MISCUGLI E TECNICHE DI SEPARAZIONE

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 solubile nella
fase liquida (es. succo di frutta, spremute, sangue)
MISCUGLI ETEROGENEI
Possiamo affermare che:
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
SATURA e 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
modificare la 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
TECNICHE DI SEPARAZIONE
DISTILLAZIONE
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
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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.