Processo de separação - Separation process

Um processo de separação é um método que converte uma mistura ou solução de substâncias químicas em duas ou mais misturas de produtos distintas. Pelo menos uma mistura de produtos da separação é enriquecida em um ou mais dos constituintes da mistura de origem. Em alguns casos, uma separação pode dividir totalmente a mistura em constituintes puros. As separações exploram diferenças nas propriedades químicas ou físicas (como tamanho, forma, massa, densidade ou afinidade química) entre os constituintes de uma mistura.

Os processos são frequentemente classificados de acordo com as diferenças específicas que usam para obter a separação. Se nenhuma diferença única pode ser usada para realizar a separação desejada, várias operações podem frequentemente ser combinadas para atingir o fim desejado.

Com algumas exceções, elementos ou compostos existem na natureza em um estado impuro. Muitas vezes, essas matérias-primas precisam passar por uma separação antes de serem colocadas em uso produtivo, tornando as técnicas de separação essenciais para a economia industrial moderna.

O propósito da separação pode ser analítico , ou seja, identificar o tamanho de cada fração de uma mistura é atribuível a cada componente sem tentar colher as frações. O propósito de uma separação pode ser preparativo , ou seja, "preparar" frações para entrada em processos que se beneficiam quando os componentes são separados.

As separações podem ser realizadas em pequena escala, como em um laboratório para fins analíticos. As separações também podem ser realizadas em grande escala, como em uma fábrica de produtos químicos .

Separação completa e incompleta

Alguns tipos de separação requerem purificação completa de um determinado componente. Um exemplo é a produção de alumínio metálico a partir do minério de bauxita por meio do refino por eletrólise . Em contraste, um processo de separação incompleto pode especificar uma saída para consistir em uma mistura em vez de um único componente puro. Um bom exemplo de técnica de separação incompleta é o refino de petróleo . O petróleo bruto ocorre naturalmente como uma mistura de vários hidrocarbonetos e impurezas. O processo de refino divide essa mistura em outras misturas mais valiosas, como gás natural , gasolina e matérias-primas químicas , nenhuma das quais são substâncias puras, mas cada uma deve ser separada do petróleo bruto.

Em ambos os casos de separação completa e incompleta, uma série de separações pode ser necessária para obter os produtos finais desejados. No caso do refino de petróleo, o petróleo bruto é submetido a uma longa série de etapas de destilação individuais , cada uma das quais produz um produto ou intermediário diferente .

Lista de técnicas de separação

Esponja , adesão de átomos, íons ou moléculas de gás, líquido ou sólidos dissolvidos a uma superfície
Centrifugação e separação ciclônica , separa com base nas diferenças de densidade
Quelação
Filtração

Cromatografia

A cromatografia separa as substâncias dissolvidas por meio de diferentes interações com (ou seja, através de) um material.

Cristalização
Decantação
Demister (vapor) , remove gotículas líquidas de fluxos de gás
Destilação , usada para misturas de líquidos com diferentes pontos de ebulição
Secagem , remove o líquido de um sólido por vaporização ou evaporação

Eletroforese

A eletroforese separa as moléculas orgânicas com base em suas diferentes interações com um gel sob um potencial elétrico (ou seja, viagens diferentes)

Electroforese capilar

A separação eletrostática funciona segundo o princípio da descarga corona, onde duas placas são colocadas próximas uma da outra e é aplicada alta tensão. Esta alta tensão é usada para separar as partículas ionizadas.
Elutriação
Evaporação

Extração

Extração

Fracionamento de fluxo de campo

Flutuação

Flutuação
- Flotação de ar dissolvido , remove sólidos suspensos não seletivamente da lama por bolhas que são geradas pelo ar que sai da solução
- A flotação de espuma recupera sólidos hidrofóbicos valiosos por fixação a bolhas de ar geradas por agitação mecânica de uma mistura de ar-lama, que flutua e são recuperados
- Destintamento , separação de partículas de tinta hidrofóbica da polpa de papel hidrofílica na reciclagem de papel

Floculação , separa um sólido de um líquido em um colóide, por meio de um floculante, que promove a aglutinação do sólido em flocos
Filtração - filtros de malha , saco e papel são usados para remover grandes partículas suspensas em fluidos (por exemplo, cinzas volantes ) enquanto processos de membrana, incluindo microfiltração , ultrafiltração , nanofiltração , osmose reversa , diálise (bioquímica) utilizando membranas sintéticas , separa micrômetros ou menores espécies
Destilação fraccionada
Congelamento fracionário
A separação óleo-água separa gravimetricamente as gotículas de óleo suspensas das águas residuais em refinarias de petróleo , plantas petroquímicas e químicas , plantas de processamento de gás natural e indústrias semelhantes
Separação magnética
Precipitação
Recristalização
Lavagem , separação de partículas (sólidos) ou gases de uma corrente de gás usando líquido.
Sedimentação , separa usando diferenças de pressão de densidade vocal
- Separação por gravidade
Peneirar
Stripping
Sublimação
Separação líquido-vapor , separa por gravidade, com base na equação de Souders-Brown
Peneirar
Refino de zona

Veja também

Química analítica - Estudo da separação, identificação e quantificação dos componentes químicos dos materiais
Cromatografia líquida de alto desempenho - Técnica usada em química analítica
Operação da unidade
Filtração - Processo que separa sólidos de fluidos

Referências

Leitura adicional

Academias Nacionais de Ciências, Engenharia e Medicina (2019). A Research Agenda for Transforming Separation Science (Report). Washington, DC: The National Academies Press. doi : 10.17226 / 25421 .CS1 maint: vários nomes: lista de autores ( link )

links externos

Separação de misturas usando técnicas diferentes , instruções para realizar experimentos em sala de aula
Separação de componentes de uma mistura , instruções para realizar experimentos em sala de aula

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