Métodos comunes de purificación y separación en laboratorios.
La purificación se refiere a purificar la mezcla para eliminar impurezas y obtener el material huésped en la mezcla, y las impurezas purificadas no tienen que considerar la composición química ni el estado físico. Hay muchas formas de separar mezclas, pero se pueden dividir en dos categorías amplias según su naturaleza de separación:
1. Método de separación química
2. Método de separación física
Los siguientes métodos para la separación química y purificación de mezclas se resumen a continuación:
Principio de separación y purificación.
1. El reactivo introducido generalmente sólo reacciona con impurezas;
2. Los reactivos posteriores deben eliminar el exceso de reactivos añadidos previamente;
3. No se pueden introducir nuevas sustancias;
4. La sustancia formada por la reacción de la impureza y el reactivo se separa fácilmente de la sustancia purificada;
5. El proceso es simple, el fenómeno es obvio y la pureza es alta;
6. Convertir las impurezas en las sustancias requeridas tanto como sea posible;
7. Considere la secuencia racional de adición de reactivos al eliminar múltiples impurezas;
8. Si encuentra un gas muy soluble en agua, evite el fenómeno de retrosucción.
Distinción conceptual
Limpieza:
Separar sólidos densos e insolubles de líquidos, separar arena y agua;
filtro:
Separar los sólidos insolubles del líquido y purificar el agua comestible;
Disolución y filtración:
Separar dos sólidos, uno soluble en un solvente y otro insoluble, separando sales y arena;
Separación centrífuga:
Separar los sólidos insolubles del líquido, separando el lodo y el agua;
Método de cristalización:
Separar solutos disueltos de la solución y extraer sal del agua de mar;
Separación de líquidos:
Separar dos líquidos inmiscibles, separar aceite y agua;
extracción:
Agregar un disolvente adecuado para disolver y separar un componente de la mezcla y extraer yodo en la solución acuosa;
Destilación:
Los disolventes y los solutos no volátiles se separan de la solución y se obtiene agua pura en agua de mar;
Fraccionamiento:
Separar dos líquidos mutuamente solubles con diferentes puntos de ebullición, separar oxígeno y nitrógeno en aire líquido; refinación de petróleo;
sublimación:
Separar dos sólidos, de los cuales sólo uno puede sublimar, separando yodo y arena;
Adsorción:
Se eliminan las impurezas gaseosas o sólidas de la mezcla y el carbón activado elimina las impurezas coloreadas del azúcar moreno.
Separación y purificación de métodos químicos comúnmente utilizados.
1 método de calentamiento
Cuando se mezcla en la mezcla una sustancia que tiene una estabilidad térmica deficiente, se puede calentar directamente para descomponer y separar el material que tiene una estabilidad térmica deficiente. Por ejemplo, NH4Cl se mezcla con NaCl, NaHCO3 se mezcla con Na2CO3 y similares se pueden calentar directamente para eliminar impurezas.
2 Precipitación
Método en el que se añade un determinado reactivo a la mezcla para separar uno de ellos en forma de precipitado. Se debe tener cuidado al utilizar este método para introducir nuevas impurezas. Si se utilizan varios reactivos para precipitar gradualmente diferentes partículas en la solución, cabe señalar que se elimina la porción sobrante del reactivo agregado y que el reactivo agregado no introduce nuevas impurezas. Por ejemplo, agregar una cantidad adecuada de solución de BaCl2 puede eliminar el Na2SO4 mezclado con NaCl.
3 Método ácido-base
El material purificado no reacciona con el ácido y la base, y las impurezas pueden reaccionar con el ácido y la base, y el ácido y el álcali se utilizan como agente eliminador de impurezas. Por ejemplo, el CaCO3 en SiO2 se elimina con ácido clorhídrico y el polvo de aluminio o similar del polvo de hierro se elimina con una solución de hidróxido de sodio.
4 reacción redox
Si la mezcla está contaminada con impurezas reductoras, se puede agregar un agente oxidante adecuado para oxidarla y convertirla en un material purificado. Por ejemplo, se vierte cloro en una solución de FeCl3 mezclada con FeCl2 para eliminar las impurezas de FeCl2; Asimismo, si la mezcla se mezcla con impurezas oxidantes, se puede agregar un agente reductor adecuado para reducirla a una sustancia purificada. Por ejemplo, se añade un exceso de polvo de hierro a una solución de FeCl 2 mezclada con FeCl 3 para eliminar las impurezas de FeCl 3.
5 método de conversión
No se puede separar una vez y es necesario convertirlo en otras sustancias para separarlas después de varias transformaciones, y luego las sustancias convertidas se restauran a las sustancias originales. Para la separación de Fe3+ y Al3+, se puede añadir un exceso de solución de NaOH para formar Fe(OH)3 y NaAlO2. Después de la filtración, se añade ácido clorhídrico para regenerar Fe3+ y Al3+. En el proceso de conversión, se minimiza la pérdida de sustancias separadas y las sustancias convertidas se restauran fácilmente a sus sustancias originales.
6 Ajustar el pH
Un método para separar un componente de una solución agregando un reactivo para ajustar el pH de la solución. Generalmente se ajusta añadiendo las correspondientes sustancias insolubles o ligeramente solubles. Por ejemplo, si la impureza de FeCl3 está contenida en la solución de CuCl2, la solución es una solución ácida debido a la hidrólisis del FeCl3, y el Fe3+ puede precipitar ajustando el pH. Para ello se puede añadir a la solución CuO, Cu(OH)2, CuCO3 o CuO. Cu2(OH)2CO3.
7 Electrólisis
Para separar las sustancias purificadas se utiliza el principio de electrólisis. Por ejemplo, el cobre electrolítico se utiliza para fabricar cobre crudo como ánodo, cobre refinado como cátodo y solución que contiene iones de cobre como electrolito. Bajo la acción de la corriente continua, el cobre es más activo que el cobre. El metal pierde electrones y sólo los iones de cobre en el cátodo consiguen que los electrones precipiten, purificando así el cobre.
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