הפרדת חומרים

הפרדת חומרים היא שם כולל למספר תהליכים, שבהם ניתן להפריד תערובות/תרכובות לחומרים המרכיבים אותם, כמו למשל: תערובת מי מלח תופרד למים ולמלח ובעוד מים יופרד לחמצן ולמימן. אבל ניקוז ומיצוי הם שיטות הפרדה שונות.

לשם מה להפריד חומרים

העולם רב בתערובות ובתרכובות שאותם לפעמים בני האדם מעוניינים להפריד על מנת לקבל את הרכיבים להם הם זקוקים, לשם כך פיתחו עם השנים טכנולוגיות שונות שבהן ניתן להיעזר על מנת להפריד את התרכובות או התערובות שברצוננו להפריד. במקרים מסוימים בהם אנו רוצים להפריד חומרים למטרות ניצול אותו החומר אנו דרושים להפרידו בצורה כלשהי בין אם זה בצורה פשוטה בעזרת אמצעים המצויים בכל אחד מן הבתים ובין אם זה הפרדת חומרים בדרכים מורכבות יותר על מנת לקבל את החומרים הדרושים ניתן להפריד תרכובות ותערובות בדרכים שונות, תרכובות ניתנות להפרדה באמצעים כימיים כמו מיצוי וכרומוטוגרפיה בעוד שתערובות ניתנות להפרדה על ידי שימוש באמצעים פיזיקליים כגון סינון, חימום או קירור, מגנוט, אידוי וזיקוק.^[1]

שיטות הפרדה פיזיקליות

זיקוק

זיקוק

זיקוק: על פי שיטה זו נעשה תהליך של הפרדת תערובות נוזליים בהתבסס על הבדלי טמפרטורות הרתיחה שלהם. בתהליך זה נעשה פעולת הרתחה של התערובת ואת האדים המתקבלים אוספים לתוך מיכל שבתוכו חוזרים האדים לחומר הנוזלי שהותך (נעשה תהליך של עיבוי), כך מרתיחים את התערובת עד שכל החומרים המרכיבים אותה הפכו לאדים (הנוזל הראשון שיתאדה הוא הנוזל עם טמפרטורת הרתיחה הנמוך ביותר, בנוסף, את כל הנוזלים שהתאדו אוספים לתוך כלים נפרדים מקוררים שכן האדים הופכים חזרה לנוזל, נעשה תהליך עיבוי).

סינון של דבש

סינון

סינון הוא תהליך אשר מפריד תערובות לגורמים שלהם, הוא תהליך פיזיקלי פשוט שניתן לעשות אפילו בציוד ביתי פשוט (אף על פי שככל שיהיה בעזרת ציוד טוב יותר יהיה מדויק יותר) ובדרך כלל משתמשים בו לצורך הפרדת מוצקים מתוך נוזל כלשהו. הסינון מבוסס על כך שחלקיקי הנוזלים שמחוברים בקשר חלש יחסית יכולים להתנתק לפסק זמן קצר ולעבור דרך חורי המסננת בעוד שחלקיקי המוצקים שמחוברים בקשר חזק יחסית לא יכולים להתנתק לפסק זמן הקצר ולעבור דרך חורי המסננת ולכן נשארים בתוכה. (חשוב להוסיף שאפשר גם להפריד בין מוצקים בעלי גדלים שונים) קיימים שני מקרים:

• לקבלת המוצק, מסננים ולוקחים את מה שנשאר על המסננת.
• לקבלת הנוזל, מניחים כלי כלשהו מתחת למסננת אליו יגיע הנוזל והחלקים הקטנים. גודל החורים הוא הקובע אילו חומרים מהתערובת יישארו במסננת ואילו יעברו הלאה.

מיצוי

החסרונות בסינון הם שככל שאתה מסנן יותר, החומרים מסתננים לאט יותר.

הפרדת פאזות

הפרדת פאזות היא פעולת הפרדה בין חומרים כימיים בה לוקחים תערובת של חומרים ועל ידי שינוי הלחץ או הטמפרטורה במערכת מגיעים למצב בו חלק מהחומרים נמצאים בפאזה אחת (למשל, נוזל) וחלק מהם נמצאים בפאזה אחרת (למשל,גז). מובילים את החומרים למיכל, הנקרא מפריד, שבו הנוזלים יוצאים מחלקו התחתון והגזים מחלקו העליון. הפרדת פאזות יכולה להיות גם הפרדה בין שתי פאזות נוזליות עם צפיפות שונה, למשל הפרדה בין מים לשמן. מים הם נוזל בעל צפיפות גדולה יותר משמן ולכן במקרה זה הם יקראו "הפאזה הכבדה" ושמן יקרא "הפאזה הקלה". בשיטה זו מכניסים את התערובת למיכל עם ברז בתחתית, כך שהפאזה בעלת הצפיפות הנמוכה יותר תצוף מעל הפאזה בעלת הצפיפות הגבוהה יותר. באמצעות הברז מרוקנים את הפאזה התחתונה למיכל אחר עד שהגבול בין הפאזות מגיע לברז. במיכל עם הברז תישאר הפאזה הקלה.

שיטות הפרדה כימיות

מיצוי

מיצוי הוא תהליך אשר משמש להפרדת חומרים בתוך תערובת נוזלית (מיצוי הנקרא מיצוי נוזל-נוזל) ובנוסף משמש גם להפרדת חומרים בתערובות מוצקים (מיצוי הנקרא נוזל-מוצק). תהליך זה מתבצע כאשר מוסיפים לתערובת חומר שיש ביכולתו להמס את החומר שאנו רוצים להפרידו, לאחר הוספתו של החומר הממס, מרחיקים את החומר שאנו רוצים לקבל עם הפאזה הנוזלית שנוצרה באמצעות מכשיר הפרדה כמו משפך מפריד. לאחר שבידנו את החומר שברצוננו לקבל עלינו להיפתר מהחומר הממס על ידי אידוי בחימום תחת ריק.

מכשור מודרני אוטומטי לביצוע כרומטוגרפיית חילוף יונים

כרומטוגרפיה

כרומוטוגרפיה היא שיטת הפרדה המאפשרת להפריד, לזהות ולקבוע את כמות החומרים הנמצאים בתערובת. משתמשים בשיטה זו בתחומים רבים כגון: מחקר, זיהוי פלילי, מזון והרפואה.

פירוש המילה כרומטוגרפיה הוא צביעה גרפית – כרומו: צבע, גרפיה: גרף.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא הפרדת חומרים בוויקישיתוף

הערות שוליים

1. "גירושים" בין חומרים: שיטות הפרדה, באתר davidson.weizmann.ac.il