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Les 9 techniques les plus courantes de séparation des mélanges
Le choix des mélanges de techniques de séparation est basée sur le mélange type et la différence dans les propriétés chimiques des composants d'un mélange (Université Amrita & CDAC Mumbai, S.F.).
La plupart des matériaux de notre environnement sont des mélanges de deux composants ou plus. Les mélanges sont homogènes ou hétérogènes. Les mélanges homogènes sont uniformes dans la composition, 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 différentes méthodes physiques.
Dans une réaction chimique, il est important d'isoler le ou les composants d'intérêt de tous les autres matériaux afin qu'ils puissent être caractérisés davantage.
Les études des systèmes biochimiques, analyse de l'environnement, la recherche pharmaceutique, ceux-ci et bien d'autres domaines de recherche ont besoin de méthodes fiables de séparation (séparation de mélanges, S.F.).
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 utilisé.
Méthodes communes de séparation des mélanges
La filtration
La filtration est une méthode utilisée pour séparer les substances pures en mélanges composés de particules dont certaines sont suffisamment grandes pour être capturées avec un matériau poreux.
La taille des particules peut varier considérablement en fonction du type de mélange. Par exemple, l'eau des cours d'eau est un mélange contenant 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 du micron. D'autres mélanges, tels que le sol, ont des tailles de particules relativement grandes, qui peuvent être filtrées à travers un filtre à café.
Décantation
Lorsque les densités de deux liquides non miscibles entre eux doivent être séparés, cette méthode peut être utilisée.
L'entonnoir de séparation permet de collecter séparément les liquides de remorquage. Dans le cas des solides, les solides les plus légers peuvent être séparés en les décantant dans un 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.
Iode (I2), naphtalène (C10H8, billes de naphtalène), chlorure d'ammonium (NH4Cl) et glace carbonique (CO)2 solide) sont des substances qui subliment (TECHNIQUES DE SEPARATION PHYSIQUE, S.F.).
Évaporation
L'évaporation est une technique utilisée pour séparer des mélanges homogènes lorsqu'il existe un ou plusieurs solides dissous.
Cette méthode expulse les composants liquides des composants solides. Le procédé consiste généralement à 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 composant liquide, à moins qu'il ne soit pas important d'isoler les composants liquides.
En effet, 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 provient de l’évaporation de l’eau de mer. La chaleur du processus vient du soleil (Fondation CK-12, S.F.).
Distillation simple
simple distillation est un procédé de séparation de composants d'un mélange contenant deux liquides non miscibles qui bouillent sans décomposition et avoir assez de différence dans leurs points d'ébullition.
Le procédé de distillation consiste à chauffer un liquide à point d'ébullition et le transfert de la vapeur à la partie froide de l'appareil, puis condenser les vapeurs et la récupération du liquide de condensation 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 l'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 par eau.
Lorsque la vapeur refroidit, elle se condense et traverse le condenseur et est recueillie dans un récepteur via l'adaptateur d'aspiration.
Distillation fractionnée
Lorsque la différence entre les points d'ébullition est proche l'un de l'autre et pas beaucoup, on procède à une distillation détaillée 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 renvoie la fraction du mélange dans le ballon.
La distillation du pétrole est effectuée dans la colonne de fractionnement en plusieurs composants sur une large plage de températures.
Les différences de point de fusion peuvent également être utilisées de la même manière que le point d'ébullition dans la séparation des mélanges.
Les icebergs qui se forment sont de l'eau douce solidifiée et sont basés sur la dépression du phénomène du point de congélation (Tutorvista.com, S.F.).
Chromatographie
La chromatographie est une famille de techniques de chimie analytique pour la séparation de mélanges. Il consiste à 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 se séparent dans le temps, en tant que coureurs lors d'un marathon.
Idéalement, chaque composant a un temps de passage caractéristique dans le système. C'est ce qu'on appelle le "temps de rétention".
Un chromatographe prend un mélange chimique transporté par le liquide ou le gaz et le sépare en ses composants suite aux distributions différentielles des solutés lorsqu'ils circulent autour ou sur une phase liquide ou solide stationnaire.
Diverses techniques de séparation des mélanges complexes sont basées sur les affinités différentielles des substances pour un milieu en mouvement gazeux ou liquide et pour un milieu adsorbant stationnaire à travers lequel elles passent. Tels que le papier, la gélatine ou le gel de silicate de magnésium (Techniques de séparation, S.F.).
La centrifugation
Dans la centrifugation, un liquide tourbillonne si rapidement que les particules se séparent. Les différences de densité entraînent la chute de particules plus lourdes vers le bas et l'accumulation de particules plus légères au sommet.
Les médecins séparent les échantillons de sang pour analyse (étude) en utilisant 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 en utilisant un champ électrique ou un champ magnétique.
Références
- Université Amrita et CDAC Mumbai. (S.F.). Séparation de mélanges utilisant différentes techniques. De amrita.olabs.edu amrita.olabs.edu.in
- Fondation CK-12. (S.F.). Méthodes de séparation des mélanges. Tiré de ck12.org ck12.org
- Kindersley, D. (2007). SÉPARATION DE MÉLANGES. Tiré de factmonster factmonster.com
- TECHNIQUES DE SEPARATION PHYSIQUE. (S.F.). Tiré de ccri.edu ccri.edu
- Mélanges de séparation. (S.F.). Tiré de eschooltoday eschooltoday.com
- Techniques de séparation. (S.F.). Tiré de kentchemistry kentchemistry.com