Métodos comuns de purificação e separação em laboratórios
Purificação refere-se à purificação da mistura para remover impurezas e à obtenção do material hospedeiro na mistura, sendo que as impurezas purificadas não precisam considerar a composição química e o estado físico. Existem muitas maneiras de separar misturas, mas elas podem ser divididas em duas grandes categorias com base na natureza da separação:
1. Método de separação química
2. Método de separação física
Os seguintes métodos para separação química e purificação de misturas são resumidos da seguinte forma:
Princípio de separação e purificação
1. O reagente introduzido geralmente reage apenas com impurezas;
2. Os reagentes subsequentes devem remover o excesso de reagentes pré-adicionados;
3. Não é possível introduzir novas substâncias;
4. A substância formada pela reação da impureza e do reagente é facilmente separada da substância purificada;
5. O processo é simples, o fenômeno é óbvio e a pureza é alta;
6. Converta as impurezas nas substâncias necessárias, tanto quanto possível;
7. Considere a sequência racional de adição de reagentes ao remover múltiplas impurezas;
8. Se você encontrar um gás muito solúvel em água, evite o fenômeno de contra-sucção.
Distinção conceitual
Limpeza:
Separar sólidos densos e insolúveis de líquidos, separando areia e água;
filtro:
Separar sólidos insolúveis do líquido e purificar a água comestível;
Dissolução e filtração:
Separar dois sólidos, um solúvel em um solvente e outro insolúvel, separando sais e areia;
Separação centrífuga:
Separando sólidos insolúveis do líquido, separando a lama e a água;
Método de cristalização:
Separar solutos dissolvidos da solução e extrair sal da água do mar;
Separação de líquidos:
Separando dois líquidos imiscíveis, separando óleo e água;
Extração:
Adicionar um solvente adequado para dissolver e separar um componente da mistura e extrair o iodo na solução aquosa;
Destilação:
Os solutos solventes e não voláteis são separados da solução e a água pura é obtida na água do mar;
Fracionamento:
Separando dois líquidos mutuamente solúveis com diferentes pontos de ebulição, separando oxigênio e nitrogênio no ar líquido; refinar petróleo;
sublimação:
Separar dois sólidos, dos quais apenas um pode sublimar, separando iodo e areia;
Adsorção:
As impurezas gasosas ou sólidas da mistura são removidas e o carvão ativado remove as impurezas coloridas do açúcar mascavo.
Separação e purificação de métodos químicos comumente usados
1 Método de aquecimento
Quando uma substância com fraca estabilidade térmica é misturada na mistura, esta pode ser directamente aquecida para decompor e separar o material com fraca estabilidade térmica. Por exemplo, NH4Cl é misturado em NaCl, NaHCO3 é misturado em Na2CO3 e semelhantes podem ser aquecidos diretamente para remover impurezas.
2 Precipitação
Método em que um determinado reagente é adicionado à mistura para separar um deles na forma de precipitado. Deve-se ter cuidado ao usar este método para introduzir novas impurezas. Se uma pluralidade de reagentes for usada para precipitar gradualmente diferentes partículas na solução, deve-se notar que a porção em excesso do reagente adicionado é removida e o reagente adicionado não introduz novas impurezas. Por exemplo, adicionar uma quantidade apropriada de solução de BaCl2 pode remover Na2SO4 misturado em NaCl.
3 Método ácido-base
O material purificado não reage com o ácido e a base, e as impurezas podem reagir com o ácido e a base, e o ácido e o álcali são usados como agente de remoção de impurezas. Por exemplo, o CaCO3 em SiO2 é removido com ácido clorídrico, e o pó de alumínio ou semelhante no pó de ferro é removido com uma solução de hidróxido de sódio.
4 reação redox
Se a mistura estiver contaminada com impurezas redutoras, um agente oxidante adequado pode ser adicionado para oxidá-la em um material purificado. Por exemplo, o cloro é colocado em uma solução de FeCl3 misturada com FeCl2 para remover impurezas de FeCl2; da mesma forma, se a mistura for misturada com impurezas oxidantes, um agente redutor adequado pode ser adicionado para reduzi-la a uma substância purificada. Por exemplo, um excesso de pó de ferro é adicionado a uma solução de FeCl 2 misturada com FeCl 3 para remover impurezas de FeCl 3.
5 Método de conversão
Não pode ser separado uma vez e precisa ser convertido em outras substâncias para serem separadas após várias transformações, e então as substâncias convertidas são restauradas às substâncias originais. Para a separação de Fe3+ e Al3+, um excesso de solução de NaOH pode ser adicionado para formar Fe(OH)3 e NaAlO2. Após a filtração, adiciona-se ácido clorídrico para regenerar Fe3+ e Al3+. No processo de conversão, a perda de substâncias separadas é minimizada e as substâncias convertidas são facilmente restauradas às substâncias originais.
6 Ajustar o pH
Método de separação de um componente de uma solução pela adição de um reagente para ajustar o pH da solução. Geralmente, é ajustado pela adição de substâncias insolúveis ou ligeiramente solúveis correspondentes. Por exemplo, se a impureza FeCl3 estiver contida na solução de CuCl2, a solução é uma solução ácida devido à hidrólise de FeCl3, e o Fe3+ pode ser precipitado ajustando o pH. Para isso, CuO, Cu(OH)2, CuCO3 ou CuO podem ser adicionados à solução. Cu2(OH)2CO3.
7 Eletrólise
O princípio da eletrólise é usado para separar as substâncias purificadas. Por exemplo, o cobre eletrolítico é usado para fazer o cobre bruto como ânodo, o cobre refinado como cátodo e a solução contendo íons de cobre como eletrólito. Sob a ação da corrente contínua, o cobre é mais ativo que o cobre. O metal perde elétrons, e apenas os íons de cobre no cátodo fazem com que os elétrons precipitem, purificando assim o cobre.
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