Vím, jak látky smíchat. Ale jak je oddělím?
Někdy se můžeš setkat s tím, že budeš mít směs několika látek, ale některé z nich z ní budeš chtít získat, nebo naopak dostat pryč. Pro tento účel chemici vynalezli celou řadu separačních (dělicích) metod. K oddělení látek můžeš využít toho, že jejich molekuly mají různou velikost, polaritu, náboj, teplotu varu a mnoho dalších vlastností. Toto jsou některé ze separačních metod:
Filtrace
K čemu se hodí: Oddělení pevné látky od kapaliny nebo plynu, které jsou v heterogenní směsi (např. sraženiny od rozpouštědla, kávových zrnek od kávy, sazí ze vzduchu...).
Jak se provádí: Směs pevné látky s kapalinou se nalije za pomoci tyčinky na filtr nebo síto. Kapalná látka filtrem proteče (říká se jí pak filtrát), zatímco pevná látka se zachytí na filtru (a vznikne tzv. filtrační koláč). V laboratoři se jako filtr používá bud' filtrační papír, nebo frita (skleněný nebo porcelánový filtr). Celý proces můžeš urychlit tím, že budeš v prostoru pod filtrem snižovat tlak, tím pádem roztok přes filtr proteče rychleji.
Jak to vypadá:
Destilace
K čemu se hodí: Oddělení dvou kapalných látek s odlišnou teplotou varu - např. ethanolu \left(78,3^{\circ} \mathrm{C}\right) a methanolu \left(64,7^{\circ} \mathrm{C}\right).
Jak se provádí: Směs kapalných látek zahřeješ na teplotu, při níž vře látka s nižší teplotou varu, kterou chceš ze směsi odstranit (nebo naopak získat). Ta se začne z roztoku vypařovat a ve formě páry stoupat do chladiče. Tam kondenzuje, stává se z ní opět kapalina a odtéká do sběrné baňky. Látce odstraněné, respektive získané, ze směsi se říká destilát.
Některé látky se za vyšších teplot mohou rozkládat. Proto Ize použít tzv. destilaci za sníženého tlaku. Pokud je tlak v baňce nižší, vřou látky při nižší teplotě.
Tedy například: Potřebuješ ze směsi ethanolu a methanolu odstranit methanol. Methanol vře při teplotě 64,7^{\circ} \mathrm{C}, ethanol při teplotě 78,3{ }^{\circ} \mathrm{C}. Pokud směs zahřeješ cca na teplotu 70^{\circ} \mathrm{C}, methanol začne vřít a jako pára bude ze směsi odcházet pryč, zatímco ethanol se prostě jen zahřeje. V praxi to ale obvykle tak jednoduché nebývá a destilace se musí provádět několikrát, aby se látky zcela oddělily.
Jak to vypadá:
Extrakce
K čemu se hodí: K získání látek z pevného, kapalného nebo plynného vzorku tak, že je převedeš do prostředí, ve kterém jsou lépe rozpustné (např. příprava čaje, získávání vonných látek z jalovce...).
Jak se provádí: Extrakci můžeš použít v případě, kdy máš v jednom roztoku látku, která se různě rozpouští v různých rozpouštědlech. Například kofein se sice rozpouští ve vodě, ale mnohem lépe se rozpouští v organických rozpouštědlech (třeba dichlormethanu). Pokud tedy ke kávě (roztoku kofeinu) přiliješ dichlormethan, který se s vodou nemísí, vytvoří rozpouštědla dvě vrstvy. Kofein pak „uteče“ z vody do dichlormethanu. Poté stačí nežádoucí rozpouštědlo vypustit nebo odsát. V každém případě tak získáš kávu bez kofeinu (bylo by ale dobré podotknout, že takhle se káva bez kofeinu nevyrábí).
Jak to vypadá:
Krystalizace a srážení
K čemu se hodí: K získání látky, která je rozpuštěná v kapalném roztoku.
Jak se provádí: V minulé kapitole bylo zmíněno, že rozpustnost látky závisí také na teplotě. Při nižší teplotě se obecně látka v rozpouštědle rozpouští méně. Pokud tedy nasycený roztok (tzn. roztok, ve kterém už se víc látky rozpustit nemůže, například cukr ve vodě) prudce zchladíš, rozpuštěná látka začne tvořit pevné krystalky. Ty pak přeliješ přes filtr, čímž rozpouštědlo odteče a krystalky v něm zůstanou.
Krystalky látky můžeš získat také tak, že odpaříš z roztoku všechno rozpouštědlo. To je tzv. volná krystalizace.
Druhou možností je srážení pomocí srážecího činidla. Například kation olovnatý \left(\mathrm{Pb}^{2+}\right) není v roztoku nijak vidět. Pokud ale do roztoku přidáš trochu kyseliny sírové \left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{4}\right), vznikne chemickou reakcí nerozpustná bílá sraženina síranu olovnatého \left(\mathrm{PbSO}_{4}\right). Tu můžeš například odfiltrovat. Srážecí reakce se dříve v analytické chemii často využívaly k důkazu toho, že se v roztoku nachází určitá látka.
Jak to vypadá:
Sedimentace
K čemu se hodí: K oddělení pevné látky od kapaliny v heterogenní směsi (např. částice odpadu od vody, buňky od krve...)
Jak se provádí: Pokud jsou ve směsi rozptýlené částice pevné látky, jednoduchý způsob, jak je odstranit, je, že počkáš, až se usadí na dně. Čirou tekutinu bez pevných částic prostě vyliješ. Tomuto se správně říká dekantace. Protože to ale může být pomalý proces, používá se někdy k jeho urychlení centrifuga. Ve zkumavce se směsí se působením odstředivé síly vytvoří vrstva pevné látky na dně a vrstva roztoku nad ní (tzv. supernatant).
Jak to vypadá:
