Oddělovací nálevka - Separatory funnel

Dva trychtýře: A - kuželový nebo hruškovitý, B - válcový.
Hruškovitá dělicí nálevka

Dělicí nálevky , také známý jako dělící nálevky , dělící nálevky , nebo hovorově září nálevky , je kus laboratorního skla používají v kapalina-kapalina extrakcí oddělit ( oddíl ) složky směsi do dvou nemísitelných rozpouštědel fází různé hustoty . Typicky bude jedna z fází vodná a druhá lipofilní organická rozpouštědla, jako je ether , MTBE , dichlormethan , chloroform nebo ethylacetát . Všechna tato rozpouštědla tvoří jasné vymezení mezi dvěma kapalinami. Hustší kapalina, typicky vodná fáze, pokud není organická fáze halogenovaná , klesá a může být odváděna ventilem od méně husté kapaliny, která zůstává v separační nálevce.

Popis

Oddělovací nálevka má tvar kužele s polokulovitým koncem. Nahoře má zátku a dole kohout (kohoutek). Dělicí nálevky používané v laboratořích jsou obvykle vyrobeny z borosilikátového skla a jejich uzavírací kohouty jsou vyrobeny ze skla nebo PTFE . Typické velikosti jsou mezi 30 ml a 3 litry. V průmyslové chemii mohou být mnohem větší a pro mnohem větší objemy se používají odstředivky . Šikmé strany jsou navrženy tak, aby usnadňovaly identifikaci vrstev. Vývod ovládaný uzavíracím kohoutem je navržen k vypouštění kapaliny z nálevky. Na horní straně trychtýře je standardní kuželový kloub, který zapadá do broušeného skla nebo teflonové zátky.

Aby se použila dělicí nálevka, přidají se dvě fáze a směs, která se má oddělovat v roztoku, přes horní část se zavřeným uzavíracím kohoutem. Trychtýř je poté uzavřen a jemně protřepán opakovaným převrácením trychtýře; pokud jsou oba roztoky smíchány dohromady příliš energicky, vytvoří se emulze . Nálevka se potom převrátí a uzavírací kohout se opatrně otevře, aby se uvolnil přebytečný tlak par . Oddělovací nálevka se odloží, aby se umožnilo úplné oddělení fází. Horní a spodní uzavírací kohout se poté otevřou a spodní fáze se uvolní gravitací . Horní část musí být otevřena při uvolnění spodní fáze, aby bylo možné vyrovnat tlak mezi vnitřkem nálevky a atmosférou. Po odstranění spodní vrstvy se uzavírací kohout uzavře a horní vrstva se vylije přes horní část do jiné nádoby.

Používá se dělicí nálevka. Organická fáze (žlutá, horní fáze) má nižší hustotu , než vodná fáze (spodní fáze). Vodná fáze se odvádí do kádinky .

Teorie

Dělicí trychtýř se opírá o koncept „like sololves like“, který popisuje schopnost polárních rozpouštědel rozpouštět polární rozpuštěné látky a nepolárních rozpouštědel rozpouštět nepolární rozpuštěné látky. Když je oddělovací nálevka míchána, každá rozpuštěná látka migruje do rozpouštědla (označovaného také jako „fáze“), ve kterém je rozpustnější.

Rozpouštědla obvykle netvoří společně unifikovaný roztok, protože jsou nemísitelná. Když je trychtýř po promíchání stacionární, kapaliny tvoří odlišné fyzické vrstvy - kapaliny s nižší hustotou zůstanou nad kapalinami s vyšší hustotou. Směs rozpuštěných látek se tak rozdělí na dva fyzicky oddělené roztoky, každý obohacený o různé rozpuštěné látky.

Uzavírací kohout lze otevřít po oddělení dvou fází, aby spodní vrstva mohla uniknout z oddělovací nálevky. Horní vrstva může být zadržena v dělicí nálevce pro další extrakce dalšími dávkami rozpouštědla nebo vypuštěna do samostatné nádoby pro další použití. Pokud je žádoucí zachovat spodní vrstvu v oddělovací nálevce pro další extrakce, obě vrstvy se vyjmou samostatně a poté se dřívější spodní vrstva vrací do oddělovací nálevky.

Každé nezávislé řešení lze poté znovu extrahovat dalšími šaržemi rozpouštědla, které se používají pro jiné fyzikální nebo chemické procesy. Pokud bylo cílem oddělit rozpustný materiál od směsi, může se roztok obsahující požadovaný produkt někdy jednoduše odpařit a zanechat po sobě vyčištěnou rozpuštěnou látku. Z tohoto důvodu je praktickou výhodou použití těkavých rozpouštědel pro extrakci požadovaného materiálu ze směsi.

Emulze

Jednou z nevýhod použití oddělovací nálevky je, že se emulze mohou snadno tvořit a jejich vytvoření může trvat dlouhou dobu, jakmile se vytvoří. Často se tvoří při míchání kapalin v dělicí nálevce. K tomu může dojít, když jsou malé kapičky suspendovány ve vodném roztoku. Pokud se vytvoří emulze, jednou technikou používanou k oddělování kapalin je pomalé víření roztoku v oddělovací nálevce. Pokud se emulze tímto způsobem neoddělí, přidá se malé množství nasyceného solného roztoku („ solení “).

Probíhá výzkum alternativních efektivnějších technik, většinou využívajících míchací tyčinky (míchací tyčinky) ke snížení nebo dokonce vyloučení šance na emulgaci, čímž se snižuje doba čekání.

Obavy o bezpečnost

Největším rizikem při použití oddělovací nálevky je nárůst tlaku. Tlak se hromadí během míchání, pokud dojde k reakci vyvíjející se plyn nebo k fyzické změně. Tento problém lze snadno vyřešit jednoduchým otevřením zátky v horní části nálevky během míchání. Standardnějším postupem je obrácení oddělovací nálevky vzhůru nohama a otevření uzavíracího kohoutku k uvolnění tlaku, což je krok, který se opakovaně nazývá „odvzdušňování“. To by mělo být provedeno špičkou trychtýře směřující od těla.

Galerie

Viz také

Reference