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).