Tecniche di separazione dei materiali in laboratorio: un'analisi dettagliata

Molti materiali si possono ottenere per separazione da miscugli più o meno complessi. L’operazione può essere condotta utilizzando particolari tecniche che sfruttano le diverse proprietà dei componenti da separare.

In laboratorio abbiamo messo in pratica sei tipologie di separazione:

- filtrazione;

- centrifugazione;

- distillazione;

- cromatografia;

- estrazione;

- sublimazione.

Filtrazione in laboratorio

Filtrazione: è uno dei metodi più comuni che viene utilizzato per separare le particelle solide da un liquido o da un gas. Il miscuglio viene fatto passare attraverso un mezzo, chiamato filtro, in grado da trattenere la parte solida e di lasciar passare la parte liquida.

In un piccolo recipiente di vetro abbiamo messo due cucchiaini di argilla in polvere e 50 ml di acqua. Abbiamo mischiato tutto e versato il liquido ottenuto nell’imbuto dove c’è la carta da filtro. Notiamo che l’argilla rimane in superficie, sulla carta da filtro, mentre l’acqua pulita scende e va in un barattolo di vetro più grande sotto l’imbuto.

Esperimento di centrifugazione

Centrifugazione: è un modo per separare i componenti di miscugli eterogenei. La centrifuga permette, attraverso la rapida rotazione, ai componenti di dividersi.

In una centrifuga di laboratorio abbiamo messo quattro provette con dentro acqua e un elemento chimico, ad esempio, in una abbiamo messo lo zolfo.

Abbiamo acceso la centrifuga e dopo un minuto circa, abbiamo tirato fuori le provette e abbiamo notato che lo zolfo si era depositato al fondo.

Processo di distillazione

Distillazione: è il metodo privilegiato per la purificazione dei liquidi e si basa sulla volatilità dei componenti delle miscele liquide. La volatilità rappresenta la tendenza a evaporare di una certa sostanza; essa è tanto più alta quanto minore è il suo punto di ebollizione. La distillazione riunisce in sé due passaggi di stato: l’evaporazione e la condensazione. Il primo inizia nel recipiente in cui la miscela bolle; il secondo interessa i vapori che vengono condensati all’interno dell’apparecchiatura con acqua fredda.

Abbiamo versato acqua e alcool nel recipiente a forma di ampolla e abbiamo riscaldato. A una temperatura abbastanza alta, la miscela ha iniziato o bollire e poco dopo ad evaporare. Passando attraverso il tubo refrigerante abbiamo ottenuto la condensazione del vapore che, diventando liquido, si è depositato del recipiente di raccolta. Il risultato ottenuto si chiama distillato, in questo caso acqua distillata.

Tecnica della cromatografia

Cromatografia: è una tecnica di separazione basata sulle diverse affinità che i componenti di una miscela possono manifestare nei confronti di determinate sostanze.

sopra una carta da filtro, all’altezza di 2 cm, abbiamo tracciato una riga con un pennarello, nero in questo caso, e la abbiamo immersa in un piccolo recipiente con un po’ d’acqua.

Abbiamo notato che la riga, dopo essere stata raggiunta dall’acqua, si è espansa e si sono formate delle strisce di vari colori.

Metodo di estrazione

Estrazione: è la tecnica che permette di separare da un miscuglio, uno dei componenti utilizzando un solvente in grado di scioglierlo.

Abbiamo preso della polvere di zolfo e l’abbiamo mischiata con della limatura di ferro sopra ad un foglio di carta. Per poter separare i singoli componenti del miscuglio abbiamo usato una calamita, facendola passare sopra il miscuglio. Essa ha attirato la limatura di ferro separandola, quindi, dalla polvere di zolfo.

Fenomeno della sublimazione

Sublimazione: è il passaggio diretto dallo stato solido allo stato aeriforme, senza passare per lo stato liquido. Questo fenomeno si verifica per diversi materiali in cui le molecole sono legate debolmente tra loro, per cui basta un modesto aumento di temperatura perché si separino e si disperdano sotto forma di gas.

in un recipiente abbiamo messo una piccola quantità di iodio, e abbiamo riscaldato. Dopo un po’ di secondi si sono formati dei fumi viola che giravano per tutta l’ampolla. Lo iodio è passato, quindi, dallo stato solido allo stato aeriforme (sublimazione).