วิธีการแยกส่วนผสม

การแยกและการกรอง

ในกรณีพิเศษ เมื่อของแข็งถูกเทลงในตัวทำละลาย มันจะละลายไม่หมด สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อเราใช้มันมากเกินไป (มากกว่าที่อนุญาตโดยความสามารถในการละลายภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด) หรือสิ่งเจือปนกลายเป็นไม่ละลายน้ำ ในทั้งสองกรณีจะได้รับการระงับ ในการแยกส่วนประกอบ มักใช้วิธีทางกายภาพ เช่น การรินและการกรอง ช่วยให้ได้ตัวกรองที่ชัดเจนปราศจากอนุภาคของแข็งหรือตะกอน ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่เราต้องการ

การริน

การรินประกอบด้วยการเทของเหลวออกจากเหนือตะกอน ในการดำเนินการดังกล่าว ควรให้สารแขวนตะกอนที่ได้พักไว้นานขึ้นเพื่อให้ตะกอนตกตะกอนที่ก้นภาชนะ เช่น บีกเกอร์ เมื่อเสร็จแล้ว สารละลายใสจะถูกเทออกอย่างระมัดระวัง อย่างไรก็ตาม ตะกอนมักมีสิ่งตกค้างจำนวนมากของสิ่งที่เรียกว่าแม่ของเหลว ในกรณีนี้ คุณสามารถเทตัวทำละลายใหม่อีกครั้งบนตะกอนและทำซ้ำขั้นตอนก่อนหน้า

การกรอง

ขั้นตอนการกรองมักจะนำหน้าด้วยการรินเพื่อลดระยะเวลา ในวิธีนี้ ตะกอนจะถูกกักไว้บนสิ่งกีดขวางที่มีรูพรุน เช่น บนแผ่นกระดาษ (ตัวกรอง) สารละลายที่ผ่านรูพรุนและแยกออกจากสิ่งตกค้างที่เป็นของแข็งคือตัวกรอง ขึ้นอยู่กับประเภทของตะกอน (เนื้อละเอียด หยาบ ผลึกหยาบ หรือตกตะกอน) เลือกวัสดุกรองและความสามารถในการซึมผ่านที่เหมาะสม ไม่ค่อยใช้การกรองแรงโน้มถ่วง ในทางปฏิบัติในห้องปฏิบัติการ มีการใช้ชุดการกรองที่มีปั๊มซึ่งช่วยเร่งกระบวนการได้อย่างมาก

การกลั่น

การกลั่นอย่างง่ายใช้เพื่อแยก ส่วนผสมของของเหลวที่เป็นเนื้อเดียวกัน ประกอบด้วยการให้ความร้อนแก่สารละลายจนถึงจุดเดือด ส่วนประกอบแต่ละส่วนของส่วนผสมเริ่มระเหยตามจุดเดือดที่เพิ่มขึ้น (ความผันผวนที่เพิ่มขึ้น) ยิ่งความแตกต่างของจุดเดือดของส่วนประกอบแต่ละชนิดมากเท่าใด ก็ยิ่งสามารถแยกส่วนผสมได้ดีขึ้นเท่านั้น ไอระเหยของส่วนประกอบไปที่เครื่องทำความเย็น เชื่อมต่อด้วยท่อยางกับแหล่งน้ำหล่อเย็น ปัจจุบันน้ำไหลผ่านเคาน์เตอร์คูลเลอร์ ไอเย็นควบแน่นและเข้าไปในเครื่องรับ โปรดจำไว้ว่าก่อนที่จะกลั่นส่วนผสมของเหลวในชุดแก้ว ให้ใส่พอร์ซเลนสองสามชิ้น เช่น พอร์ซเลนที่มีรูพรุนลงในขวดก้นกลม วิธีนี้จะช่วยป้องกันไม่ให้ผนังขวดร้อนเกินไป ในขั้นตอนการกลั่นมีความแตกต่างดังต่อไปนี้:

• ของเหลวผสม – ของเหลวผสมที่เราต้องการแยกออกโดยการกลั่น มันถูกวางไว้ในขวดกลั่น
• Distillate – เป็นผลิตภัณฑ์จากการกลั่น
• กรดไหลย้อน – ของเหลวที่เกิดจากการควบแน่นของไอน้ำ มันไหลลงผนังกลับเข้าไปในขวด
• เศษส่วน – เป็นส่วนต่อเนื่องของการกลั่น เศษส่วนแต่ละส่วนเป็นส่วนประกอบที่แตกต่างกันของส่วนผสมของเหลว
• Interfractions – ของเหลวที่เก็บรวบรวมเมื่อส่วนผสมที่อุ่นในขวดแก้วมีค่าเกินจุดเดือดของของเหลวที่ระเหยง่ายมากกว่า แต่ยังไม่ถึงจุดเดือดของของเหลวที่ระเหยได้น้อยกว่า การแทรกสอดเป็นส่วนผสมของการกลั่นของของเหลวทั้งสองนี้

การแก้ไขคือการกลั่นแบบเฉพาะ ประกอบด้วยการกลั่นหลายขั้นตอนในคอลัมน์ที่เรียกว่าการแก้ไข ของเหลวและไอระเหยมาพบกันในกระแสสวนทางกัน ซึ่งเกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนและมวล การแก้ไขจำเป็นต้องส่งคืนส่วนหนึ่งของคอนเดนเสทกลับไปที่คอลัมน์การกลั่น

การตกผลึก

วิธีการตกผลึกใช้เพื่อแยกตัวถูกละลายออกจากสารละลาย ขั้นตอนแรกจะต้องได้รับสารละลายอิ่มตัว นั่นคือสารละลายที่ไม่สามารถละลายได้อีกต่อไป (ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด) ในกรณีนี้ วิธีที่ดีคือการทำให้สารละลายอุ่นขึ้น ในระหว่างกระบวนการนี้ การระเหยของตัวทำละลายบางส่วนจะเกิดขึ้น ดังนั้น ความเข้มข้นของตัวทำละลายจะเพิ่มขึ้น การให้ความร้อนสามารถดำเนินการได้จนกว่าผลึกแรกของสาร (เมล็ดตกผลึก) จะปรากฏขึ้น สารละลายที่อิ่มตัวและร้อนที่ได้นั้นเพียงพอที่จะทำให้เย็นลงอย่างระมัดระวังเพื่อเริ่มกระบวนการตกผลึก นั่นคือการตกตะกอนของผลึกของสารที่ละลาย นี่เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างใช้เวลา มันต้องการการเจริญเติบโตของผลึกที่ช้าในกระบวนการสุก กระบวนการตกผลึกแบบค่อยเป็นค่อยไปช่วยส่งเสริมการก่อตัวของผลึกขนาดใหญ่ที่มีความบริสุทธิ์สูง ผลึกที่เกิดขึ้นต้องถูกแยกออกจากสารละลาย ซึ่งก็คือของเหลวแม่ โดยการกรองแบบกรวยร่องโดยใช้ชุดกรองสุญญากาศ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องล้างเพื่อขจัดสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็ง บางครั้งจำเป็นต้องเริ่มกระบวนการทำให้เป็นผลึก เช่น โดยการโยนผลึกของสารที่ตกตะกอนลงในสารละลายอิ่มตัวหรือโดยการเหนี่ยวนำเชิงกล (ค่อยๆ แตะผนังของภาชนะด้วยสารละลาย)

โครมาโตกราฟี

ปัจจุบัน โครมาโทกราฟีเป็นหนึ่งในเทคนิคที่ใช้บ่อยที่สุดในการแยกสารผสมในห้องปฏิบัติการ ส่วนใหญ่จะแบ่งออกเป็นโครมาโตกราฟีแบบของเหลว ก๊าซ โครมาโตกราฟีเหนือวิกฤตเคลื่อนที่ ไอออนิก และกระดาษ สองข้อแรกนี้เหมาะสมที่สุด

โครมาโตกราฟีของเหลว

ส่วนกลางของระบบโครมาโตกราฟีแบบของเหลวคือคอลัมน์ที่เต็มไปด้วยเตียงซึ่งจะมีการแยกส่วนประกอบของส่วนผสมอย่างเหมาะสม นำสารที่ทดสอบมารวมกับสารชะ ได้แก่ เฟสเคลื่อนที่ ส่วนประกอบแต่ละส่วนของส่วนผสมทำปฏิกิริยากับเตียงของเฟสนิ่งที่มีความเข้มต่างกัน ยิ่งการโต้ตอบนี้มากเท่าไหร่ พวกมันก็จะยิ่งแข็งแกร่งมากขึ้นเท่านั้นในคอลัมน์ และยิ่งพวกมันไปถึงเครื่องตรวจจับในภายหลัง สารที่ไม่คงตัวชะ (ล้างออกด้วยตัวชะ) ก่อนพร้อมกับเฟสเคลื่อนที่ การเลือกพารามิเตอร์การแยกด้วยโครมาโตกราฟีที่เหมาะสม เช่น ประเภทของเบด องค์ประกอบของเฟสเคลื่อนที่ เวลาในการวิเคราะห์ อุณหภูมิ ฯลฯ ช่วยให้สามารถเลือกแยกสารผสมที่ทำซ้ำได้

แก๊สโครมาโตกราฟี

หลักการแยกส่วนประกอบของสารผสมในแก๊สโครมาโตกราฟีจะเหมือนกับในโครมาโตกราฟีของเหลว ในกรณีนี้ การเปลี่ยนแปลงพื้นฐานคือเฟสการเคลื่อนที่ของแก๊ส (แก๊สพาหะ) ส่วนผสมที่วิเคราะห์ในรูปของสารละลายของเหลวจะถูกนำเข้าสู่เครื่องจ่าย ซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบของแก๊สโครมาโตกราฟ วิธีนี้จะระเหยและถูกนำเข้าสู่คอลัมน์โครมาโตกราฟีพร้อมกับก๊าซตัวพา หลังจากแยกในคอลัมน์แล้ว ส่วนประกอบจะเข้าสู่เครื่องตรวจจับ