METODI DI SEPARAZIONE DI MISCELE ETEROGENEE - CHIMICA - 2025

I metodi di separazione delle miscele eterogenee sono quelli che cercano di separare ciascuno dei suoi componenti o fasi senza la necessità di alcuna reazione chimica. Di solito sono costituiti da tecniche meccaniche che sfruttano la differenza nelle proprietà fisiche di tali componenti.

Una miscela di frutta, formaggio, olive e pezzi di prosciutto mostra una varietà di proprietà fisiche; tuttavia, il commensale fa affidamento sui sapori e sui colori di questi ingredienti quando li separa usando uno stuzzicadenti. Altre miscele richiederanno necessariamente e logicamente criteri e principi più selettivi per la loro separazione.

Una miscela eterogenea composta da più di un componente può essere separata da più passaggi o metodi. Fonte: Gabriel Bolívar.

Assumi la miscela eterogenea sopra. A prima vista si può vedere che, sebbene sia la stessa fase (geometrica e solida), ha componenti di vari colori e forme. Il primo setaccio, di colore arancione, permette alla stella di attraversarlo mantenendo le altre figure. Simile accade con il secondo setaccio e l'ottagono turchese.

I setacci si separano in base alle forme e alle dimensioni delle figure. Altre tecniche, invece, possono essere basate su densità, volatilità, masse molecolari, oltre ad altre proprietà fisiche dei componenti per poterli separare.

Principali metodi di separazione di miscele eterogenee

- Separazione magnetica

Nell'esempio della miscela geometrica è stato applicato un setaccio, per il quale è possibile utilizzare anche un colino (come nelle cucine), un setaccio o un setaccio. Se tutte le figure sono troppo piccole per essere trattenute dal setaccio, è necessario utilizzare un'altra tecnica di separazione.

Supponendo che la stella arancione avesse la proprietà di essere ferromagnetica, allora potrebbe essere rimossa usando un magnete.

Questa separazione magnetica è stata insegnata nelle scuole mescolando sabbia, zolfo o segatura con trucioli di ferro. Il mix è visivamente eterogeneo: il colore grigio scuro delle patatine contrasta con l'ambiente circostante. Quando si avvicina un magnete, tuttavia, i trucioli di ferro si muoveranno verso di esso fino a quando non migreranno dalla sabbia.

In questo modo si separano i due componenti della miscela iniziale. Questa tecnica è utile solo quando uno dei componenti è ferromagnetico alla temperatura alla quale avviene la separazione.

- Sublimazione

Se c'è una figura abbastanza profumata nella miscela geometrica o con una pressione di vapore considerevolmente alta, allora può essere sublimata applicando un vuoto e riscaldando. In questo modo, ad esempio, sublimerà l'ottagono turchese "solido e volatile"; cioè, passerà da solido a vapore.

Gli esempi più comuni e rappresentativi sono miscele eterogenee con iodio. Se riscaldati lentamente, alcuni dei cristalli nero-viola sublimeranno in vapori viola. Sia la separazione magnetica che la sublimazione sono i metodi meno convenzionalmente usati. Nell'immagine seguente puoi vedere un processo di sublimazione (ghiaccio secco):

- Decantazione

La decantazione può essere utilizzata per due tipi di miscele eterogenee. Fonte: Gabriel Bolívar.

Se nell'esempio della mescolanza geometrica alcune delle figure fossero rimaste fisse sul contenitore, allora quelle che riescono a muoversi sarebbero separate. Questo è ciò che è noto come decantazione. Nell'immagine in alto, sono mostrate due miscele acquose: una liquido-solido (A) e un'altra liquido-liquido (B).

Miscela liquido-solida

Nel contenitore di A abbiamo un solido sul fondo, fortemente aderito alla superficie del vetro (nel caso di un becher). Se la sua adesione è tale, il liquido può essere versato o decantato in un altro contenitore senza alcun problema. Lo stesso si può fare nel caso in cui detto solido sia molto denso e, con attenzione, si procede alla decantazione allo stesso modo.

Miscela liquido-liquido

Nel contenitore di B, invece, il liquido nero, immiscibile e più denso dell'acqua, si muove se la miscela viene inclinata; quindi, se proviamo a decantarlo come prima, colerà anche il liquido nero insieme all'acqua. Viene quindi utilizzato un imbuto separatore per risolvere questo problema.

Questo imbuto ha la forma di una pera, di una sommità allungata o di un backstage, e vi viene versata la miscela B. Attraverso lo stretto beccuccio sottostante, il liquido nero viene decantato manipolando un rubinetto, in modo che goccioli lentamente. Quindi, attraverso la bocca superiore, l'acqua viene separata in modo che non sia contaminata dai residui del liquido nero.

- Filtrazione

Se la miscela liquido-solido non può essere decantata, come accade nella stragrande maggioranza del tempo e nelle attività quotidiane di laboratorio, viene utilizzata la filtrazione: il metodo più comune per separare miscele eterogenee. Questa è la versione umida della setacciatura.

Ritornando alla miscela A del paragrafo precedente, supponiamo che il solido nero non mostri molta affinità per il vetro, quindi non vi aderisca, e rimanga sospeso anche con particelle di dimensioni diverse. Non importa quanto tu cerchi di decantare, parte di questo fastidioso solido andrà sempre nel recipiente di raccolta.

Pertanto, la filtrazione viene eseguita anziché la decantazione. Il setaccio viene sostituito con una carta da filtro con pori di diverso diametro. L'acqua passerà attraverso questa carta mantenendo allo stesso tempo il solido nero.

Se si intende lavorare successivamente con il solido o analizzarlo, la filtrazione verrà effettuata con un imbuto Buchner e un kitasate, con il quale verrà applicato un vuoto all'interno del contenitore di ricezione. In questo modo si migliorano le prestazioni di filtrazione asciugando (non calcinando) il solido sulla carta. L'immagine seguente mostra un processo di filtraggio:

- Centrifugazione

Centrifuga. Fonte: Matt Janicki tramite Flickr

Ci sono miscele omogenee ad occhio nudo, ma in realtà eterogenee. Le particelle solide sono così piccole che la gravità non le attira sul fondo e nemmeno la carta da filtro può trattenerle.

In questi casi si utilizza la centrifugazione, con la quale, grazie all'accelerazione, le particelle subiscono una forza che le spinge verso il fondo; proprio come se la gravità aumentasse più volte. Il risultato è che si ottiene una miscela a due fasi (simile a B), dalla quale si può prelevare o pipettare il surnatante (la parte superiore).

La centrifugazione funziona costantemente quando si desidera separare il plasma dai campioni di sangue o il contenuto di grassi del latte.

Riferimenti

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