Méthodes courantes de purification et de séparation dans les laboratoires
La purification fait référence à la purification du mélange pour éliminer les impuretés et à l'obtention du matériau hôte dans le mélange, et les impuretés purifiées n'ont pas à prendre en compte la composition chimique et l'état physique. Il existe de nombreuses façons de séparer les mélanges, mais elles peuvent être divisées en deux grandes catégories en fonction de leur nature de séparation :
1. Méthode de séparation chimique
2. Méthode de séparation physique
Les méthodes suivantes de séparation chimique et de purification des mélanges sont résumées comme suit :
Principe de séparation et de purification
1. Le réactif introduit ne réagit généralement qu’avec les impuretés ;
2. Les réactifs suivants doivent éliminer les réactifs pré-ajoutés en excès ;
3. Ne peut pas introduire de nouvelles substances ;
4. La substance formée par la réaction de l'impureté et du réactif se sépare facilement de la substance purifiée ;
5. Le processus est simple, le phénomène est évident et la pureté est élevée ;
6. Convertissez autant que possible les impuretés en substances requises ;
7. Considérez la séquence rationnelle d'ajout de réactifs lors de l'élimination de plusieurs impuretés ;
8. Si vous rencontrez un gaz très soluble dans l'eau, évitez le phénomène de rétro-aspiration.
Distinction conceptuelle
Nettoyage:
Séparer les solides denses et insolubles des liquides, séparer le sable et l'eau ;
filtre:
Séparer les solides insolubles du liquide et purifier l'eau comestible ;
Dissolution et filtration :
Séparer deux solides, l'un soluble dans un solvant et l'autre insoluble, en séparant les sels et le sable ;
Séparation centrifuge :
Séparer les solides insolubles du liquide, séparer la boue et l'eau ;
Méthode de cristallisation :
Séparer les solutés dissous de la solution et extraire le sel de l'eau de mer ;
Séparation des liquides :
Séparer deux liquides non miscibles, séparer l'huile et l'eau ;
extraction:
Ajouter un solvant approprié pour dissoudre et séparer un composant du mélange, et extraire l'iode dans la solution aqueuse ;
Distillation:
Le solvant et les solutés non volatils sont séparés de la solution et de l'eau pure est obtenue dans l'eau de mer ;
Fractionnement :
Séparer deux liquides mutuellement solubles avec des points d'ébullition différents, en séparant l'oxygène et l'azote dans l'air liquide ; raffinage du pétrole;
sublimation:
Séparer deux solides dont un seul peut se sublimer, séparer l'iode et le sable ;
Adsorption:
Les impuretés gazeuses ou solides du mélange sont éliminées et le charbon actif élimine les impuretés colorées de la cassonade.
Séparation et purification des méthodes chimiques couramment utilisées
1 Méthode de chauffage
Lorsqu'une substance ayant une mauvaise stabilité thermique est mélangée au mélange, elle peut être directement chauffée pour décomposer et séparer le matériau ayant une mauvaise stabilité thermique. Par exemple, NH4Cl est mélangé à NaCl, NaHCO3 est mélangé à Na2CO3, et similaires peuvent être directement chauffés pour éliminer les impuretés.
2 Précipitations
Méthode dans laquelle un certain réactif est ajouté au mélange pour séparer l'un d'eux sous forme de précipité. Il faut veiller à utiliser cette méthode pour introduire de nouvelles impuretés. Si une pluralité de réactifs sont utilisés pour précipiter progressivement différentes particules dans la solution, il convient de noter que la partie en excès du réactif ajouté est éliminée et que le réactif ajouté n'introduit pas de nouvelles impuretés. Par exemple, l'ajout d'une quantité appropriée de solution BaCl2 peut éliminer le Na2SO4 mélangé au NaCl.
3 Méthode acide-base
Le matériau purifié ne réagit pas avec l'acide et la base, et les impuretés peuvent réagir avec l'acide et la base, et l'acide et l'alcali sont utilisés comme agent d'élimination des impuretés. Par exemple, le CaCO3 dans SiO2 est éliminé avec de l'acide chlorhydrique, et la poudre d'aluminium ou similaire dans la poudre de fer est éliminée avec une solution d'hydroxyde de sodium.
4 Réaction redox
Si le mélange est contaminé par des impuretés réductrices, un agent oxydant approprié peut être ajouté pour l'oxyder en un matériau purifié. Par exemple, du chlore est versé dans une solution de FeCl3 mélangée à FeCl2 pour éliminer les impuretés de FeCl2 ; de même, si le mélange est mélangé à des impuretés oxydantes, un agent réducteur approprié peut être ajouté pour le réduire en une substance purifiée. Par exemple, un excès de poudre de fer est ajouté à une solution de FeCl 2 mélangée à FeCl 3 pour éliminer les impuretés de FeCl 3.
5 Méthode de conversion
Il ne peut pas être séparé une seule fois, et il doit être converti en d'autres substances pour être séparé après plusieurs transformations, puis les substances converties sont restaurées aux substances d'origine. Pour la séparation de Fe3+ et Al3+, un excès de solution de NaOH peut être ajouté pour former Fe(OH)3 et NaAlO2. Après filtration, de l'acide chlorhydrique est ajouté pour régénérer Fe3+ et Al3+. Au cours du processus de conversion, la perte de substances séparées est minimisée et les substances converties sont facilement restaurées en substances d'origine.
6 Ajuster le pH
Méthode de séparation d'un composant d'une solution en ajoutant un réactif pour ajuster le pH de la solution. Généralement, il est ajusté en ajoutant des substances correspondantes insolubles ou légèrement solubles. Par exemple, si l'impureté FeCl3 est contenue dans la solution CuCl2, la solution est une solution acide en raison de l'hydrolyse de FeCl3, et le Fe3+ peut être précipité en ajustant le pH. Pour cela, CuO, Cu(OH)2, CuCO3 ou CuO peuvent être ajoutés à la solution. Cu2(OH)2CO3.
7 Électrolyse
Le principe de l'électrolyse est utilisé pour séparer les substances purifiées. Par exemple, le cuivre électrolytique est utilisé pour fabriquer le cuivre brut comme anode, le cuivre raffiné comme cathode et la solution contenant des ions cuivre comme électrolyte. Sous l’action du courant continu, le cuivre est plus actif que le cuivre. Le métal perd des électrons et seuls les ions cuivre de la cathode font précipiter les électrons, purifiant ainsi le cuivre.
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