Gängige Reinigungs- und Trennmethoden in Laboren
Reinigung bezieht sich auf die Reinigung der Mischung, um Verunreinigungen zu entfernen und das Wirtsmaterial in der Mischung zu erhalten. Bei den gereinigten Verunreinigungen müssen die chemische Zusammensetzung und der physikalische Zustand nicht berücksichtigt werden. Es gibt viele Möglichkeiten, Gemische zu trennen, sie können jedoch je nach Art der Trennung in zwei große Kategorien eingeteilt werden:
1. Chemische Trennmethode
2. Physikalische Trennmethode
Die folgenden Methoden zur chemischen Trennung und Reinigung von Gemischen werden wie folgt zusammengefasst:
Prinzip der Trennung und Reinigung
1. Das eingebrachte Reagenz reagiert im Allgemeinen nur mit Verunreinigungen;
2. Nachfolgende Reagenzien sollten überschüssige vorab hinzugefügte Reagenzien entfernen;
3. Kann keine neuen Substanzen einführen;
4. Die durch die Reaktion der Verunreinigung und des Reagenzes gebildete Substanz lässt sich leicht von der gereinigten Substanz trennen;
5. Der Prozess ist einfach, das Phänomen ist offensichtlich und die Reinheit ist hoch;
6. Verunreinigungen so weit wie möglich in die benötigten Stoffe umwandeln;
7. Berücksichtigen Sie die rationale Reihenfolge der Zugabe von Reagenzien beim Entfernen mehrerer Verunreinigungen.
8. Wenn Sie auf ein Gas stoßen, das in Wasser sehr gut löslich ist, verhindern Sie das Phänomen der Rücksaugung.
Begriffliche Unterscheidung
Reinigung:
Trennen dichter und unlöslicher Feststoffe von Flüssigkeiten, Trennen von Sand und Wasser;
Filter:
Trennung unlöslicher Feststoffe von der Flüssigkeit und Reinigung des Speisewassers;
Auflösung und Filtration:
Trennen zweier Feststoffe, von denen einer in einem Lösungsmittel löslich und der andere unlöslich ist, Trennen von Salzen und Sand;
Zentrifugale Trennung:
Trennen unlöslicher Feststoffe von der Flüssigkeit, Trennen von Schlamm und Wasser;
Kristallisationsmethode:
Trennen gelöster Stoffe von der Lösung und Extrahieren von Salz aus Meerwasser;
Flüssigkeitstrennung:
Trennen zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten, Trennen von Öl und Wasser;
Extraktion:
Hinzufügen eines geeigneten Lösungsmittels zum Auflösen und Abtrennen einer Komponente der Mischung und Extrahieren von Jod in der wässrigen Lösung;
Destillation:
Lösungsmittel und nichtflüchtige gelöste Stoffe werden von der Lösung getrennt und reines Wasser im Meerwasser gewonnen;
Fraktionierung:
Trennung zweier ineinander löslicher Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Siedepunkten, Trennung von Sauerstoff und Stickstoff in flüssiger Luft; Raffinieren von Erdöl;
Sublimation:
Trennung zweier Feststoffe, von denen nur einer sublimieren kann, Trennung von Jod und Sand;
Adsorption:
Die gasförmigen oder festen Verunreinigungen in der Mischung werden entfernt und die Aktivkohle entfernt farbige Verunreinigungen aus dem braunen Zucker.
Trennung und Reinigung häufig verwendeter chemischer Methoden
1 Heizmethode
Wenn der Mischung eine Substanz mit schlechter thermischer Stabilität beigemischt wird, kann diese direkt erhitzt werden, um das Material mit schlechter thermischer Stabilität zu zersetzen und abzutrennen. Beispielsweise wird NH4Cl mit NaCl gemischt, NaHCO3 wird mit Na2CO3 gemischt und dergleichen kann direkt erhitzt werden, um Verunreinigungen zu entfernen.
2 Niederschlag
Eine Methode, bei der der Mischung ein bestimmtes Reagenz zugesetzt wird, um eines davon in Form eines Niederschlags abzutrennen. Es muss darauf geachtet werden, mit dieser Methode neue Verunreinigungen einzuführen. Wenn mehrere Reagenzien verwendet werden, um nach und nach verschiedene Partikel in der Lösung auszufällen, ist zu beachten, dass der überschüssige Teil des zugesetzten Reagenzes entfernt wird und das zugesetzte Reagenz keine neuen Verunreinigungen einbringt. Durch Zugabe einer geeigneten Menge BaCl2-Lösung kann beispielsweise mit NaCl vermischtes Na2SO4 entfernt werden.
3 Säure-Base-Methode
Das gereinigte Material reagiert nicht mit der Säure und Base, und die Verunreinigungen können mit der Säure und Base reagieren, und die Säure und das Alkali werden als Mittel zur Entfernung von Verunreinigungen verwendet. Beispielsweise wird CaCO3 in SiO2 mit Salzsäure entfernt, und Aluminiumpulver oder dergleichen im Eisenpulver wird mit einer Natriumhydroxidlösung entfernt.
4 Redoxreaktion
Wenn die Mischung mit reduzierenden Verunreinigungen verunreinigt ist, kann ein geeignetes Oxidationsmittel zugesetzt werden, um sie zu einem gereinigten Material zu oxidieren. Beispielsweise wird Chlor in eine mit FeCl3 gemischte FeCl2-Lösung getropft, um FeCl2-Verunreinigungen zu entfernen; Ebenso kann, wenn das Gemisch mit oxidierenden Verunreinigungen vermischt ist, ein geeignetes Reduktionsmittel zugesetzt werden, um es zu einer gereinigten Substanz zu reduzieren. Beispielsweise wird einer mit FeCl 2 gemischten FeCl 3 -Lösung ein Überschuss an Eisenpulver zugesetzt, um FeCl 3-Verunreinigungen zu entfernen.
5 Konvertierungsmethode
Es kann nicht einmal abgetrennt werden und muss nach mehreren Umwandlungen in andere zu trennende Substanzen umgewandelt werden. Anschließend werden die umgewandelten Substanzen wieder in die ursprünglichen Substanzen umgewandelt. Zur Trennung von Fe3+ und Al3+ kann ein Überschuss an NaOH-Lösung zugegeben werden, um Fe(OH)3 und NaAlO2 zu bilden. Nach der Filtration wird Salzsäure zugegeben, um Fe3+ und Al3+ zu regenerieren. Bei der Umwandlung wird der Verlust der abgetrennten Stoffe minimiert und die umgewandelten Stoffe lassen sich leicht in die ursprünglichen Stoffe zurückverwandeln.
6 pH-Wert einstellen
Eine Methode zur Trennung einer Komponente einer Lösung durch Zugabe eines Reagenzes zur Einstellung des pH-Werts der Lösung. Die Einstellung erfolgt im Allgemeinen durch Zugabe entsprechender unlöslicher oder schwerlöslicher Stoffe. Wenn beispielsweise die FeCl3-Verunreinigung in der CuCl2-Lösung enthalten ist, ist die Lösung aufgrund der Hydrolyse von FeCl3 eine saure Lösung und das Fe3+ kann durch Anpassen des pH-Werts ausgefällt werden. Hierzu kann der Lösung CuO, Cu(OH)2, CuCO3 oder CuO zugesetzt werden. Cu2(OH)2CO3.
7 Elektrolyse
Zur Trennung der gereinigten Stoffe wird das Prinzip der Elektrolyse genutzt. Beispielsweise wird Elektrolytkupfer verwendet, um Rohkupfer als Anode, raffiniertes Kupfer als Kathode und die kupferionenhaltige Lösung als Elektrolyt herzustellen. Unter Einwirkung von Gleichstrom ist Kupfer aktiver als Kupfer. Das Metall verliert Elektronen und nur Kupferionen an der Kathode bekommen Elektronen zur Ausfällung, wodurch Kupfer gereinigt wird.
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