MISCUGLI E TECNICHE DI SEPARAZIONE Classe 1^A Grafico Questo documento è solo una presentazione e non deve ritenersi completo se non è accompagnato dalla lezione in classe. Prof. Zarini Marta
CLASSIFICAZIONE DEI MISCUGLI La maggior parte dei corpi che ci circondano sono formati da un insieme di due o più sostanze, questi sistemi prendono il nome di miscugli. Nello studio della materia è utile distinguere i miscugli in miscugli omogenei e miscugli eterogenei. La domanda che è utile porsi per poter distinguere fra i due tipi di miscugli è: QUANTE FASI SI POSSONO OSSERVARE?
MISCUGLI ETEROGENEI
MISCUGLI ETEROGENEI Il sistema acqua olio rappresenta un miscuglio eterogeneo a due fasi, quella acquosa sotto e quella oleosa sopra. Olio e acqua sono due liquidi non miscibili fra loro. Anche il latte è un miscuglio eterogeneo: la fase grassa è dispersa sottoforma di piccolissime gocce nella fase acquosa nella quale non è miscibile. Il grasso è così uniformemente disperso nel sistema che si può vedere solo al microscopio. Entrambi i sistemi sono esempi di EMULSIONI I componenti sono liquidi non miscibili fra loro
MISCUGLI ETEROGENEI Un altro esempio di miscuglio eterogeneo è il sistema acqua sabbia: distinguiamo una fase acquosa e una fase solida che nel tempo si deposita sul fondo del recipiente. E un esempio di SOSPENSIONE Il componente solido è disperso in un liquido nel quale non si scioglie, il solido non è solubilenella fase liquida (es. succo di frutta, spremute, sangue)
Possiamo affermare che: MISCUGLI ETEROGENEI 1. Nei miscugli eterogenei i componenti mantengono le proprie caratteristiche e ciò permette di individuarli, a occhio nudo o al microscopio, anche se sono ben mescolati. 2. Le proprietà del sistema possono risultare diverse nelle diverse parti del miscuglio. 3. I componenti possono essere mescolati nelle più diverse quantità e proporzioni. 4. I componenti possono essere separati mantenendo immutate le loro proprietà
MISCUGLI OMOGENEI VINO ACQUA DI RETE
MISCUGLI OMOGENEI 1. Nei miscugli omogenei i componenti sono mescolati fra loro in modo così profondo che non sono più distinguibili, nemmeno con l aiuto del microscopio. Si osserva una sola fase. 2. Le proprietà di un miscuglio omogeneo sono le stesse in qualunque suo punto 3. I componenti possono essere mescolati in moltissime proporzioni, con qualche limitazione (vedere solubilità) 4. I componenti possono essere separati se si cambia il loro stato di aggregazione o se si sfrutta la loro diversa solubilità.
LE SOLUZIONI I miscugli omogenei liquidi sono chiamati SOLUZIONI Sono sistemi molto diffusi: l acqua minerale, l acqua del rubinetto, la candeggina per il bucato, l aceto, l alcol denaturato.. Il componente della soluzione presente in maggior quantità è detto SOLVENTE. Gli altri componenti della soluzione sono i SOLUTI che possono essere in uno qualunque dei tre stati di aggregazione.
SOLUZIONI COCA COLA E una soluzione acquosa in cui sono presenti SOLUTI: Solidi ( zucchero, caffeina, caramello) Liquidi (acido ortofosforico) Gassosi (anidride carbonica) Il SOLVENTE è l acqua.
LE SOLUZIONI Altri esempi di miscugli omogenei sono: l aria, le leghe metalliche, acqua e sale, acqua e alcol etilico, le bibite, Prendendo in considerazione le soluzioni liquide, possiamo chiederci : C è un limite alla quantità di soluto che possiamo sciogliere in un dato solvente? Se mettiamo in continuazione zucchero in una tazza di tè riusciremo a scioglierlo completamente? Ad un certo punto lo zucchero non si scioglie più e resta sul fondo della soluzione. In questa situazione si ha una SOLUZIONE SATURAe il soluto che non si è sciolto è detto corpo di fondo.
LE SOLUZIONI Quando ad una certa temperatura, la quantità di soluto disciolto nel solvente è la massima possibile, la soluzione ottenuta è satura Questa quantità viene espressa con una grandezza intensiva chiamata SOLUBILITA Unità di misura: g soluto/100 g di solvente In genere la solubilità dei soluti solidi aumenta con la temperatura, quella dei soluti gassosi diminuisce all aumentare della temperatura.
TECNICHE DI SEPARAZIONE Per separare un miscuglio, omogeneo o eterogeneo, nei suoi componenti è possibile utilizzare metodi fisici e chimici. La tecnica scelta non deve modificarela natura delle sostanze che costituiscono il miscuglio.
TECNICHE DI SEPARAZIONE FILTRAZIONE Consiste nella separazione delle due fasi liquida e solida, di una sospensione,attraverso un FILTRO che trattiene le parti solide e lascia passare il liquido. Oltre alla gravità, si sfruttano la porosità della carta e la diversa dimensione delle particelle. Viene utilizzata quando la fase solida è in quantità limitata e la si vuole recuperare. Funzionano da filtro per lo smog le mascherine di garza. Le maschere antigas hanno invece filtri speciali (filtri attivi)
TECNICHE DI SEPARAZIONE DECANTAZIONE La sospensione viene lasciata a riposo e per effetto della forza di gravità la fase solida, che presenta maggiore densità, si deposita lentamente sul fondo del recipiente Viene utilizzata quando la massa in sospensione è in quantità elevate e non è da recuperare Esempio: viene utilizzata nella depurazione dell acqua per separarla dai fanghi (vasche di decantazione)
TECNICHE DI SEPARAZIONE CENTRIFUGAZIONE si utilizza per la separazione di sospensioni con particelle solide molto fini e con un peso specifico diverso da quello del liquido e per separare due liquidi immiscibili. Con la centrifugazione si ottiene lo stesso effetto della decantazione e della stratificazione, ma in un tempo più breve. La forza centrifuga ha una accelerazione superiore a quella della forza di gravità. Esempi: a livello industriale viene usata per separare l olio extravergine di oliva dalla parte acquosa e per ottenere la panna dal latte, nell analisi del sangue per separare il plasma dai globuli bianchi, rossi e dalle piastrine.
TECNICHE DI SEPARAZIONE CROMATOGRAFIA SU CARTA Permette di separare i miscugli omogenei (soluzioni) costituiti da molti componenti. Sfrutta la diversa capacità di adesione a una superficie solida (fase stazionaria, es. la carta) quando i componenti sono trascinati da un liquido (fase mobile o eluente). L eluente risale per capillarità nella carta e trascina i componenti della miscela con velocità diverse, separandoli.
TECNICHE DI SEPARAZIONE
DISTILLAZIONE TECNICHE DI SEPARAZIONE Con questa tecnica si possono separare i componenti di una soluzione di due o più liquidi sfruttando le loro differenti temperature di ebollizione. Il processo consiste di due fasi: 1. Il riscaldamento del miscuglio fino all ebollizione. Il componente più volatile (con la temperatura di ebollizione più bassa) passa allo stato di vapore in quantità maggiore allontanandosi dal miscuglio. 2. Il vapore viene convogliato nel refrigerante dove raffreddandosi, condensa e viene raccolto goccia a goccia come distillato.
TECNICHE DI SEPARAZIONE Quando due liquidi hanno Teb vicine ( la differenza di temperatura è minore di 20 C) non è possibile ottenere una separazione completa delle due sostanze. In alternativa alla distillazione semplice descritta in figura, per ottenere una migliore separazione si può utilizzare la distillazione frazionata. La distillazione può servire anche per separare i componenti di una soluzione come acqua e sale. L acqua ottenuta è particolarmente pura ed è chiamata distillata. Esempi: distillazione dell alcol etilico, preparazione dell acqua distillata, raffinazione del petrolio
TECNICHE DI SEPARAZIONE ESTRAZIONE Questa tecnica viene utilizzata per i miscugli sia omogenei che eterogenei e sfrutta la diversa solubilità dei componenti del miscuglio rispetto ad un altro solvente. Il miscuglio viene mescolato con un liquido (solvente) che riesce a sciogliere soltanto il componente che si vuole separare. Esempi. La preparazione del caffè: l acqua calda attraversa il filtro colmo di caffè macinato, trascinando con sé le sostanze in essa solubili e separandole dal resto del caffè che rimane nel filtro. Preparazione del te deteinato e del caffè decaffeinato, cottura delle verdure in acqua.
TECNICHE DI SEPARAZIONE CRISTALLIZZAZIONE Permette di separare sotto forma cristallina un solido (soluto) da una sua soluzione resa satura per evaporazione del solvente. I cristalli che si formano sono tanto più grandi quanto più lenta è l evaporazione del solvente In natura la cristallizzazione avviene nelle saline.