kimikamga pamamaraan sa laboratoryopaglilinismga prosesong pang-industriya
Distilasyon vs Pagsala
Ang paghihiwalay ng mga halo ay isang pundasyon ng pagproseso ng kemikal, ngunit ang pagpili sa pagitan ng distilasyon at pagsasala ay lubos na nakasalalay sa kung ano ang sinusubukan mong ihiwalay. Bagama't pisikal na hinaharangan ng pagsasala ang mga solido sa pagdaan sa isang harang, ginagamit ng distilasyon ang lakas ng init at mga pagbabago sa anyo upang paghiwalayin ang mga likido batay sa kanilang natatanging mga punto ng pagkulo.
Mga Naka-highlight
Ang pagsasala ay batay sa laki ng particle; ang distillation naman ay batay sa mga boiling point.
Hindi mo maaaring salain ang asin mula sa tubig-dagat, ngunit maaari mo itong i-distill upang makakuha ng sariwang tubig.
Ang distilasyon ay nagsasangkot ng pagbabago ng anyo mula sa likido patungong gas at pabalik sa likido.
Ang vacuum filtration ay isang mas mabilis na bersyon ng karaniwang pagsasala na gumagamit ng suction.
Ano ang Distilasyon?
Isang proseso ng paghihiwalay gamit ang init na kinabibilangan ng pagpapasingaw ng isang likido at pagkatapos ay pagpapakondensada ng singaw pabalik sa likidong estado.
Umaasa sa mga pagkakaiba sa mga punto ng pagkulo sa pagitan ng mga sangkap sa isang likidong pinaghalong.
Epektibo para sa paghihiwalay ng dalawa o higit pang likido o isang likido mula sa mga dissolved solid.
Nangangailangan ng pinagmumulan ng init, isang condenser, at isang receiving flask upang kolektahin ang distillate.
Karaniwang ginagamit sa paggawa ng gasolina, mga inuming may alkohol, at distilled water.
Maaaring makamit ang napakataas na antas ng kadalisayan sa pamamagitan ng maraming yugto, na kilala bilang fractional distillation.
Ano ang Pagsala?
Isang mekanikal na pamamaraan na ginagamit upang paghiwalayin ang mga solidong partikulo mula sa isang likido (likido o gas) sa pamamagitan ng pagpasa nito sa isang porous medium.
Gumagamit ng pisikal na harang—tulad ng papel, buhangin, o tela—na nagpapahintulot sa likido na dumaan ngunit nakakulong ng mga solido.
Ang nakulong na solidong materyal ay tinatawag na 'residue,' habang ang malinis na likido ay ang 'filtrate.'
Hindi nangangailangan ng enerhiya tulad ng init, kaya mas simple at mas mabilis itong proseso para sa mga pangunahing halo.
Mahalaga para sa mga planta ng paggamot ng tubig at mga sistema ng air conditioning upang maalis ang mga kalat.
Hindi mapaghihiwalay ang mga sangkap na ganap na natunaw, tulad ng asin sa tubig.
Talahanayang Pagkukumpara
Tampok
Distilasyon
Pagsala
Uri ng Proseso
Thermal/Pisikal-Kemikal
Mekanikal/Pisikal
Naghihiwalay...
Mga likido mula sa mga likido o dissolved solids
Mga hindi matutunaw na solido mula sa mga likido o gas
Pangunahing Ari-arian na Ginamit
Punto ng pagkulo
Laki ng partikulo
Pangangailangan sa Enerhiya
Mataas (Nangangailangan ng init)
Mababa (Karaniwan ay grabidad o presyon)
Pagbabago ng Yugto?
Oo (Likido sa gas at pabalik)
Hindi
Kagamitang Kinakailangan
Prasko, Kondenser, Pinagmumulan ng Init
Medium ng Filter, Funnel
Detalyadong Paghahambing
Ang Pangunahing Mekanismo
Diretso lang ang pagsasala: kung ang isang partikulo ay masyadong malaki para magkasya sa mga butas sa pansala, ito ay naiiwan. Parang paggamit ng salaan para sa pasta. Mas kumplikado ang distilasyon, gumagana ito sa antas molekular. Sa pamamagitan ng pagpapainit ng isang halo, ang sangkap na may mas mababang boiling point ay unang nagiging singaw, na iniiwan ang iba pang mga sangkap sa orihinal na lalagyan.
Paghawak ng mga Natunaw na Substansya
Dito pinakamatindi ang pagkakaiba ng dalawang pamamaraan. Kung hahaluin mo ang asukal sa tubig hanggang sa mawala ito, mabibigo ang pagsasala na paghiwalayin ang mga ito dahil ang mga molekula ng asukal ay sapat na maliit upang dumaan sa anumang karaniwang pansala. Gayunpaman, madaling malulutas ito ng distilasyon; ang tubig ay sumingaw at nagiging singaw, na nag-iiwan ng mga solidong kristal ng asukal sa ilalim ng prasko.
Industriyal na Sukat at Pagiging Komplikado
Ang pagsasala ay kadalasang ang unang hakbang sa mga daloy ng trabahong pang-industriya, na ginagamit upang linisin ang 'kalat' tulad ng buhangin o grit. Ang distilasyon ay karaniwang ang pangwakas at mas magastos na hakbang na ginagamit para sa mga produktong pinino. Sa industriya ng langis, ang mga fractional distillation tower ay malalaking istruktura na naghihiwalay ng krudo sa lahat ng bagay mula sa mabigat na aspalto hanggang sa magaan na panggatong sa abyasyon batay sa mga gradient ng temperatura.
Bilis vs. Kadalisayan
Ang pagsasala sa pangkalahatan ay mas mabilis at kayang humawak ng napakaraming materyal nang mabilis, tulad ng pagsasala ng suplay ng tubig sa buong lungsod. Ang distilasyon ay isang mas mabagal at mas masusing proseso. Bagama't mas matagal at mas maraming oras at enerhiya ang kailangan para pakuluan at pakuluan ang isang likido, ang antas ng kadalisayan na nakakamit ay mas mataas, kaya naman ang tubig na nasa antas ng laboratoryo ay palaging dinidisina.
Mga Kalamangan at Kahinaan
Distilasyon
Mga Bentahe
+Naghihiwalay ng mga natunaw na solido
+Naghihiwalay ng mga halo-halong likido
+Gumagawa ng mataas na kadalisayan
+Pumapatay ng bakterya/mga pathogen
Nakumpleto
−Mataas na gastos sa enerhiya
−Mabagal na proseso
−Mamahaling kagamitan
−Nangangailangan ng tubig para sa pagpapalamig
Pagsala
Mga Bentahe
+Mura at simple
+Napakabilis
+Hindi kailangan ng init
+Nasusukat para sa malalaking volume
Nakumpleto
−Hindi napapansin ang mga natunaw na solute
−Maaaring barahin ang mga filter
−Nangangailangan ng pagpapalit ng filter
−Naghihiwalay lamang ng mga solido
Mga Karaniwang Maling Akala
Alamat
Ang kumukulong tubig ay pareho sa pagdidistila nito.
Katotohanan
Ang kumukulong tubig ay pumapatay ng mga mikrobyo, ngunit ang totoo ay kinokonsentrate nito ang mga mineral at mabibigat na metal dahil ang tubig ay nagiging singaw habang ang mga dumi ay naiiwan. Ang distilasyon ay nangangailangan ng pagsalo ng singaw na iyon at pagpapalamig nito sa isang bagong lalagyan upang maiwan ang mga dumi.
Alamat
Kayang tanggalin ng mas pinong pansala ang asin sa tubig.
Katotohanan
Hindi kayang tanggalin ng karaniwang pagsasala ang natunaw na asin dahil ang mga ion ay bahagi ng istrukturang likido. Tanging ang 'Reverse Osmosis' (isang espesyal na high-pressure filtration) o distilasyon ang makakagawa nito.
Alamat
Ang distilasyon ay palaging nagreresulta sa 100% na kadalisayan.
Katotohanan
Ang ilang likido, tulad ng ethanol at tubig, ay bumubuo ng isang 'azeotrope' kung saan kumukulo ang mga ito sa parehong temperatura kapag naabot na nila ang isang tiyak na konsentrasyon. Nangangahulugan ito na ang karaniwang distilasyon ay karaniwang umaabot lamang sa humigit-kumulang 95% na kadalisayan para sa alkohol.
Alamat
Ang pagsasala ay para lamang sa mga likido.
Katotohanan
Ang pagsasala ay pantay na mahalaga para sa mga gas. Ang air filter ng iyong sasakyan at ang HEPA filter sa isang vacuum cleaner ay mga perpektong halimbawa ng gas-phase filtration na ginagamit upang mahuli ang mga solidong particle ng alikabok.
Mga Madalas Itanong
Maaari ba akong gumamit ng pagsasala upang linisin ang maputik na tubig?
Oo, ang pagsasala ay mahusay para sa pag-alis ng mga nakabitin na dumi at mga partikulo ng luwad na nagpapalabo sa tubig. Gayunpaman, tandaan na ang pagsasala ay hindi mag-aalis ng mga natunaw na kemikal o mikroskopikong bakterya maliban kung gumagamit ka ng isang lubos na espesyalisadong ceramic filter.
Bakit ginagamit ang distilled water sa mga steam iron at baterya ng kotse?
Ang tubig mula sa gripo ay naglalaman ng mga natunaw na mineral tulad ng calcium at magnesium. Kung gagamit ka ng tubig mula sa gripo, ang mga mineral na ito ay maiiwan kapag sumingaw ang tubig, na kalaunan ay magbabara sa mga lagusan ng singaw ng plantsa o makakasira sa kemistri ng baterya. Ang distilled water ay walang mineral at hindi mag-iiwan ng mga 'kaliskis' na ito.
Ano ang 'fractional' distillation?
Ang fractional distillation ay isang mas advanced na bersyon na ginagamit kapag ang mga kumukulong punto ng mga likido ay magkalapit. Gumagamit ito ng isang 'fractionating column' na puno ng mga glass beads o plates na nagpapahintulot sa mga singaw na mag-condense at muling magsingaw nang maraming beses, na ginagawang mas tumpak ang paghihiwalay.
Binabago ba ng pagsasala ang mga kemikal na katangian ng isang sangkap?
Hindi, ang pagsasala ay isang prosesong mekanikal lamang. Hindi nito binabago ang kemistri ng filtrate o ng residue; pinaghihiwalay lamang nito ang mga ito batay sa pisikal na laki. Kaya naman ito ang mas mainam na paraan kapag nais ng mga siyentipiko na kolektahin ang isang maselang solid nang hindi nanganganib na mapinsala ng init.
Bakit ginagamit ang malamig na tubig sa isang distillation condenser?
Ang trabaho ng condenser ay alisin ang enerhiya mula sa mainit na singaw upang ito ay maging likido muli. Ang malamig na tubig ay umiikot sa isang jacket sa paligid ng inner tube upang mapanatiling mababa ang temperatura sa ibabaw, tinitiyak na ang singaw ay nabubulok at nagiging mga patak sa sandaling pumasok ito.
Ano ang mangyayari sa mga bagay na naiwan sa distilasyon?
Sa laboratoryo, madalas itong tinatawag na 'pot residue' o 'bottoms.' Sa mga industriya tulad ng oil refining, ang mga mabibigat na tira na ito ay hindi nasasayang; ginagamit ang mga ito upang lumikha ng aspalto para sa mga kalsada o mga heavy fuel oil para sa malalaking barko.
Pagsala ba o distilasyon ang ginagamit sa paggawa ng kape?
Ang paggawa ng kape ay kombinasyon ng pagkuha at pagsasala. Kinukuha ng mainit na tubig ang mga lasa at langis mula sa mga butil ng kape, at tinitiyak ng paper filter na ang mga solidong giniling (ang nalalabi) ay hindi mapupunta sa iyong tasa (ang filtrate).
Maaari bang gumamit ng distilasyon para paghiwalayin ang hangin?
Maniwala ka man o hindi, oo. Sa pamamagitan ng pagpapalamig ng hangin hanggang sa maging likido at pagkatapos ay maingat na pagpapainit nito, ginagamit ng mga industriya ang 'cryogenic distillation' upang paghiwalayin ang purong oxygen, nitrogen, at argon para sa medikal at industriyal na paggamit.
Hatol
Gumamit ng pagsasala kapag kailangan mong mabilis na alisin ang mga nakikitang solido o debris mula sa isang likido. Pumili ng distilasyon kapag kailangan mong paghiwalayin ang mga likidong pinaghalo o kapag gusto mong alisin ang mga natunaw na mineral at dumi upang maabot ang isang mataas na estado ng kadalisayan.