Mieszaniny
Mieszaniny
•
Mieszanina-jest to rodzaj materii
Mieszanina-jest to rodzaj materii
składającej się z dwóch lub więcej
składającej się z dwóch lub więcej
substancji.
substancji.
Mieszaniny
Mieszaniny
•
Mieszanina-jest to rodzaj materii
Mieszanina-jest to rodzaj materii
składającej się z dwóch lub więcej
składającej się z dwóch lub więcej
substancji.
substancji.
Różnice między mieszaninami
Różnice między mieszaninami
i związkami
i związkami
•
Mieszanina
Mieszanina
•
Składniki można
Składniki można
rozdzielić metodami
rozdzielić metodami
fizycznymi.
fizycznymi.
•
Skład jest zmienny.
Skład jest zmienny.
•
Właściwości zależą
Właściwości zależą
od właściwości
od właściwości
składników.
składników.
•
Związek
Związek
•
Składników nie
Składników nie
można rozdzielić
można rozdzielić
metodami
metodami
fizycznymi.
fizycznymi.
•
Skład jest stały.
Skład jest stały.
•
Właściwości nie
Właściwości nie
zależą od właściwości
zależą od właściwości
składników.
składników.
Typy mieszanin
Typy mieszanin
•
1. Mieszaniny heterogeniczne
1. Mieszaniny heterogeniczne
(niejednorodne) – różne składniki
(niejednorodne) – różne składniki
mieszaniny można zidentyfikować gołym
mieszaniny można zidentyfikować gołym
okiem lub pod mikroskopem.
okiem lub pod mikroskopem.
•
2. Mieszaniny homogeniczne (jednorodne)
2. Mieszaniny homogeniczne (jednorodne)
– nie można zidentyfikować gołym okiem
– nie można zidentyfikować gołym okiem
lub pod mikroskopem składników
lub pod mikroskopem składników
mieszaniny. Skład mieszaniny jest w
mieszaniny. Skład mieszaniny jest w
każdym miejscu jednakowy. Mieszaniny
każdym miejscu jednakowy. Mieszaniny
homogeniczne noszą nazwę roztworów.
homogeniczne noszą nazwę roztworów.
Podział mieszanin
Podział mieszanin
Mieszaniny
Fizycznie jednorodne
Fizycznie niejednorodne
W stanie stałym
W stanie ciekłym
W stanie gazowym
Roztwory koloidalne
zawiesiny
mieszaniny
Metody rozdziału mieszanin
Metody rozdziału mieszanin
heterogenicznych.
heterogenicznych.
1. Sączenie – metoda oddzielania płynów od ciał
1. Sączenie – metoda oddzielania płynów od ciał
stałych za pomocą urządzeń (filtrów, sączków)
stałych za pomocą urządzeń (filtrów, sączków)
mających przegrodę przepuszczającą tylko płyny.
mających przegrodę przepuszczającą tylko płyny.
2. Dekantacja – sposób oddzielenia cieczy od osadu
2. Dekantacja – sposób oddzielenia cieczy od osadu
polegający na ostrożnym jej usunięciu znad osadu.
polegający na ostrożnym jej usunięciu znad osadu.
3. Sedymentacja – to zjawisko opadania cząstek fazy
3. Sedymentacja – to zjawisko opadania cząstek fazy
rozproszonej w płynie pod wpływem siły ciężkości.
rozproszonej w płynie pod wpływem siły ciężkości.
4. Wirowanie – metoda w której pod działaniem siły
4. Wirowanie – metoda w której pod działaniem siły
odśrodkowej mieszanina ulega rozwarstwieniu.
odśrodkowej mieszanina ulega rozwarstwieniu.
5. Ekstrakcja - metoda rozdzielania mieszanin
5. Ekstrakcja - metoda rozdzielania mieszanin
ciekłych lub stałych. Polega na wydzieleniu z fazy
ciekłych lub stałych. Polega na wydzieleniu z fazy
ekstrahowanej, za pomocą odpowiednich
ekstrahowanej, za pomocą odpowiednich
rozpuszczalników, jednego lub kilku składników
rozpuszczalników, jednego lub kilku składników
mieszaniny.
mieszaniny.
Metody rozdziału mieszanin
Metody rozdziału mieszanin
homogenicznych.
homogenicznych.
•
Odparowanie – odzyskiwanie substancji
Odparowanie – odzyskiwanie substancji
rozpuszczonej przez usuwanie rozpuszczalnika.
rozpuszczonej przez usuwanie rozpuszczalnika.
•
Destylacja – rozdzielanie mieszaniny cieczy na
Destylacja – rozdzielanie mieszaniny cieczy na
składniki; polega na ogrzaniu cieczy i
składniki; polega na ogrzaniu cieczy i
odparowaniu najbardziej lotnego składnika, który
odparowaniu najbardziej lotnego składnika, który
następnie ulega skropleniu.
następnie ulega skropleniu.
•
Krystalizacja – to tworzenie się i wzrost kryształów
Krystalizacja – to tworzenie się i wzrost kryształów
z roztworu, stopu, lub gazu np. wskutek obniżenia
z roztworu, stopu, lub gazu np. wskutek obniżenia
temperatury. Krystalizację stosuje się do
temperatury. Krystalizację stosuje się do
oczyszczania i wydzielania substancji.
oczyszczania i wydzielania substancji.
Sączenie
Sączenie
•
Polega na przelewaniu
Polega na przelewaniu
mieszaniny niejednorodnej
mieszaniny niejednorodnej
(cieczy i ciała stałego) przez
(cieczy i ciała stałego) przez
sączek wykonany z bibuły i
sączek wykonany z bibuły i
umiejscowiony na szklanym
umiejscowiony na szklanym
lejku. Ciało stałe pozostaje
lejku. Ciało stałe pozostaje
na sączku, a klarowna ciecz
na sączku, a klarowna ciecz
(przesącz) spływa do
(przesącz) spływa do
naczynia znajdującego się
naczynia znajdującego się
pod lejkiem. Sączek
pod lejkiem. Sączek
powinien szczelnie
powinien szczelnie
przylegać do ścianek lejka i
przylegać do ścianek lejka i
nie wystawać poza jego
nie wystawać poza jego
krawędzie. Nóżka lejka
krawędzie. Nóżka lejka
powinna lekko dotykać
powinna lekko dotykać
ścianki dolnej zlewki.
ścianki dolnej zlewki.
Wirowanie
Wirowanie
Krystalizacja
Krystalizacja
•
Przeprowadza się ją w celu
Przeprowadza się ją w celu
wyodrębnienia substancji z
wyodrębnienia substancji z
roztworu. Mieszaniny
roztworu. Mieszaniny
jednorodne cieczy
jednorodne cieczy
(rozpuszczalnik) i ciała stałego
(rozpuszczalnik) i ciała stałego
(substancja rozpuszczona)
(substancja rozpuszczona)
mają graniczne stężenie, w
mają graniczne stężenie, w
którym rozpoczyna się proces
którym rozpoczyna się proces
krystalizacji. Wyróżniamy
krystalizacji. Wyróżniamy
dwie
dwie
metody zatężania roztworów:
metody zatężania roztworów:
•
Ochładzanie - powoduje
Ochładzanie - powoduje
zmniejszenie rozpuszczalności
zmniejszenie rozpuszczalności
•
Odparowywanie
Odparowywanie
rozpuszczalnika
rozpuszczalnika
Odparowanie
Odparowanie
Ekstrakcja
Ekstrakcja
Prawo
Prawo
podziału
podziału
Nernsta
Nernsta
•
t = const.
t = const.
K = C
K = C
A1
A1
/ C
/ C
A2
A2
•
Gdzie:
Gdzie:
•
K – współczynnik podziału
K – współczynnik podziału
•
C
C
A1,
A1,
C
C
A2
A2
– stężenia substancji A w fazie 1
– stężenia substancji A w fazie 1
i w fazie 2
i w fazie 2
•
D =
D =
C
C
A1
A1
/
/
C
C
A2
A2
•
Gdzie:
Gdzie:
•
D – współczynnik ekstrakcji
D – współczynnik ekstrakcji
•
C
C
A1
A1
całkowite stężenie substancji A w
całkowite stężenie substancji A w
rozpuszczalniku organicznym
rozpuszczalniku organicznym
•
C
C
A2
A2
całkowite stężenie substancji A w wodzie
całkowite stężenie substancji A w wodzie
Aparat Soxhleta
Aparat Soxhleta
Destylacja
Destylacja
•
Metoda rozdzielania
Metoda rozdzielania
ciekłych układów
ciekłych układów
wieloskładnikowych,
wieloskładnikowych,
oparta na różnej lotności
oparta na różnej lotności
poszczególnych
poszczególnych
składników mieszaniny.
składników mieszaniny.
Polega na
Polega na
przeprowadzeniu cieczy
przeprowadzeniu cieczy
w parę, potem
w parę, potem
skropleniu pary i
skropleniu pary i
zebraniu cieczy w
zebraniu cieczy w
specjalnym odbieralniku.
specjalnym odbieralniku.
Diagram (wykres) fazowy ciecz-para dla
układu dwuskładnikowego
•
Mieszaniny ciekłe dwuskładnikowe (binarne) dzielimy na:
•
- mieszaniny idealne (doskonałe), w których siły oddziaływań
międzycząsteczkowych pomiędzy cząsteczkami wszystkich składników
obecnych w układzie są zawsze takie same oraz mieszaniny
rzeczywiste.
•
Mieszaniny idealne spełniają prawo Raoulta., zgodnie z którym:
•
Ciśnienie cząstkowe składnika mieszaniny ciekłej nad
mieszaniną
•
jest wprost proporcjonalna do ułamka molowego tego składnika
w mieszaninie, co wyraża się wzorem
p
i
= P
0i
x
•
gdzie:
•
pi - ciśnienia cząstkowe par składnika (i) nad mieszaniną;
•
P0i - ciśnienie par składnika (i) nad czystym
•
składnikiem (i);
•
x- ułamek molowy składnika (i) w fazie ciekłej.
•
zeotropy to mieszaniny dla których w całym zakresie stężeń
skład pary pozostającej w równowadze z cieczą różni się od
składu cieczy. zwiększoną zawartością składnika bardziej
lotnego.
•
Natomiast azeotropy to mieszaniny, dla których istnieje stężenie,
przy którym skład pary nad mieszaniną nie różni się od składu
cieczy. Mieszaniny azeotropowej nie można rozdzielić poprzez zwykłą
destylację. W tym przypadku stosuje się REKTYFIKACJĘ
Rektyfikacja
Rektyfikacja
•
Rektyfikacja polega na
Rektyfikacja polega na
przeciwprądowym zetknięciu się
przeciwprądowym zetknięciu się
cieczy i par z jednoczesną wymianą
cieczy i par z jednoczesną wymianą
masy i ciepła.
masy i ciepła.
Destylacja
Destylacja
rektyfikacyjna
rektyfikacyjna
•
1-kolba destylacyjna, 2- nasadka destylacyjna, 3- chłodnica,
1-kolba destylacyjna, 2- nasadka destylacyjna, 3- chłodnica,
4-przedłużacz, 5-odbieralnik, 6-kolumna destylacyjna, 7-
4-przedłużacz, 5-odbieralnik, 6-kolumna destylacyjna, 7-
termometr
termometr
Zestaw do
destylacji pod
zmniejszonym
ciśnieniem.
1-kolba
destylacyjna,
2-nasadka
Claisena, 3-
chłodnica, 4-
przedłużacz, 5-
odbieralnik, 6-
termometr, 7-
kapilara
Chromatografia
Chromatografia
•
Chromatografia -
Chromatografia -
metoda, w której dokonuje
metoda, w której dokonuje
się podziału substancji
się podziału substancji
między fazę nieruchomą
między fazę nieruchomą
(bibuła filtracyjna, cienka
(bibuła filtracyjna, cienka
warstwa adsorbentu
warstwa adsorbentu
naniesiona na płytkę,
naniesiona na płytkę,
wypełnienie kolumny) i
wypełnienie kolumny) i
fazę ruchomą, stanowiącą
fazę ruchomą, stanowiącą
roztwór ciekły
roztwór ciekły
(chromatografia cieczowa)
(chromatografia cieczowa)
lub gazowy
lub gazowy
(chromatografia gazowa).
(chromatografia gazowa).