Lezione di Chimica TECNICHE DI SEPARAZIONE DEI MISCUGLI

Lezione di Chimica TECNICHE DI SEPARAZIONE DEI MISCUGLI CLASSI PRIME DEL BIENNIO ITIS MAJORANA-GIORGI CUTOLO ANNO SCOLASTICO 2016/2017 Prof. Ing. GIOVANNI

I SISTEMI OMOGENEI E I SISTEMI ETEROGENEI

UN MISCUGLIO CHIMICAMENTE ETEROGENEO

I PRINCIPALI TIPI DI MISCUGLI ETEROGENEI

CLASSIFICAZIONE DELLE TECNICHE v PER SISTEMI OMOGENEI: v PER SISTEMI ETEROGENEI: § Estrazione (diversa solubilità) § Decantazione (diversa densità) § Distillazione (diversa volatilità) § Filtrazione (diversa dimensione) § Cromatografia (ripartizione tra le fasi) § Centrifugazione (diversa densità) § Cristallizzazione (diversa solubilità)

LA DECANTAZIONE

FILTRAZIONE

PREPARAZIONE FILTRO A CONO

CENTRIFUGAZIONE Tecnica che consiste nella separazione dei componenti di una miscela che differiscono in peso e in grandezza. Il soluto per effetto della gravità sedimenta molto più velocemente che nelle condizioni normali. Di solito il materiale da centrifugare è posto in tubi alloggiati nel rotore di una centrifuga. Il rotore viene fatto girare a velocità elevata (fino a 100. 000 giri al minuto nelle ultra - centrifughe) per un certo tempo, sottoponendo così la sospensione a forze centrifughe pari a molte migliaia di volte la forza di gravità, causando la sedimentazione delle particelle che presentano anche minime differenze di densità rispetto al mezzo in cui si trovano.

DISTILLAZIONE SEMPLICE

DISTILLAZIONE FRAZIONATA Ø È un tipo di tecnica utilizzata per separare miscugli omogenei di sostanze che possiedono punti di ebollizione vicini tra loro.

CROMATOGRAFIA SU COLONNA (1) § È una particolare tecnica che si basa sulla proprietà che hanno alcune sostanze, una volta sciolte in opportuni solventi, di fissarsi su materiali solidi inerti (fase stazionaria) come ad esempio l’allumina o la silice. I componenti della miscela vengono trascinati da un eluente (fase mobile) con velocità diverse e quindi iniziano a separarsi; ogni componente del miscuglio è raccolto separatamente.

CROMATOGRAFIA SU COLONNA (2)

CROMATOGRAFIA SU CARTA (1) § È un tipo di tecnica di separazione nella quale la fase stazionaria è costituita da una striscia di carta da filtro. Viene utilizzata per separare piccole quantità di una miscela liquida depositata all’estremità di una striscia di carta. Dopo un intervallo di tempo variabile, il solvente (fase mobile), per capillarità risale lungo il foglio di carta trascinando con sé, a velocità diversa, le sostanze solubili presenti nella miscela.

CROMATOGRAFIA SU CARTA (2)

CROMATOGRAFIA SU STRATO SOTTILE (TLC)

ESTRAZIONE CON SOLVENTE

Principio: «il simile scioglie il suo simile»

Criteri per la scelta del solvente

La cristallizzazione

CRISTALLIZZAZIONE (1) La cristallizzazione è quel fenomeno per cui una sostanza passa allo stato cristallino. Nel processo di cristallizzazione la struttura cristallina viene distrutta per solubilizzazione, a caldo, in un solvente (o miscela di solventi) e poi ripristinata per lento raffreddamento. Tale processo viene usato come tecnica per: A. SEPARARE PIU’ SOSTANZE MESCOLATE; sfruttando i vari rapporti di solubilità delle sostanze nei diversi solventi. B. PURIFICARE LE SOSTANZE DA PICCOLE QUANTITA’ DI ALTRE SOSTANZE PRESENTI IN SOLUZIONI (IMPUREZZE); sfruttando la diversa solubilità (molto solubili o poco solubili) degli inquinanti, nei solventi, rispetto alle sostanze da purificare.

CRISTALLIZZAZIONE (2) Figura. Le fasi di una purificazione per cristallizzazione caldo/freddo (nell’esempio si isola acido benzoico)

CRISTALLIZZAZIONE (3) Figura. Curva sperimentale solubilità / temperatura dell’acido benzoico in acqua.

FINE