Przeczytaj
Podział roztworów ze względu na substancje rozpuszczone
Roztwory homogeniczne są roztworami, w których „gołym okiem” nie widać składników mieszaniny. Przykładem może być np. woda z cukrem.
Roztwory heterogeniczne są roztworami, w których możemy wyróżnić składniki mieszaniny. Przykładem może być węglan wapnia () w wodzie. Roztwór heterogeniczny można otrzymać również w wyniku reakcji chemicznej dwóch homogenicznych roztworów, np. w wyniku reakcji siarczanu() miedzi() () z wodorotlenkiem sodu () otrzymujemy niebieski galaretowaty osad wodorotlenku miedzi() (, zgodnie z równaniem reakcji:
W wyniku powyższej reakcji otrzymujemy dwie nowe substancje – wodorotlenek miedzi(), który jest słabo rozpuszczalny w wodzie, oraz siarczan() sodu, który z kolei jest dobrze rozpuszczalny w wodzie.
Jak oddzielić osad od roztworu?
Otrzymaliśmy osad wodorotlenku miedzi(), więc następnym krokiem będzie oddzielenie go od roztworu. Do wykorzystania mamy następujące metody:
Sączenie
Sączenie jest metodą, która polega na fizycznym oddzieleniu osadu od roztworu z użyciem porowatego materiału, którym zazwyczaj jest sączek wykonany z bibuły. Osad pozostaje na sączku, a roztwór przez niego przechodzi. W zależności od rodzaju osadu, wykorzystujemy w laboratorium różne rodzaje sączków:
sączek gęsty (twardy) – służy do sączenia osadów drobnoziarnistych;
sączek średni – do osadów drobnych;
sączek rzadki (miękki) – do osadów kłaczkowatych i grubokrystalicznych.
Zestaw do sączenia składa się z następujących elementów:
lejek szklany,
kółko metalowe,
statyw,
zlewka,
bagietka,
sączek z bibuły.
Po złożeniu zestawu do sączenia, należy zwilżyć sączek odpowiednim roztworem – takim, w którym była prowadzona reakcja. Roztwór nalewamy po bagietce do lejka, gdzie umieszczony jest sączek. W przypadku, kiedy w zlewce zostanie osad, przemywamy zlewkę kilkakrotnie wodą, aby cały osad znalazł się na sączku. Następnie osad na sączku przemywamy wodą destylowaną, aby się go pozbyć, czyli tych resztek roztworu macierzystegoroztworu macierzystego. Jeśli jednak przesączprzesącz będzie mętny, musimy powtórzyć sączenie do momentu, aż uzyskamy przesącz klarownyklarowny. W praktyce laboratoryjnej stosujemy często sączenie pod zmniejszonym ciśnieniem.
Sączenie polega na zasysaniu powietrza z kolby Büchnera, w wyniku czego w kolbie tworzy się podciśnieniepodciśnienie. Powoduje to szybsze sączenie się przesączu. Dzięki temu możemy znacznie szybciej sączyć osady kłaczkowate, które długo sączyłyby się na zwykłym zestawie do sączenia. Proces sączenia nazywany jest również filtracją.
Dekantacja
Dekantacja polega na zlaniu cieczy znad osadu. W wyniku reakcji chemicznej, w której nastąpiło wytrącenie się osadu, zlewkę z tym osadem pozostawiamy na dłuższy czas, aby osad opadł na dno zlewki. Proces dekantacji wykonuje się w wielu powtórzeniach, dolewając czystego rozpuszczalnika i czekając na ponowne opadnięcie osadu. Roztwór powoli dekantujemy po bagietce.
Wirowanie
W przypadku, kiedy dysponujemy niewielką ilością zawiesiny (kilka ), rozdzielamy ją przez wirowanie. Roztwór z osadem przenosimy do probówek Eppendorfa – są to specjalne probówki z dnem w kształcie stożka.
Tak przygotowane probówki umieszczamy w wirówce laboratoryjnej. Ważne jest, by ilość probówek była parzysta oraz by ich ułożenie w wirówce było naprzeciwko siebie. Wirówka obraca się z bardzo dużą szybkością, co skutkuje tym, że na probówki działa duża siła odśrodkowasiła odśrodkowa, osad opada na dno. Jeżeli nie umieścimy w wirówce nieparzystą liczbę probówek – może dojść do rozlania cieczy.
Wirowanie prowadzi się w zależności od rodzaju osadu, zazwyczaj trwa to kilka minut. Po wirowaniu odciągamy ciecz znad osadu za pomocą pipetki plastikowej, a następnie dodajemy czysty roztwór i ponownie wirujemy. Czynność powtarzamy trzy razy, aż w końcu uzyskujemy osad wolny od zanieczyszczeń.
Podsumowanie
Metoda rozdziału | Właściwości osadu | Zastosowanie |
---|---|---|
Sączenie | Substancje, które różnią się stanem skupienia i wielkością cząstek. | Oczyszczanie wody w miejskich wodociągach. |
Dekantacja | Substancje, które różnią się stanem skupienia i gęstością – łatwo opadające na dno. | Oddzielanie osadów w miejskich wodociągach, który zazwyczaj poprzedza proces sączenia. |
Wirowanie | Substancje, które różnią się stanem skupienia, trudno opadające na dno – nieróżniące się gęstością. | Analiza małych ilości próbek w laboratorium chemicznym, biochemicznym. |
Słownik
indywiduum chemiczne, które jest wykrywane w próbce
roztwór, w którym przeprowadzaliśmy reakcję, w wyniku czego został otrzymany osad
ciecz uzyskana w wyniku oddzielenia osadu
stan, w którym ciśnienie jest mniejsze od ciśnienia otoczenia
roztwór, w którym nie można zaobserwować cząsteczek stałych
siła powstała w wyniku obrotu obiektu wokół osi
Bibliografia
Atkins P., Jones L., Chemia ogólna. Cząstki, materia, reakcje, Warszawa .
Encyklopedia PWN
Modzelewski M., Woliński J., Pracownia Chemiczna Technika Laboratoryjna, Warszawa , wyd. .