23 mai 2024 21h00 |
Mise à jour : 23 mai 2024 21:03
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Sciences naturelles et technologie. Source illustration : PEXELS/Anthony
La séparation et la purification des substances sont le processus de séparation des composants d’un mélange ou d’une substance hétérogène en composants plus purs ou homogènes sans modifier les propriétés ou la composition chimique de chaque composant. Cela se fait en utilisant les différences de propriétés physiques telles que le point d’ébullition, le point de fusion, la solubilité, la densité et la taille des particules. La séparation physique et la purification des substances consistent à séparer les composants d’un mélange ou d’une substance hétérogène en composants plus purs. Il est homogène ou sans modification des propriétés ou de la composition chimique de chaque composant. Cela se fait en utilisant les différences de propriétés physiques telles que le point d’ébullition, le point de fusion, la solubilité, la densité et la taille des particules. L’objectif principal de la séparation et de la purification est d’obtenir des composants plus purs ou plus homogènes à partir d’un mélange. Des substances ou des ingrédients peuvent être séparés d’un mélange car le mélange a des propriétés différentes qui constituent la base de la séparation du mélange. En réalité, séparation et purification sont indissociables.
Il existe différentes manières de séparer physiquement et de purifier une substance de son mélange, à savoir la décantation, la filtration, la cristallisation et l’adsorption physique.
1.La décantation est le processus de séparation des liquides des solides et autres liquides non miscibles (non miscibles), en retirant la couche liquide située en haut de la couche solide ou liquide située en dessous. Par exemple, la séparation du sable dans l’eau. Le principe de la décantation est d’utiliser la force de gravité qui fait que les particules solides plus lourdes comme le sable se déposent au fond du récipient, tandis que les liquides plus légers comme l’air se trouvent au sommet. Cette méthode est très simple et efficace pour séparer des mélanges solide-eau présentant des différences de densité assez importantes.
2. La filtration est le processus de séparation des matières solides des liquides (solutions) en les faisant passer à travers un milieu poreux ou fibreux. L’objectif principal du processus de filtration est de séparer les solides en suspension des liquides. La filtration est utilisée pour séparer les particules solides en suspension dans les liquides, telles que la boue, le sable ou d’autres sédiments. Ceci est important dans de nombreuses industries telles que la transformation de l’air, la transformation des aliments et l’industrie chimique.
Un exemple est la filtration d’un mélange de sucre et d’éthanol. Si vous filtrez directement sur un mélange de sucre et d’éthanol, les résultats que vous obtiendrez sont : Filtrat (liquide qui passe à travers le filtre Le filtrat sera une solution de sucre dans l’éthanol). Le sucre est une substance solide qui se dissout dans l’éthanol, il passera donc à travers le filtre avec le solvant (éthanol). Résidu (solide retenu sur le filtre) Lors de la filtration d’un mélange homogène sucre-éthanol, il ne doit rester aucun résidu solide sur le filtre, car le sucre est complètement dissous dans l’éthanol.
Cependant, s’il y a de la saleté ou d’autres impuretés solides dans le mélange, ces impuretés seront retenues sur le filtre sous forme de résidus. Ainsi, les résultats de la filtration d’un mélange homogène sucre-éthanol ne produiront qu’un filtrat sous forme d’une solution de sucre dans l’éthanol, sans aucun résidu solide dans le filtre.
3. La cristallisation est le processus de formation de cristaux solides à partir d’une phase solution, fondue ou vapeur. Lors de la cristallisation, les molécules ou les ions en phase liquide ou gazeuse sont disposés régulièrement pour former une structure cristalline solide. Formation d’un réseau cristallin régulier. Les cristaux se forment lorsque des molécules ou des ions sont disposés selon des motifs régulièrement répétés, formant un réseau cristallin spécifique à chaque matériau. Séparation du soluté du solvant.
La cristallisation est souvent utilisée pour séparer un soluté d’un solvant, le soluté formant des cristaux solides tandis que le solvant reste en phase liquide. Un exemple est la cristallisation du sel de table avec de l’eau. Le processus de cristallisation du sel de table avec de l’eau profite de la solubilité limitée du sel dans l’air. Lorsque la solution devient saturée, l’excès de sel cristallise pour former un solide cristallin pur qui peut être séparé de la solution mère.
4. L’adsorption physique (physisorption) est le processus d’interaction de molécules ou de particules à la surface d’un solide au moyen d’interactions physiques relativement faibles. Objectifs de l’adsorption physique : a.) Séparation et purification : L’adsorption physique est utilisée pour séparer certains composants d’un mélange de gaz ou de liquides en les adsorbant à la surface d’un solide. b.) Élimination des contaminants : l’adsorption physique est efficace pour éliminer les contaminants tels que les odeurs, les couleurs ou les molécules organiques de l’air, de l’air ou d’autres liquides. c.) Stockage de gaz : Les adsorbants peuvent être utilisés pour stocker des gaz tels que l’hydrogène ou des gaz rares en les adsorbant à leur surface. d.) Catalyseur hétérogène : L’adsorption physique peut être l’étape initiale d’une réaction catalytique hétérogène, dans laquelle les molécules réactives sont adsorbées à la surface d’un catalyseur solide avant que la réaction ne se produise. Un exemple est l’adsorption physique du colorant alimentaire avec du charbon actif.
2024-05-23 17:00:00
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