتی حلال خشک و تبخیر می شود ، فقط رنگدانه رنگ باقی می ماند.
  • از فرآیند جداسازی پیروزی در فرهنگ های باستان برای جدا کردن دانه از دانه استفاده می شد. آنها مخلوط را به هوا می انداختند و باد سبك سبك را از بین می برد و دانه سنگین تر می ماند.
  • سانتریفیوژهای با سرعت بالا می توانند تا 30،000 بار در دقیقه بچرخند.
  • بسیاری از فرآیندهای جدایی به طور مداوم در طبیعت اتفاق می افتد.