Separační metody
Často se setkáš s tím, že ze směsi látek potřebuješ jednu získat nebo naopak oddělit. K rozdělení směsí existuje celá spousta separačních metod, které vždy využívají nějaké rozdílné vlastnosti mezi jednotlivými složkami. Některé základní metody můžeš vidět tady:
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 s pomocí 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.
Pokud chceš filtrovat plyn, prostě ho protlačíš přes filtr. Jako filtr v tomto případě může sloužit chomáč vaty nebo třeba molitan.
Jak to vypadá:
Extrakce (louhování)
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 nepolárních látkách (třeba dichlormethanu). Pokud tedy ke kávě (roztoku kofeinu) přiliješ dichlormethan, kofein do něj z vody postupně "uteče". Protože voda se s dichlormethanem nemísí, stačí nežádoucí rozpouštědlo vypustit nebo odsát, a získáš kávu bez kofeinu (nutno ale podotknout, že takhle se káva bez kofeinu rozhodně nevyrábí!).
Jak to vypadá:
VIDEO s chemickým pokusem
Chromatografie
K čemu se hodí: K rozdělení velkého počtu látek, které tvoří složité směsi. Používá se například ve farmaceutickém nebo potravinářském průmyslu pro kontrolu čistoty výrobků.
Jak se provádí: Na pevnou (tzv. stacionární) fázi, kterou může být speciální papír nebo třeba obyčejná školní křída, naneseš vzorek, který potřebuješ rozdělit. Poté stacionární fázi s naneseným vzorkem umístíš do pohyblivé (tzv. mobilní) fáze, kterou obvykle tvoři směs rozpouštědel. Mobilní fáze bude vzlínat po fázi stacionární, až se dostane k vzorku. Nyní nastává vlastní separace. Protože každá složka vzorku je trochu jiná, bude se různě pevně „držet” fáze stacionární. Interakce mezi složkou vzorku a stacionární fází může mít různou fyzikální podstatu a není to nyní podstatné. Důležité je, že ty složky, které se "drží" pevně, půjdou s mobilní fází pomalu, ty, co se „drží” slabě, půjdou rychle. A právě tento rozdíl vede k jejich rozdělení.
VIDEO s chemickým pokusem
Krystalizace, odpařování a srážení
K čemu se hodí: K získání látky, která je rozpuštěná v kapalině.
Jak se provádí: Už bylo zmíněno, že rozpustnost látky závisí také na teplotě - při nižší teplotě se obecně látky rozpouštějí méně. Pokud tedy nasycený roztok prudce zchladíš, rozpuštěná látka začne tvořit pevné krystalky. Ty pak přeliješ přes filtr, rozpouštědlo odteče a krystalky v něm zůstanou.
Krystalky látky můžeš získat také tak, že odpaříš z roztoku všechno rozpouštědlo. To je tzv. volná krystalizace.
Další možností je srážení pomocí srážecího činidla. Například kationt olovnatý \left(\mathrm{Pb}^{2+}\right) není v roztoku nijak vidět, ale pokud do roztoku přidáš trochu kyseliny sírové \left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{4}\right), vznikne nerozpustná bílá sraženina síranu olovnatého \left(\mathrm{PbSO}_{4}\right), kterou můžeš odfiltrovat.
Jak to vypadá:
Destilace
K čemu se hodí: Oddělení dvou kapalných látek s odlišnou teplotou varu - například ethanolu \left(78,4^{\circ} \mathrm{C}\right) a methanolu \left(64,7^{\circ} \mathrm{C}\right).
Jak se provádí: Směs kapalných látek zahřeješ na teplotu, při které vře látka s nižší teplotou varu. Ta se začne z roztoku vypařovat a ve formě páry stoupat do chladiče, kde kondenzuje, mění se opět na kapalinu a odtéká do sběrné baňky. Látce odstraněné, respektive získané ze směsi se říká destilát.
Některé látky se za vyšších teplot mohou rozkládat, takže je přímou destilací získat nelze. Můžeš ale využít toho, že všechny látky při nižším tlaku vřou i při nižších teplotách, a provést destilaci za sníženého tlaku. Takto se od sebe odděluji třeba různé složky ropy.
Jak to vypadá:
