Metodi di separazione fisici dei miscugli omogenei ede eterogenei

METODI DI SEPARAZIONE FISICI DEI MISCUGLI OMOGENEI EDE ETEROGENEI

FINALIT DELL'ESPERIENZA

distinzione tra miscuglio omogeneo ed eterogeneo

conoscenza dei diversi metodi di separazione

RICHIAMI TEORICI

Un miscuglio eterogeneo è un sistema in cui le fasi chimiche e fisiche delle sostanze coinvolte sono diverse.   Un miscuglio omogeneo, detto anche soluzione è un sistema in cui le fasi sono le stesse dal punto di vista fisico, ma differenti dal punto di vista chimico. un miscuglio omogeneo può essere tra liquidi, tra liquidi e solidi e tra gas. In una soluzione si hanno due parti principali: i SOLVENTE e il SOLUTO. Il solvente è la sostanza che si trova in percentuale maggiore e il soluto è il meno abbondante all'interno del soluto. Le sostanze coinvolte, a differenza dei composti, saranno in quantità libere.

Nell'esecuzione dell'esperimento, affrontata per fasi, verrà utilizzata una varia gamma della vetreria del laboratorio di chimica e verranno mostrati per la prima volta al corso alcuni strumenti necessari per i diversi processi da affrontare (come la carta da filtro o il regrigerante di Lebigh).

SEPARAZIONE DI MISCUGLI ETEROGENEI

a)     METODO MECCANICO          MAGNETE

b)     METODI FISICI          

DECANTAZIONE FILTRAZIONE

METODO MECCANICO

MATERIALE OCCORRENTE:

capsula di porcellana

pestello

polvere di zolfo

polvere di ferro

una calamita

ESECUZIONE DELL'ESPERIMENTO

Mescere la polvere di ferro alla polvere di zolfo nella capsula e triturare con l'aiuto del pestello.  Avvicinare la calamita al miscuglio e separare, così, ferro e zolfo. Questa metodica sfrutta delle proprietà fisiche dei due elementi, e cioè il fatto che il ferro, essendo un metallo, sia attrato dalle forze magnetiche e che lo zolfo, tutt'altro che metallo, sia inerte se sollecitato da quel tipo di forze.

METODI FISICI

MATERIALE OCCORRENTE

due o tre becher

acqua

sabbia

un imbuto

carta da filtro

una buretta

una bacchetta in vetro

una spruzzetta

DECANTAZIONE - ESECUZIONE DELL'ESPERIMENTO

In uno dei becher mettere acqua e sabbia e mescere fino a che l'acqua non assumerà un aspetto molto torbido. Lasciare il becher a riposo per qualche ora. Quando esso verrà riesaminato, si noterà che la sabbia giace sul fondo del becher, e l'acqua apparirà quasi del tutto limpida. Per separare le due parti del miscuglio prendere un becher e la bacchetta. Facendo attenzione a far aderire la bacchetta al beccuccio del becher con il miscuglio e alla parete del becher pulito (per sfruttare,quindi, la forza di adesione dell'acqua), far scorrere l'acqua, con molta calma e attenzione, evitando di agitare il miscuglio. Naturalmente non è unametodica molto precisa, perché parte dell'acqua rimane nel becher "di partenza" tra la sabbia del fondo.

FILTRAZIONE

Preparare l'apparato filtrante, posizionando la buretta a l'imbuto. Piegare la carta da filtro (che in questo caso sarà LISCIA, dovendo trattenere il soluto) in quattro, a CONO, e aprirla da in lato. Posizionandosi sull'imbuto, bagnare la carta da filtro con la spruzzetta, in modo da farla aderire alle pareti dell'imbuto stesso. Posizionare un becher sotto la buretta, per raccogliere il filtrato. Versare molto lentamente e delicatamente il miscuglio nell'imbuto e aprire un po' il rubinetto, per far scendere l'acqua. Ripetere più volte il procedimento per purificare al massimo possibile l'acqua.

SEPARAZIONE DI MISCUGLI OMOGENEI O SOLUZIONI

DISTILLAZIONE

CROMATOGRAFIA SU CARTA

CRISTALLIZZAZIONE

MATERIALE OCCORRENTE

refrigerante di Lebigh (vedi esecuzione dell'esperimento)

vino

fornelletto o bunsen

beuta

termometro

alcool denaturato

inchiostro

strato sottile (vedi esecuzione dell'esperimento)

soluzione sovrasatura di zucchero

zolletta di zucchero

spago

DISTILLAZIONE - ESECUZIONE DELL'ESPERIMENTO

La soluzione che si prenderà in considerazione è il vino. Questo è un perfetto miscuglio di zucchero, aromi, acqua e alcool. Il vino è frutto della fermentazione alcolica del succo dell'uva. La distillazione è utilizzata per separare la componente alcolica (che si trascina dietro gli aromi, a volte) dalla componente acquosa e zuccherina (gli zuccheri rimasti sono quelli che non sono stati coinvolti nella fermentazione alcolica). Questo procedimento non è utilizzato solo in laboratorio, ma anche dall'industria. Infatti, in questo modo viene prodotta la cosiddetta "grappa" (di solito la più pregiata è quella più pura, frutto della distillazione dei vini d'annata o di buoni vini).

Porre il vino in una beuta e collegarla al refrigerante di Lebigh, con un tappo a due fori (nell'altro foro del tappo mettere un termometro immerso nella soluzione per controllare e mantenere costante la temperatura di ebollizione dell'alcool, 78° C circa).

Il refrigerante di Lebigh è un sistema di tubi in vetro: la parte principale è quella centrale, formata da due tubi di diametro diverso. Quello di diametro minore è all'interno di quello di diametro maggiore, ma le loro pareti non vengono a contatto. Nel tubo più grande passa dell'acqua fredda, che serve ad abbassare la temperatura e, di conseguenza, serve a far condensare i vapori di alcool che passano nel tubo interno, collegato direttamente alla beuta con il vino. L'acqua di raffreddamento entra da un canaletto nel tubo esterno ed esce attraverso un altro canaletto. È molto importante mantenere la temperatura del vino costante, intorno ai 78°C, perché altrimenti, insieme all'alcool verrebbe  trasportata dell'acqua. L'alcool condensato esce da un tubicino all'estremità del tubo interno (l'unico punto in cui i due condotti enttrano a contatto) e si raccoglie nel becher che si sarà posizionato precedentemente. La prima grappa sarà la più concentrata e servirà a diluire quella che si formerà dopo, meno concentrata perché il vino conterrà sempre meno carica alcolica.

È importante tenere il refrigerante e il distillato lontano da scintille o fiamme libere, perché essendoci alcool quasi puro in elevate percentuali, il tutto sarà molto infiammabile.

CROMATOGRAFIA SU CARTA - ESECUZIONE DELL'ESPERIMENTO

Questa tecnica è usata per separare i pigmenti di una sostanza (come l'inchistro). La cromatografia avviene usando un solvente (la FASE MOBILE) che servirà a separare i vari pigmenti che separerà i vari pigmenti sulla FASE STAZIONARIA, uno STRATO SOTTILE, un tipo di carta che, da una parte, ha del gel di silice, che serve a mantenerla asciutta e dall'altra, polvere di cellulosa, che serve ad assorbire la sostanza da analizzare.

Mettere un centimentro di alcool in un becher stretto. In un vetrino di orologio porre qualche gocciolina di inchiostro e diluire con dell'acetone. Prendere una striscia di strato sottile e porre (con l'aiuto di uno stuzzicadenti o di un pennino) una striscia di inchiostro diluito al centro della parte inferiore e immegere nell'alcool. Questo, per capillarità, salirà lungo la carta, trascinando i vari pigmenti. Il risultato sarà una scia di colori divisi sulla striscia. Se si lasciasse agire per molto tempo la cromatografia, i colori si ricomporrebbero dall'altra parte.

CRISTALLIZZAZIONE - ESECUZIONE DELL'ESPERIMENTO

In un becher preparare la soluzione sovrasatura diu zucchero e acqua. Legare la zolletta allo spago e lasciare il tutto in un luogo poco frequentato dove il preparato non riceva vibrazioni o scossoni. Dopo un giorno o due, intorno alla zolletta si cristallizzerà lo zucchero in eccesso nell'acqua, separando, così, parte dello zucchero dall'acqua.