실험실의 일반적인 정제 및 분리 방법
정제란 혼합물을 정제하여 불순물을 제거하고, 혼합물 중의 모물질을 얻는 것을 말하며, 정제된 불순물은 화학적 조성이나 물리적 상태를 고려할 필요가 없다. 혼합물을 분리하는 방법에는 여러 가지가 있지만 분리 특성에 따라 크게 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
1. 화학적 분리방법
2. 물리적 분리 방법
혼합물의 화학적 분리 및 정제를 위한 다음 방법은 다음과 같이 요약됩니다.
분리 및 정제 원리
1. 투입된 시약은 일반적으로 불순물과만 반응합니다.
2. 후속 시약은 미리 첨가된 과잉 시약을 제거해야 합니다.
3. 새로운 물질을 도입할 수 없다.
4. 불순물과 시약의 반응으로 형성된 물질은 정제된 물질로부터 쉽게 분리된다.
5. 공정이 간단하고 현상이 뚜렷하며 순도가 높다.
6. 불순물을 가능한 한 필요한 물질로 전환하십시오.
7. 여러 불순물을 제거할 때 시약을 추가하는 합리적인 순서를 고려하십시오.
8. 물에 잘 녹는 가스를 만나면 역흡입 현상을 방지하세요.
개념적 구별
청소:
액체에서 조밀하고 불용성인 고체를 분리하고, 모래와 물을 분리합니다.
필터:
액체에서 불용성 고형물을 분리하고 식용수를 정제하는 단계;
용해 및 여과:
하나는 용매에 용해되고 다른 하나는 불용성인 두 개의 고체를 분리하여 소금과 모래를 분리합니다.
원심 분리:
액체에서 불용성 고체를 분리하고, 진흙과 물을 분리하는 단계;
결정화 방법:
용액에서 용해된 용질을 분리하고 바닷물에서 소금을 추출하는 단계;
액체 별거:
섞이지 않는 두 액체를 분리하고, 기름과 물을 분리합니다.
추출:
혼합물의 성분을 용해 및 분리하기 위해 적당한 용매를 첨가하고, 수용액 중의 요오드를 추출하는 단계;
증류:
용액에서 용매와 비휘발성 용질이 분리되고 바닷물에서 순수한 물이 얻어집니다.
분류:
끓는점이 다른 두 개의 상호 용해성 액체를 분리하고 액체 공기에서 산소와 질소를 분리합니다. 석유 정제;
승화:
두 개의 고체를 분리하고 그 중 하나만 승화할 수 있으며 요오드와 모래를 분리합니다.
흡착:
혼합물 중의 기체상 또는 고체 불순물이 제거되고, 활성탄은 흑설탕의 유색 불순물을 제거합니다.
일반적으로 사용되는 화학적 방법의 분리 및 정제
1 가열 방식
혼합물에 열적 안정성이 떨어지는 물질이 혼합되어 있는 경우, 이를 직접 가열하여 열적 안정성이 떨어지는 물질을 분해, 분리할 수 있다. 예를 들어 NaCl에 NH4Cl을 섞고, Na3CO2에 NaHCO3를 섞는 등 직접 가열하여 불순물을 제거할 수 있다.
2 침전
혼합물에 특정 시약을 첨가하여 그 중 하나를 침전물로 분리하는 방법. 새로운 불순물을 도입하기 위해 이 방법을 사용할 때는 주의가 필요합니다. 용액 내에서 서로 다른 입자를 점진적으로 침전시키기 위해 다수의 시약을 사용하는 경우, 첨가된 시약의 과량은 제거되고 첨가된 시약은 새로운 불순물을 도입하지 않는다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, BaCl2 용액을 적당량 첨가하면 NaCl에 혼합된 Na2SO4를 제거할 수 있습니다.
3 산-염기법
정제된 물질은 산과 염기와 반응하지 않고, 불순물은 산과 염기와 반응할 수 있으며, 산과 알칼리는 불순물 제거제로 사용된다. 예를 들어, SiO3 중의 CaCO2는 염산으로 제거하고, 철분말 중의 알루미늄 분말 등은 수산화나트륨 용액으로 제거한다.
4 산화환원 반응
혼합물이 환원성 불순물로 오염된 경우, 적절한 산화제를 첨가하여 산화시켜 정제된 물질로 만들 수 있다. 예를 들어, FeCl3 불순물을 제거하기 위해 FeCl2와 혼합된 FeCl2 용액에 염소를 떨어뜨립니다. 마찬가지로, 혼합물이 산화성 불순물과 혼합된 경우, 적절한 환원제를 첨가하여 이를 정제된 물질로 환원시킬 수 있습니다. 예를 들어, FeCl2 불순물을 제거하기 위해 FeCl3와 혼합된 FeCl3 용액에 과량의 철분을 첨가한다.
5 변환 방법
한번 분리할 수 없고, 여러 번의 변형을 거쳐 분리되려면 다른 물질로 변환되어야 하며, 변환된 물질은 원래의 물질로 복원됩니다. Fe3+와 Al3+를 분리하려면 과량의 NaOH 용액을 첨가하여 Fe(OH)3와 NaAlO2를 형성할 수 있습니다. 여과 후 염산을 첨가하여 Fe3+와 Al3+를 재생합니다. 변환 과정에서 분리된 물질의 손실이 최소화되며, 변환된 물질은 쉽게 원래의 물질로 복원됩니다.
6 pH 조정
용액의 pH를 조절하기 위해 시약을 첨가하여 용액의 성분을 분리하는 방법. 일반적으로 해당 불용성 또는 약간 용해성 물질을 첨가하여 조정됩니다. 예를 들어, CuCl3 용액에 FeCl2 불순물이 포함되어 있는 경우, FeCl3의 가수분해로 인해 용액은 산성용액이 되며, pH를 조절하여 Fe3+를 석출시킬 수 있다. 이를 위해 CuO, Cu(OH)2, CuCO3 또는 CuO를 용액에 첨가할 수 있습니다. Cu2(OH)2CO3.
7 전기분해
전기분해의 원리는 정제된 물질을 분리하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 전해 구리는 조동을 양극으로, 정제된 구리를 음극으로, 구리 이온 함유 용액을 전해질로 만드는 데 사용됩니다. 직류의 작용으로 구리는 구리보다 더 활동적입니다. 금속은 전자를 잃고, 음극에서는 구리 이온만이 전자를 얻어 석출되어 구리를 정제합니다.
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