การแยกของแข็งกับของเหลวในสารเนื้อผสมออกจากกันได้อย่างไร

การแยกสาร หมายถึงการที่แยกสารที่ผสมกันตั้งแต่ ๒ ชนิดขึ้นไปออกจากกัน เพื่อนำสารที่ได้นั้นไปใช้ประโยชน์ตามต้องการ ซึ่งสามารถจำแนกได้คือ การแยกสารเนื้อผสม และการแยกสารเนื้อเดียว

สารเนื้อผสม หมายถึง สารที่มีลักษณะให้สารไม่ผสมกลมกลืนกันเป็นเนื้อเดียวกันเกิดจาก สารอย่างน้อย 2 ชนิดขึ้นไปมาผสมกันโดยเนื้อสารจะแยกกันเป็นส่วน ๆ การแยกสารเนื้อผสมอาจใช้วิธีการต่าง ๆ เช่น การกรอง การใช้กรวยแยก การใช้อำนาจแม่เหล็ก การระเหิด การระเหยจนแห้ง ซึ่งเป็นการแยกสารโดยวิธีทางกายภาพทั้งสิ้น สารที่แยกได้จะมีสมบัติเหมือนเดิม

1. การกรอง เป็นวิธีการแยกสารออกจากกันระหว่างของแข็งกับของเหลว หรือใช้แยกสารแขวนลอยออกจากน้ำ ซึ่งใช้กันมากในทางเคมี โดยเฉพาะในห้องปฏิบัติการที่กรองสารในปริมาณน้อย ๆ การกรองนั้นจะต้องเทสารผ่านกระดาษกรอง อนุภาคของแข็งที่ลอดผ่านรูกระดาษกรองไม่ได้จะอยู่บนกระดาษกรอง ส่วนน้ำและสารที่ละลายน้ำได้จะผ่านกระดาษกรองลงสู่ภาชนะ

2. การใช้กรวยแยก เป็นวิธีที่ใช้แยกสารเนื้อผสมที่เป็นของเหลว 2 ชนิดที่ไม่ละลายออกจากกัน โดยของเหลวทั้งสองนั้นแยกเป็นชั้นเห็นได้ชัดเจน เช่น น้ำกับน้ำมัน เป็นต้น การแยกโดยวิธีนี้จะนำของเหลวใส่ในกรวยแยก แล้วไขของเหลวที่อยู่ในชั้นล่างซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าชั้นบนออกสู่ภาชนะจนหมด แล้วจึงค่อย ๆ ไขของเหลวที่ที่เหลือใส่ภาชนะใหม่

3. การใช้อำนาจแม่เหล็ก เป็นวิธีที่ใช้แยกองค์ประกอบของสารเนื้อผสมซึ่งองค์ประกอบหนึ่งมีสมบัติในการถูกแม่เหล็กดูดได้ เช่น ของผสมระหว่างผงเหล็กกับผงกำมะถัน โดยใช้แม่เหล็กถูไปมาบนแผ่นกระดาษที่วางทับของผสมทั้งสอง แม่เหล็กจะดูดผงเหล็กแยกออกมา

4. การระเหิด คือ ปรากฏการณ์ที่สารเปลี่ยนสถานะจากของแข็งกลายเป็นก๊าซหรือไอโดยไม่เปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวก่อน ใช้แยกสารเนื้อผสมที่เป็นของแข็งออกจากกัน โดยของแข็งชนิดหนึ่งมีสมบัติระเหิดได้ เช่น ลูกเหม็น พิมเสน น้ำแข็งแห้ง การบูรกับเกลือแกง เมื่อให้ความร้อนการบูรจะกลายเป็นไอแยกออกจากเกลือแกง ดักไอของการบูรด้วยภาชนะที่เย็นจะได้การบูรเป็นของแข็งแยกออกมา

5. การใช้มือหยิบออกหรือเขี่ยออก ใช้แยกของผสมเนื้อผสม ที่ของผสมมีขนาดโตพอที่จะหยิบออกหรือเขี่ยออกได้ เช่น ข้าวสารที่มีเมล็ดข้าวเปลือกปนอยู่

6. การตกตะกอน ใช้แยกของผสมเนื้อผสมที่เป็นของแข็งแขวนลอยอยู่ในของเหลว ทำได้โดยนำของผสมนั้นวางทิ้งไว้ให้สารแขวนลอยค่อย ๆ ตกตะกอนนอนก้น ในกรณีที่ตะกอนเบามากถ้าต้องการให้ตกตะกอนเร็วขึ้นอาจทำได้โดย ใช้สารตัวกลางให้อนุภาคของตะกอนมาเกาะ เมื่อมีมวลมากขึ้น น้ำหนักจะมากขึ้นจะตกตะกอนได้เร็วขึ้น เช่น ใช้สารส้มแกว่ง อนุภาคของสารส้มจะทำหน้าที่เป็นตัวกลางให้โมเลกุลของสารที่ต้องการตกตะกอนมาเกาะ ตะกอนจะตกเร็วขึ้น

ตามปกติสารที่มีอยู่ในธรรมชาติเป็นสารที่ไม่บริสุทธิ์ มีวิธีการต่างๆที่สามารถแยกสารออกจากกันโดยแบ่งเป็น 2 กลุ่ม

กลุ่มที่ 1 แยกสารเนื้อผสม

1. การหยิบออก
   ในบางครั้งสารที่ผสมมีขนาดใหญ่และปริมาณไม่มากก็สามารถหยิบออกได้เลย เช่น กรวดปนในข้าวเปลือก
2. การร่อน (แยกของแข็ง-ของแข็ง)
   ใช้แยกสารเนื้อผสมระหว่างของแข็งและของแข็ง โดยการร่อน อาศัยขนาดของรูตะแกรงแยกสารผสม เช่น ทรายปนในข้าวเปลือก
3. การใช้แม่เหล็ก (แยกสารที่เป็นสารแม่เหล็ก)
   • ใช้แยกสารที่เป็นสารแม่เหล็กด้วยแม่เหล็ก เช่น ผงตะไบเหล็กในทราย,ผงเหล็กและผงกำมะถัน
   • สารที่มีสารแม่เหล็ก เช่น เหล็ก, โคบอลต์, นิกเกิล
   • สารที่ไม่มีสารแม่เหล็ก เช่น ทองแดง, กำมะถัน

4. การกรอง (แยกของแข็ง-ของเหลว)
   • กระดาษกรองใช้แยกของแข็งที่อนุภาคมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 10-4 เซนติเมตร
   • กระดาษเซลโลเฟนใช้แยกของแข็งที่อนุภาคมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 10-7 เซนติเมตร แต่เล็กกว่า 10-4 เซนติเมตร

5. การแยกด้วยกรวยแยก (แยกของเหลว-ของเหลวที่ไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกัน)

   ใช้แยกสารที่มีความหนาแน่นต่างกัน สารที่มีความหนาแน่นกว่าจะอยู่ด้านล่าง สารที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าจะลอยอยู่ด้านบน

6. การระเหิด (แยกของแข็ง-ของแข็งที่ระเหิดได้)
   • การระเหิด คือ การเปลี่ยนสถานะสารจาก ของแข็ง --> แก๊ส โดยไม่ผ่านสถานะของเหลว
   • สารที่ระเหิดได้ เช่น แนฟทาลีน, การบูร, เกล็ดไอโอดีน
   • วิธีการ ให้ความร้อนกับสารผสม (ไอโอดีน-ทราย) เมื่อไอโอดีนได้รับความร้อนจะระเหิด และไอจะไปเกาะที่กรวยแก้วเมื่อทิ้งไว้จะเห็นเกล็ดไอโอดีน

7. การตกตะกอน (แยกของแข็งแขวนลอย-ของเหลว)

   ใช้แยกสารเนื้อผสมระหว่างของแข็งแขวนลอยที่อยู่ในของเหลว เช่นน้ำคลอง เมื่อนำน้ำคลองมาตั้งทิ้งไว้สารแขวนลอยจะค่อยตกตะกอน แต่ถ้าต้องการให้เร็วขึ้น สามารถใช้สารส้ม สารส้มจะทำให้ตะกอนเกิดการเกาะกลุ่มกัน และมีน้ำหนักมากจึงตกไปที่ก้นภาชนะได้เร็วขึ้น

8. การสกัดด้วยตัวทำละลาย

   เป็นการแยกสารผสมด้วยตัวทำละลาย เช่น การสกัดสมุนไพรด้วยเหล้าขาวหรือแอลกอฮอล์ (ข้อมูลจากสำนักงานข้อมูลสมุนไพร คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล)

   จากรูป หากต้องการแยกสารที่ผสมกันอยู่ด้วยวิธีการสกัดด้วยตัวทำละลาย เติมตัวทำละลาย -> เขย่าให้เกิดการผสม-> สารที่ต้องการจะแยกจะไปละลายในชั้นของตัวทำละลาย ->ตัวทำละลายและสารเดิมจะแยกชั้นกัน -> นำไปแยกออก ->แยกตัวทำละลายออกจากสารที่ต้องการด้วยวิธีที่เหมาะสมต่อไป

   หลักการในการเลือกตัวทำละลาย

   1. สามารถละลายสารที่ต้องการแยกได้ดี แต่ไม่ละลายสารที่ไม่ต้องการแยก
   2. มีความหนาแน่นต่างกับ สารที่ไม่ต้องการแยกมากกว่า 150 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร
   3. ไม่ทำปฏิกิริยาเคมีกับสารที่ต้องการแยกและไม่ต้องการแยก
   4. ไม่เสียสภาพได้ง่ายในความร้อน
   5. สามารถแยกออกจากสารที่ต้องการได้ง่าย

กลุ่มที่ 2 แยกสารเนื้อเดียว

1. การระเหย (แยกของแข็ง-ของเหลว)

   เป็นการแยกสารผสมที่ประกอบด้วยของแข็งซึ่งละลายอยู่ในของเหลวตัวอย่างเช่น การทำนาเกลือ

2. การตกผลึก
   คือวิธีการแยกของแข็งจากสารละลาย

   จากรูป เกิดขั้นตอนดังนี้
   A. สารผสมละลายอยู่ในตัวทำละลาย และเมื่อให้ความร้อนสารผสมจะละลายได้มากขึ้นจนใกล้ถึงจุดอิ่มตัว (จุดที่สารไม่สามารถละลายต่อไปได้)
   B. เมื่อทิ้งไว้ให้เย็นลงสารบริสุทธิ์ เช่น ธาตุหรือสารประกอบจะก่อผลึกขึ้น
   C. แยกออกจากสารอื่นด้วยการกรอง

   หลักการการเลือกตัวทำละลาย

   • สามารถละลายสารที่ต้องการตกผลึกได้เมื่อให้ความร้อน และละลายได้น้อยหรือไม่ละลายเลยเมื่ออุณหภูมิต่ำ
   • เมื่อทิ้งไว้ให้เย็นจะเกิดผลึกสารบริสุทธิ์
   • ไม่ทำปฏิกิริยาเคมีกับสารที่ต้องการตกผลึก
3. การกลั่น

   เป็นการแยกสารเนื้อเดียวที่เป็นของเหลวโดยอาศัยความแตกต่างของจุดเดือดของสาร เมื่อให้ความร้อน สารที่มีจุดเดือดต่ำกว่าจะระเหยกลายเป็นไอ-> ไอจะกระทบความเย็น->เกิดการควบแน่น
   การกลั่นแบ่งได้เป็น 3 ประเภท

   • การกลั่นแบบธรรมดา
     สารที่จะแยกต้องมีจุดเดือดต่างกันมาก
   • การกลั่นลำดับส่วน
     สารที่จะแยกมีจุดเดือดใกล้กัน เช่น การกลั่นน้ำมันดิบ
   • การสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำ
     ใช้แยกสารที่มีจุดเดือดต่ำกว่าน้ำและไม่ละลายเป็นเนื้อเดียวกับน้ำเมื่อเย็นตัว ตัวอย่างเช่น การ สกัดน้ำมันหอมระเหย

   การกลั่นแบบธรรมดา

   การกลั่นลำดับส่วน
4. โคมาโตกราฟี

   เป็นการแยกสารเนื้อเดียวที่มีความเป็นขั้วต่างกัน ใช้เพื่อทำให้สารบริสุทธิ์ หรือใช้เพื่อตรวจสอบความบริสุทธิ์ของสาร
   หลักการทำงานขึ้นกับความแตกต่าง

   • ความสามารถในการดูดซับกับตัวดูดซับที่เป็นเฟสคง
   • ความสามารถในการละลายในตัวทำละลายที่เป็นเฟสเคลื่อนที่

   จากรูป C ละลายดีที่สุดและดูดซับน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับ A และ Bโดย A ละลายได้ไม่ดี และดูดซับได้ดีจึงเคลื่อนที่ไปได้ระยะทางสั้นที่สุด

ในการเข้าใช้งานเวบไซต์ของเรา ท่านได้อ่าน เข้าใจ และยอมรับข้อกำหนดการใช้งาน นโยบายความเป็นส่วนตัว และนโยบายคุกกี้ของเราแล้ว โดยท่านสามารถอ่านนโยบายของเราได้ ที่นี่

แยกของแข็งออกจากของเหลวในสารเนื้อผสมได้อย่างไร

แยกของแข็งในสารเนื้อผสมออกจากกันอย่างไร

การแยกสารเนื้อผสมที่เกิดจากของแข็งผสมกับของเหลวโดยของแข็งละลายในน้ำเราสามารถแยกได้ด้วยวิธีใด

สารผสมเนื้อเดียวที่มีองค์ประกอบเป็นของแข็งละลายในของเหลวจะแยกองค์ประกอบออกจากกันได้โดยวิธีใด