جداسازی مخلوط ها – شیمی برای بچه ها
شیمی برای بچه ها – جداسازی مخلوط ها
جداسازی مخلوط ها – شیمی برای بچه ها / بسیاری از موادی که ما روزانه استفاده می کنیم در واقع زمانی بخشی از یک مخلوط بودند.
یک نفر در جایی آن ماده را از مخلوط جدا کرد تا بتوانیم از آن استفاده کنیم.
به نظر می رسد که بسیاری از ترکیبات و عناصر به شکل خالص در طبیعت یافت نمی شوند، بلکه به عنوان اجزای مخلوط یافت می شوند.
جداسازی مواد از مخلوط ها بخش مهمی از شیمی و صنعت مدرن است.
برخی از اصطلاحات مهم شیمی در این بخش از جمله مخلوط ها , سوسپانسیون ها و محلول ها استفاده می شود .
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد هر یک از آنها می توانید روی پیوندها کلیک کنید.
چرا می خواهیم مخلوط ها را جدا کنیم؟
در تمام راه بازگشت به تاریخ باستان، انسان‌های کوشا مخلوط‌هایی را جدا کرده‌اند تا مواد خاص مورد نیاز خود را به دست آورند.
یکی از نمونه های آن استخراج فلز از سنگ معدن به منظور ساخت ابزار و سلاح است.
در ادامه به چند نمونه دیگر از جداسازی خواهیم پرداخت.
فرآیندهای جداسازی
روشی که در آن مواد مختلف در یک مخلوط جدا می شوند، فرآیند نامیده می شود.
تعدادی از فرآیندهای مختلف برای جداسازی استفاده می شود.
بسیاری از آنها بسیار پیچیده هستند و شامل مواد شیمیایی خطرناک یا دمای بالا هستند.
بسیاری از صنایع مهم در جهان امروز مبتنی بر فرآیندهای جداسازی هستند.
فیلتراسیون
یکی از روش های متداول جداسازی، فیلتراسیون است.
فیلترها در همه جا استفاده می شوند.
ما از آنها در خانه هایمان استفاده می کنیم تا گرد و غبار و کنه ها را از هوایی که تنفس می کنیم را فیلتر کنیم.
ما از آنها برای فیلتر کردن ناخالصی های آب خود استفاده می کنیم.
ما حتی در بدنمان فیلترهایی مانند کلیه ها داریم که به عنوان فیلترهایی عمل می کنند تا مواد بد را از خون ما خارج کنند.
فرآیند فیلتراسیون به طور کلی برای جدا کردن یک مخلوط سوسپانسیون که در آن ذرات جامد کوچک در مایع یا هوا معلق هستند استفاده می شود.
در مورد فیلتر کردن آب، آب از طریق کاغذی که از شبکه بسیار ظریفی از الیاف تشکیل شده است، عبور می کند.
آبی که از فیلتر عبور کرده است، فیلتر نامیده می شود. به ذراتي كه توسط فيلتر از آب خارج مي شوند، پسماند مي گويند.
تقطیر
یکی دیگر از فرآیندهای رایج جداسازی، تقطیر نام دارد.
تقطیر از جوش برای جداسازی مخلوط محلول های مایع استفاده می کند.
در نظر گرفته می شود که مواد مختلف در مخلوط دارای نقطه جوش متفاوتی هستند.
به عنوان مثال، اگر آب نمک را گرم کنید، آب موجود در محلول قبل از نمک می جوشد.
سپس آب تبخیر می شود و نمک را پشت سر می گذارد.
اگر بخار آب جمع شود با سرد شدن دوباره به مایع تبدیل می شود. این آب خنک شده، آب خالص و بدون نمک خواهد بود.
| سانتریفیوژ در برخی موارد، مخلوط‌های سوسپانسیونی وجود دارد که ذرات جامد آنقدر ریز هستند که نمی‌توان آنها را با فیلتر جدا کرد. در این موارد گاهی از سانتریفیوژ استفاده می شود. سانتریفیوژها وسایل مکانیکی هستند که با سرعت بسیار بالایی می چرخند. این سرعت های بالا باعث می شود که ذرات جامد در سوسپانسیون ها خیلی سریع ته نشین شوند. به عنوان مثال، به جای اینکه منتظر بمانید تا شن و ماسه به آرامی در کف آب ته نشین شود، یک سانتریفیوژ می تواند باعث ته نشین شدن ماسه در عرض چند ثانیه شود. نمونه هایی از نحوه استفاده از سانتریفیوژها شامل جداسازی خون به پلاسما و گلبول های قرمز، جداسازی خامه از شیر و جداسازی ایزوتوپ های اورانیوم برای نیروگاه های هسته ای است. |  با چرخش سانتریفیوژ که اجازه می‌دهد مخلوط جدا شود، ذرات سنگین‌تر به سمت بیرون سیلندر حرکت می‌کنند. |
فرآیندهای دیگر
بسیاری از فرآیندهای جداسازی دیگر مانند تصعید، جذب، کریستالیزاسیون و کروماتوگرافی وجود دارد.
گاهی اوقات برای رسیدن به نتیجه نهایی مراحل زیادی طول می کشد.
یکی از نمونه‌های آن فرآوری نفت خام است.
نفت خام از سطوح مختلف تقطیر کسری برای تولید تعدادی از محصولات مختلف از جمله بنزین، سوخت جت، گاز پروپان و روغن گرمایشی استفاده می کند.
حقایق جالب در مورد جداسازی مخلوط ها
- برای جدا کردن محلول های مایع که در آن مواد دارای نقطه جوش مشابهی هستند، از نسخه پیچیده تر تقطیر به نام تقطیر کسری استفاده می شود.
- نقاشی از فرآیند جداسازی تبخیر استفاده می کند. رنگ مرطوب مخلوطی از رنگدانه رنگی و یک حلال است. هنگامی که حلال خشک و تبخیر می شود، فقط رنگدانه رنگ باقی می ماند.
- در فرهنگ های باستانی برای جداسازی دانه ها از کاه از فرآیند جداسازی بادبزنی استفاده می شد. آنها مخلوط را به هوا پرتاب می‌کردند و باد کاه سبک‌تر را میبرد و دانه‌های سنگین‌تر را باقی می‌گذاشت.
- سانتریفیوژهای پرسرعت می توانند تا 30000 بار در دقیقه بچرخند.
- بسیاری از فرآیندهای جداسازی به طور مداوم در طبیعت رخ می دهند.
