การกรอง คือ การแยกสารผสมที่มีสถานะเป็นของแข็งออกจากของเหลว โดยใช้กระดาษกรองซึ่งมีรูพรุนขนาดเล็ก ทำให้อนุภาคของของแข็งนั้นไม่สามารถผ่านกระดาษกรองได้ ส่วนอนุภาคของของเหลวจะผ่านกระดาษกรองได้ ซึ่งในชีวิตประจำวันเราจะคุ้นเคยกับการกรองในรูปของการใช้ผ้าขาวบางในการคั้นน้ำกะทิจากมะพร้าว แผ่นกรองอากาศในเครื่องปรับอากาศ อุปกรณ์กรองน้ำสะอาดในเครื่องกรองน้ำ เป็นต้น
การตกตะกอน
การตกตะกอน คือ การแยกสารผสมที่เป็นของแข็งที่แขวนลอยอยู่ในของเหลว โดยมีหลักการที่สำคัญ คือ การนำสารผสมตั้งทิ้งไว้ เนื่องจากอนุภาคของแข็งที่แฝงอยู่นั้นมีน้ำหนัก ดังนั้นจึงตกตะกอนอยู่ที่ก้นภาชนะ จากนั้นรินอนุภาคของเหลวด้านบนออกจากอนุภาคของของแข็งจะทำให้ได้สารบริสุทธิ์ทั้งสองส่วน ตัวอย่างของผสมที่ใช้วิธีการแยกสารโดยการตกตะกอน คือ น้ำโคลน ประกอบด้วยส่วนของดินที่แขวนลอยในน้ำ เมื่อตั้งทิ้งไว้นานๆ อนุภาคของดินจะตกตะกอนอยู่ที่ก้นภาชนะ ส่วนน้ำจะใสขึ้นสามารถรินแยกออกจากกันได้
เพื่อเป็นการลดเวลาในการตกตะกอนของสารแขวนลอย นักวิทยาศาสตร์จึงได้คิดค้นเครื่องเหวี่ยง (centrifuge) แรงเหวี่ยงดังกล่าวจะทำให้ของแข็งที่แขวนลอยในของเหลวตกตะกอนได้ง่ายและเร็วขึ้น
การตกผลึก
การตกผลึก คือ การแยกของผสมที่เป็นของแข็งที่มีสมบัติการละลายในตัวทำละลายต่างกันและได้ไม่เท่ากันทุกอุณหภูมิ มีหลักการ คือ เมื่อนำของผสมละลายในตัวทำละลายต้มสารละลายนั้นจนละลายหมด แล้วทิ้งให้อุณหภูมิลดลง สารที่ละลายน้อยกว่าจะอิ่มตัวแล้วตกผลึกแยกออกมาก่อน เช่น น้ำตาลกับเกลือซิลเวอร์ไนเตรตกับโพแทสเซียมไนเตรต การแยกเกลือโซเดียมคลอไรด์ออกจากน้ำทะเล
รูปแสดงตัวอย่างผลึกบางชนิด
การสกัดด้วยตัวทำละลาย
การสกัดด้วยตัวทำละลาย คือ การแยกสารโดยอาศัยสมบัติการละลายของสารในตัวทำละลาย ต้องคำนึงถึงตัวทำละลายที่เหมาะสมเพื่อให้ได้สารที่ต้องการในปริมาณมาก มีหลักการดังนี้
- เลือกตัวทำละลายที่เหมาะสมเพื่อสกัดให้ได้สารที่ต้องการออกมามากและต้องมีสิ่งเจือปนติดน้อยที่สุด และไม่ทำปฏิกิริยากับสารที่ต้องการสกัด
- กรณีที่ต้องแยกสารผสมที่มีองค์ประกอบปนกันหลายชนิด ต้องเลือกตัวทำละลายที่ละลายสารใดสารหนึ่งได้มากและอีกสารได้น้อยมาก เพื่อให้เจือปนกันน้อยที่สุด
- แยกสารที่ไม่ต้องการออกไป โดยกระบวนการแยกสารต่างๆ เช่น การกรอง เป็นต้น
- แยกสารที่ต้องการออกจากตัวทำละลาย
ซึ่งวิธีการนี้จะนิยมใช้สกัดสีจากธรรมชาติ สมุนไพร สกัดน้ำมันหอมระเหย เป็นวิธีการที่ประหยัดและปลอดภัย
รูปแสดงผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการกลั่นลำดับส่วนของน้ำมันดิบ
2. การกลั่นลำดับส่วน ใช้แยกสารละลายที่มีสถานะเป็นของเหลว เนื่องจากองค์ประกอบมีสถานะเหมือนกัน ทำให้จุดเดือดต่างกันไม่มาก ดังนั้นจึงไม่สามารถทำสารให้บริสุทธิ์ด้วยกระบวนการกลั่นธรรมดาได้ เพราะจะได้สารที่กลั่นออกมาไม่บริสุทธิ์อธิบายได้ดังนี้ สารที่ระเหยก่อนยังเป็นไอไม่สมบรูณ์ สารอีกชนิด ก็ระเหยกลายเป็นไอตามมา เมื่อผ่านไปยังเครื่องควบแน่น จะกลั่นตัวได้สารทั้งสองชนิดออกมาจึงเป็นการแยกสารที่ไม่สมบรูณ์ โดยมีหลักการ คือ สามารถแยกสารละลายที่จุดเดือดต่างกันเล็กน้อย และสารที่มีจุดเดือดต่ำจะกลั่นตัวออกมาก่อน เช่น การแยกน้ำออกจากแอลกอฮอล์ (น้ำมีจุดเดือด 100 องศาเซลเซียส แอลกอฮอล์มีจุดเดือด 78.5 องศาเซลเซียส) เมื่อนำสารละลายมากลั่น แอลกอฮอล์จะระเหยกลายเป็นไอก่อน ขณะเดือดนอกจากเกิดไอของแอลกอฮอล์แล้วยังมีไอน้ำระเหยตามมาด้วย เมื่อไอลอยขึ้นสู่คอลัมน์แก้วที่อุณหภูมิต่ำลงเรื่อยๆ ทำให้ไอน้ำควบแน่นกลับสู่ขวดกลั่น ส่วนไอของแอลกอฮอล์จะผ่านไปได้และไปกลั่นตัวที่เครื่องควบแน่น ซึ่งมีความบริสุทธิ์ของแอลกอฮอล์เกือบสมบูรณ์
รูปแสดงการกลั่นลำดับส่วน
นอกจากนี้ การกลั่นลำดับส่วนยังเป็นการนำสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีคุณค่าในน้ำมันดิบออกมาใช้ประโยชน์ได้ด้วยกระบวนการนี้
รูปแสดงเครื่องเหวี่ยงที่ใช้ในการตกตะกอน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น