I principali metodi di separazione di miscugli e sostanze

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Difficoltà: media
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Introduzione

Molti materiali di cui avete quotidianamente bisogno, come il sale da cucina o la benzina, si possono ottenere per separazione da miscugli più o meno complessi. L'operazione non è sempre facile, soprattutto se il miscuglio è eterogeneo, e può essere condotta utilizzando particolari tecniche di separazione. Nella seguente guida vi spiegherò quali sono i principali metodi di separazione dei miscugli e delle sostanze.

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Filtrazione

Con l'uso di opportuni filtri è possibile separare particelle solide, più o meno grandi, da miscugli liquidi e gassosi. Con questa tecnica è possibile, per esempio, separare la sabbia da un miscuglio eterogeneo acqua-sabbia. Il liquido scende per gravità, lasciando sul filtro la parte solida. L'efficienza della separazione dipende dalle dimensioni dei pori del filtro.

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Stratificazione in un imbuto separatore

I miscugli eterogenei liquido-solido e liquido-liquido possono essere separati con relativa facilità se i componenti presentano diversa densità. Una miscela di acqua e olio può essere separata in laboratorio lasciando stratificare in un opportuno contenitore, chiamato imbuto-separatore, l'olio, meno denso, sull'acqua. Aprendo il rubinetto dell'imbuto, l'acqua più densa può essere raccolta a parte, mentre l'olio rimane nell'imbuto separatore.

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Centrifugazione

Per rendere più rapida la stratificazione si può ricorrere alla centrifugazione, operazione che consente di fornire accelerazioni superiori a quella di gravità. In passato l'olio di oliva, dopo la spremuta, si separava dell'acqua per decantazione in vasi di terracotta. Attualmente, per ottenere lo stesso risultato, si impiega la centrifuga. Nei laboratori biologici la centrifugazione è molto usata per separare i componenti delle cellule viventi.

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Estrazione

È possibile allontanare da un miscuglio uno dei componenti utilizzando un solvente in grado di scioglierlo. Il pigmento arancione delle carote, per esempio, è solubile in etere di petrolio. Se si aggiunge un po' di questo solvente a una carota sminuzzata e si agita la miscela, l'etere di petrolio si porta in soluzione il pigmento arancione, estraendolo dalla carota. La preparazione di tè e caffè è legata alla capacità dell'acqua di estrarre selettivamente dal miscuglio alcuni componenti, quali la caffeina e la teina.

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Cromatografia

Il solvente, che in questo caso si chiama fase mobile, trasporta i componenti del miscuglio attraverso un materiale, chiamato fase fissa, a cui essi aderiscono in modo differente, a seconda della loro natura. Nella cromatografia su strato sottile la fase fissa, costituita da un sottile strato di materiale inerte, come silice e allumina, è fissato su una lamina di alluminio o su una lastrina di vetro. Anche la carta da filtro può essere utilizzata come fase fissa. In tal caso si parla di cromatografia su carta. La cromatografia è una delle tecniche di separazione migliori, ma richiede tempi abbastanza lunghi.

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Distillazione

La distillazione è il metodo privilegiato per la purificazione dei liquidi e si basa sulla diversa volatilità dei componenti delle miscele liquide. La distillazione riunisce in sé due passaggi di stato: l'evaporazione e la condensazione. L'evaporazione inizia nel recipiente in cui la miscela bolle, la condensazione invece interessa i vapori, che vengono condensati all'interno dell'apparecchiatura con acqua fredda.

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