我们每天使用的许多物质实际上曾经是混合物的一部分。有人在某个地方把这种物质从混合物中分离出来,这样我们就可以使用它了。事实证明,许多化合物和元素在自然界中并不是以其纯净形式存在,而是作为混合物的一部分被发现。从混合物中分离物质是化学和现代工业的重要组成部分。
为什么我们要分离混合物?
一直追溯到古代历史,勤劳的人类分离混合物以获得他们需要的特定物质。这方面的一个例子是从矿石中提取金属以制造工具和武器。我们将在下面讨论其他一些分离示例。
分离过程
混合物中不同物质分离的方式称为过程。有许多不同的过程用于分离。其中许多非常复杂,涉及危险化学品或高温。当今世界上许多重要的行业都基于分离过程。
过滤
一种常见的分离方法是过滤。过滤器无处不在。我们在家里使用它们来过滤我们呼吸的空气中的灰尘和螨虫。我们用它们来过滤水中的杂质。我们甚至在我们的身体中有过滤器,例如我们的肾脏,它充当过滤器以从我们的血液中去除有害物质。
过滤过程通常用于分离悬浮混合物,其中小固体颗粒悬浮在液体或空气中。在过滤水的情况下,水被迫通过由非常细的纤维网组成的纸。通过过滤器的水称为滤液。过滤器从水中去除的颗粒称为残留物。
蒸馏
另一种常见的分离过程称为蒸馏。蒸馏使用沸腾来分离液体溶液的混合物。它考虑到混合物中的不同物质将具有不同的沸点。
例如,如果加热盐水,溶液中的水会先于盐沸腾。然后水会蒸发,留下盐分。如果收集水中的蒸汽,它会在冷却时变回液体。这种冷却的水将是不含任何盐分的纯净水。
离心机
在某些情况下,存在悬浮混合物,其中固体颗粒太细而无法用过滤器分离。在这些情况下,有时会使用离心机。离心机是以非常高的速度旋转的机械设备。这些高速允许悬浮液中的固体颗粒非常快速地沉降。例如,与其等待沙子慢慢沉入水底,不如使用离心机使沙子在几秒钟内沉降。
离心机如何使用的一些例子包括将血液分离成血浆和红细胞,从牛奶中分离奶油,以及为核电站分离铀同位素。
其他过程
还有许多其他分离过程,如升华、吸附、结晶和层析。有时需要经过许多阶段的过程才能达到最终结果。这方面的一个例子是原油加工。原油使用多级分馏来生产多种不同的产品,包括汽油、喷气燃料、丙烷气和取暖油。
关于分离混合物的有趣事实
为了分离物质具有相似沸点的液体溶液,使用了一种更复杂的蒸馏形式,称为分馏。
绘画使用蒸发的分离过程。湿漆是彩色颜料和溶剂的混合物。当溶剂干燥并蒸发时,只剩下彩色颜料。
风选分离过程在古代文化中用于将谷物与谷壳分离。他们会将混合物抛向空中,风会吹走较轻的谷壳,留下较重的谷物。
高速离心机每分钟可旋转 30,000 次。
许多分离过程在自然界中不断发生。 |