혼합물 분리 방법이란 무엇입니까?

우리는 혼합물을 분리하는 방법이 무엇인지 설명하고 몇 가지 간단한 예를 통해 이러한 각 방법을 정의합니다.


여과는 가장 잘 알려진 분리 방법 중 하나입니다.

혼합물 분리 방법이란 무엇입니까?

혼합물의 두 가지 이상의 성분을 분리할 수 있는 다양한 물리적 절차를 혼합물 분리 방법 또는  상 분리 방법  이라고 합니다 . 혼합물 의 성분은 분리 후에도 동일성과 화학적 특성을 유지합니다.

이러한 메커니즘이 작동하려면  구성 요소가 고유한 정체성을 유지하는 혼합물이어야 하며 , 특성을 영구적으로 변경하거나 새로운 물질을 생성하는 화학 반응이 없어야 합니다 .

분리 방법을 적용하려면  혼합물의 구성 요소에서 끓는점 , 밀도 또는 크기와 같은 특성이 보존되어야 합니다.

반면, 이러한 방법은 균질 혼합물  과 불균일 혼합물 모두에서 작동합니다 . 왜냐하면 성분의 정체성에 어떠한 변화도 수반하지 않기 때문에 혼합물이 만들어지기 전의 상태로 어느 정도 복구될 수 있습니다. 적용된 방법 에 따라   원래 구성 요소의 순도가 높아지거나 낮아집니다.

참조:  물질의 집합 상태

경사분리

디캔테이션(Decantation)은 서로 녹지 않는 액체  (예: 물과 기름) 또는  액체  에 녹지 않는  고체  (예: 물, 모래) 를 분리하는 데 사용되는 방법입니다  .

이는 앰플 또는 분리 깔대기를 사용하여 가장 밀도가 높은 성분이 안정되어 바닥으로 떨어질 때까지 혼합물을 방치하는 것으로 구성됩니다 . 밸브가 열리고 배출되며 제때에 닫혀 밀도가 낮은 성분이 내부에 남게 됩니다. 이 방법은 일반적으로 더 순수한 물질을 얻기 위한 첫 번째 단계로 사용됩니다.

계속하기:  디캔테이션

여과법

여과는 액체에서 불용성 고체를 분리하는 데 유용한 방법입니다 . 이는 액체가 다공성 매질을 통과하고 고체 요소를 유지하도록 하는 필터(여과지, 여과석 등)의 사용으로 구성됩니다.

이것이 우리 집의  정수 필터가 작동하는 방식입니다  . 또는 뜨거운 물을 추가하기 전에 고체 커피를 붓는 필터 종이가 작동하는 방식입니다. 물(더 미세한 커피 입자가 포함된)은 종이를 통과하고, 더 거친 커피 입자는 종이에 남아 있습니다.

계속하기:  여과

자기 분리

자기 분리는  자기 전위에 따른 상 분리 로 구성됩니다 . 일부 물질은 자기장 에 반응 하고 다른 물질은 반응하지 않습니다. 이러한 차이에 따라 자석 이나 전자석을 혼합물에 적용하면 한 성분은 끌어당겨지고 다른 성분은 그대로 유지됩니다(예: 토양의 철 조각, 수은 물, 물 속의 금속 조각  ).

계속:  자기 분리

선별


체질을 하면 작은 조각은 통과하고 큰 조각은 유지됩니다.
체질은 여과와 유사한 방식으로 작동하지만  크기가 다른 고체 물질  (예: 자갈과 모래, 소금과 팝콘, 쌀과 자갈) 사이에서 작동합니다.

그물이나 체를 사용하면 그 구멍을 통해 작은 조각이 통과하여 큰 조각을 유지할 수 있습니다. 재료에 따라  순수한 물질을 얻는 첫 번째 단계로 사용될 수도  있고 최종 단계로 사용될 수도 있습니다.

계속:  선별

증류

증류를 사용하면  용해성 액체를 서로 분리할 수 있지만 끓는점이 서로 다릅니다(예: 물과 알코올 ). 이 방법으로 분리할 성분의 끓는점 차이는 약 80°C여야 합니다.

절차는 혼합물을 용기에 붓고 가열한 다음 끓는점이 가장 낮은 성분만 증발하도록 온도를 조절하고 도관(증류탑이라고 함)을 통해 다른 용기로 옮겨져 이번에는 냉장 보관됩니다 . 거기에서 응축되어 원래 상태로 돌아갑니다.

이렇게 얻은 액체를 증류액(증류수, 증류 알코올)이라고 합니다.

계속:  증류

결정화

결정화는 액체(물 속의 소금, 물 속의 설탕)에 용해된 고체를 분리하는 이상적인 방법입니다  . 이는 용해된 고체의 결정이 용기 바닥에 얻어질 때까지 액체를 증발시키는 것으로 구성됩니다. 예를 들어, 이것이 바다 소금을 얻는 방법입니다. 증발 속도에 따라 결정의 크기가 커지거나 작아집니다.

계속하기:  결정화

부유 선광


부양을 통해 밀도가 낮은 고체상이 액체에 부유할 수 있습니다.
부유선광은 경사분리의 반대이며  저밀도 고체상을 액체에 부유시킨 다음 수동으로 제거하거나 체를 사용하여 제거하는 것으로 구성됩니다. 이에 대한 완벽한 예는 수영장 청소 절차입니다.

색층 분석기

크로마토그래피는 다른 분리 방법에 반응하지 않는 복잡한 혼합물을 분리하는 데 사용되는 방법입니다  . 이는 특정 매체를 통해 물질의 발전을 허용하는 프로세스인 모세관 현상을 원리로 사용합니다. 따라서 혼합물의 두 상은 이동상(전진하는 상)과 고정상(전진하는 상)으로 식별됩니다.

이 분리 작업은 두 상에 대한 혼합물 구성 요소의 친화력에 따라 달라지며, 이 친화력에 따라 분리가 더 빨라지거나 느려집니다. 예를 들어, 천에 커피를 쏟으면 커피가 앞으로 이동하여 많은 표면적을 차지합니다.

현재 다양한 크로마토그래피 방법이 있습니다.

  • 종이 크로마토그래피 . 고정상은 여과지 조각으로 구성되고 이동상은 분리할 시료가 들어 있는 용매로 구성됩니다. 샘플이 들어있는 용매 몇 방울을 종이 한쪽 끝에 놓고 액체가 흐를 때까지 기다립니다. 그런 다음 건조시키고, 샘플의 다양한 구성 요소가 서로 다른 색상을 갖는 경우 종이 위에서 서로 다른 위치를 관찰할 수 있습니다.
  • 박층 크로마토그래피. 고정상은 유리, 알루미늄 또는 기타 재료로 만들어진 판에 부착된 흡수성 물질로 구성됩니다. 이동상은 용리액 역할을 하는 액체입니다. 절차는 샘플을 플레이트에 놓은 다음 샘플의 일부를 용리액에 담그는 것으로 구성됩니다. 용리액과 플레이트에 부착된 성분 간의 친화력 차이로 성분이 분리됩니다.
  • 컬럼 크로마토그래피. 고정상은 유리 기둥에 충전재로 배치된 고체 흡수성 물질로 구성됩니다(현재는 스테인리스강과 같은 다른 재료로 만들어진 기둥도 있지만). 이동상은 용리액으로 구성되며 시료 성분의 분리는 해당 성분이 두 상에 대해 갖는 친화도에 따라 달라집니다. 일반적으로 용리액은 중력 에 의해 컬럼을 통과 하지만, 압력을 가하는 펌프에 의해 구동되는 현대적인 방법도 개발되었습니다 .

계속: 크로마토그래피