DECHEMAX elválasztási technológia
A különböző anyagok elválasztása az anyagok keverékétől az egyik legfontosabb eljárás a feldolgozóiparban, mivel a legtöbb nyersanyag és a kémiai reakciókból származó termékek különböző anyagok keverékei, amelyeket a további feldolgozás előtt el kell választani egymástól.
Az elválasztandó anyagok különféle jellemzőit itt alkalmazzuk. Az elválasztani kívánt anyagok tulajdonságaitól függően más elválasztási eljárásokat alkalmaznak. Például lehetséges az egyes részecskék nagysága, az anyagok oldószerekben való oldhatósága, forráspontja, de mágnesezhetősége vagy színe szerint is elválasztani (például a hulladéküveg elválasztásakor). Ma szeretnénk bemutatni néhányat az elválasztási folyamatok közül, amelyeket gyakran használnak erre a célra.
A "klasszikusok" - részecskeméret szerinti szétválasztás
Ez valószínűleg az egyik legrégebbi elválasztási módszer hét . Ezt valószínűleg mind tudják sütemények sütéséből vagy a homokozóból. Ez lehetővé teszi két olyan szilárd anyag szétválasztását, amelyek részecskéi különböző méretűek (pl. Homok és kavics).
Ha egy szilárd anyagot el akar választani egy folyadéktól, akkor nagyon hasonló módon járhat el. Ebben az esetben azonban nem szitát használnak, hanem megfelelőt szűrő (például ruhával vagy papírszűrővel). A szűrő pórusai szitaként hatnak, és visszatartják a nagy szilárd részecskéket, miközben a folyadék átjuthat rajtuk. Ez az elv, hogy te amikor kávét főz. A kávépor bekerül a papírszűrőbe, és azt visszatartja. Eközben a forró víz átfolyik a szűrőn, és csak a kávé por ízét és színét viszi magával. A tisztítás során az ivóvizet is szűrjük, hogy eltávolítsuk a homokot és a kavicsot.
Hogyan juthat a só a tengervízből?
A só valójában szintén szilárd anyag, de annyira jól oldódik a vízben, hogy szűrővel nem lehet elválasztani tőle. Ezért más módszert kell alkalmazni a só kinyerésére a tengervízből.
Itt fűtött csak tartsa a sós vizet, amíg az összes víz el nem párolog, és csak a sókristályok maradnak. Ez azért működik, mert a víz sokkal korábban éri el forráspontját, és ezáltal gázszerűbbé válik, mint a só. Ez a módszer z. B. a Földközi-tenger nagy sós lapjaiban használják. Itt a sós vizet nem melegítik, hanem egyszerűen napfénynek teszik ki, amíg a víz "magától" el nem párolog, és a sót maga mögött hagyja.Kicsit nehezebb: két folyadék elválasztása
Ahogy el lehet képzelni, meglehetősen nehéz két vegyes folyadékot elválasztani egymástól. De természetesen ez is lehetséges. Ezt használja a lepárlás .
Ehhez egy nagyon speciális berendezésre van szükség (lásd az oldalon található számozott ábrát). Ez egyből áll dugattyú (2) amelyben lehet Folyékony keverék (3) kitölti. Ő egy radiátor (1) melegítjük. Természetesen a folyékony keverék is lassan felmelegszik, és az alacsonyabb forráspontú folyadék (amely ezért gyorsabban gázgá válik) elsőként gőzként emelkedik. A dugattyú tetején van egy hűvösebb (4), amely elvileg két egymásba tolott csőből áll. A külső csövön keresztül folyamatosan folyik a hideg víz (6), amely biztosítja, hogy a lombikból felszálló gőz ismét lehűljön és kondenzálódjon a belső csőben. A kapott folyadék egyben van második dugattyú (5) elkapta. Ideális esetben most kizárólag az első lombikban először elpárologtató anyagból kell állnia. Ez azt jelenti, hogy a folyadékkeveréket ismét elválasztották egymástól, mivel a második folyadék még mindig az első lombikban van.
Az elválasztás általában nem sikerül tökéletesen az első kísérletnél, mert a magasabb forráspontú folyadék egy része is mindig elpárolog. Ezért gyakran egymás után több lepárlást kell végrehajtani.
A desztilláció alkalmazásai pl. B. olaj tisztítása finomítóban vagy snapsz előállítása.
Nagyon sokoldalú: kromatográfia
Az egyik legelterjedtebb elválasztási eljárás a kromatográfia, amely sokféle változatban áll rendelkezésre. Többek között. kémia, biotechnológia vagy élelmiszer-kémia területén anyagkeverékek elemzéséhez arra használják, hogy megnézzék, mely egyes anyagok vannak benne.
A kromatográfia elve összehasonlítható egy hajóval, amely több hajóval folyik. Minden hajó ugyanabból a helyből indul egyszerre. Idővel folyamatosan kikötnek a bankon, egyesek gyakrabban, mások ritkábban. Egy idő után a folyón lévő csónakok egymástól messze nyújtózkodnak.
A kromatográfia ugyanúgy működik. Itt az anyagkeverékek (vagyis a különböző hajók) egyben vannak mobil fázis (vagyis a víz) egy állófázis (a meder) tovább szállított. Mivel a keverékben lévő különféle anyagok részecskéi különböző mértékben lépnek kölcsönhatásba a mozgó és az álló fázissal (vagyis többé-kevésbé gyakran alkalmazzák őket), különböző sebességgel haladnak előre, és így fokozatosan szétválnak.
Különböző mobil és álló fázisokat használnak, attól függően, hogy mely keverékeket kívánja elválasztani. Vannak például helyhez kötött fázisok. Papír, szilikát, cellulóz, szilikagél, membránok vagy akár különféle folyadékok. A mobil fázisok tartalmazzák B. hexánt, benzolt, kloroformot, acetont, nitrogént, héliumot vagy vizet használunk. Megfelelő eszközökkel akár a gázokat is el lehet választani egymástól, majd elemezni.
Szeretné megnézni, hogy melyik alkatrészek alkotják a toll színét? Az erre vonatkozó utasításokat a DECHEMAX verseny második fordulójának 2008/2009-es feladatában találja meg.