Теория:
В однородных смесях компоненты не видны даже в микроскоп. Такие смеси устойчивы и не разделяются при длительном хранении. Для их разделения часто используют разницу в температурах кипения веществ, то есть в их летучести. Более летучее вещество испаряется, а менее летучее остаётся.
Выпаривание
Используется для выделения твёрдых веществ из растворов. Раствор помещают в фарфоровую чашку и нагревают. По мере испарения воды на стенках чашки образуются кристаллики твёрдого вещества.
Рис. \(1\). Прибор для выпаривания
Кристаллизация
Применяется для выделения крупных кристаллов твёрдого вещества. Воду испаряют лишь частично. Горячий раствор оставляют открытым на длительное время. Вода медленно испаряется, и из раствора выпадают кристаллы вещества.
Рис. \(2\). Кристаллы соли
В огромных масштабах выпаривание и кристаллизация применяются для добычи соли из солёной природной воды.
Рис. \(3\). Добыча соли
Подобным способом выделяют также кристаллики сахара из сахарного сиропа.
Перегонка (дистилляция)
Перегонка (или дистилляция) — это способ разделения жидких смесей, основанный на значительной разнице температуры кипения компонентов смеси.
При нагревании более летучая жидкость (с меньшей температурой кипения) испаряется. Затем её пары охлаждают — происходит конденсация (переход из газообразного в жидкое состояние).
Простейший прибор для дистилляции состоит из двух сосудов (например, пробирок), пробки с газоотводной трубкой и стакана с холодной водой для охлаждения паров.
Смесь нагревается в одном сосуде, а пары более летучего вещества конденсируются в другом. Так можно отделить жидкость от растворённых в ней веществ.
Рис. \(4\). Простейший прибор для перегонки
В более сложных приборах для охлаждения паров используют специальный холодильник, через кожух которого проходит проточная вода. При нагревании смеси сначала испаряется вещество с самой низкой температурой кипения. Его пары охлаждаются в холодильнике, и в сосуде собирается чистое вещество. Затем нагревание усиливают и отделяют следующее вещество с более высокой температурой кипения.
Рис. \(5\). Прибор для перегонки с водяным холодильником
(\(1\) — пар, \(2\) — тёплая вода, \(3\) — холодная вода, \(4\) — дистиллят)
В химических лабораториях при производстве лекарств таким методом получают дистиллированную воду (без примесей растворённых солей).
Перегонка используется для опреснения морской воды в тех странах, где питьевой воды не хватает.
Перегонка является одним из основных способов переработки нефти. Нефть представляет собой смесь многих веществ. С помощью перегонки из неё выделяют разные виды топлива.
Рис. \(6\). Перегонка нефти
Хроматография
Этот способ основан на различном поглощении разделяемых веществ поверхностью другого вещества.
Самый простой пример хроматографии — разделение красителей на бумажной полоске. Если полоску из фильтровальной бумаги опустить нижним концом в раствор красителей, то подниматься они будут с разной скоростью и на разную высоту.
Рис. \(7\). Бумажная хроматография
Вместо бумаги в промышленности для разделения смесей используются уголь, известняк и другие вещества.
Созданы специальные приборы — хроматографы, с помощью которых разделяют сложные многокомпонентные смеси и устанавливают их состав.
Источники:
Рис. 1. Прибор для выпаривания ЯКласс
Рис. 2. Кристаллы соли https://cdn.pixabay.com/photo/2020/05/11/09/12/salt-5157168_960_720.jpg
Рис. 3. Добыча соли https://cdn.pixabay.com/photo/2021/05/18/05/35/salt-6262388_960_720.jpg
Рис. 4. Простейший прибор для перегонки ЯКласс
Рис. 5. Прибор для перегонки с водяным холодильником ЯКласс
Рис. 6. Перегонка нефти ЯКласс
Рис. 7. Бумажная хроматография https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0a/Paper.jpg/800px-Paper.jpg