Фильтрация. Вещество плавится в воронкообразном тигле с очень маленьким донным отверстием. Шлак собирается на поверхности, а расплав вытекает через спускное отверстие. Фильтрацию лучше проводить в атмосфере водорода или инертного газа. Процесс иногда повторяют несколько раз. Такой процесс фильтрации предшествует введению веществ в трубки для зонной плавки.
Очистка растворением. Элемент или соединение растворяют в подходящем растворителе, после чего раствор очищают от примесей. Простейший способ очистки — (перекристаллизация. Образующиеся кристаллы исходного вещества отделяют от раствора фильтрованием.
Очень часто перед кристаллизацией элементы переводят в растворимое соединение. Из раствора его можно извлечь электро-осаждением или с помощью химической реакции.
Перекристаллизация широко используется для очистки как неорганических, так и органических веществ. В основе метода перекристаллизации лежит способность растущего кристалла вытеснять примеси. Путем многократной перекристаллизации можно довести вещество до высокой степени чистоты.
Хроматография. Существует несколько видов хроматографии: адсорбционная, распределительная, ионообменная, газовая и др.
Адсорбционная хроматография основана на использовании селективного взаимодействия основного вещества c какими-либо другими веществами. Это взаимодействие позволяет проводить разделение с использованием подобранных растворителей. Растворитель должен обеспечивать «распределение» или относительную адсорбцию растворенного вещества между неподвижной твердой фазой и самим растворителем.
В случае распределительной хроматографии распределение растворенного вещества происходит между двумя жидкостями, а не между твердой и жидкой фазами, как в адсорбционной хроматографии.
В качестве неподвижной фазы в ионообменной хроматографии применяются ионообменные смолы, которые составлены из крупных полимерных молекул, синтезируемых из органических молекул с кислотными и основными боковыми группами.
Простым примером использования ионообменных смол является получение дистиллированной воды.
В методе газовой, или парофазной хроматографии основную роль играет распределение между подвижной газовой или паровой фазой и неподвижной жидкостью. Неподвижная жидкость удерживается в колонке на подходящем адсорбенте, а исходное вещество поступает в колонку в виде пара и обычно в смеси с инертным газом.
Адсорбционное осаждение. В методе используется большая адсорбционная способность поверхности свежеобразованного осадка. Осадок адсорбирует ионы на своей поверхности, тем самым выделяет их из раствора. Природа адсорбированных ионов определяется природой осадка и состоянием раствора.
Жидкостная экстракция. Смесь двух веществ, находящихся в одном растворителе, часто можно разделить, проводя экстракцию другим растворителем, не смешивающимся с первым. Так, если смесь хлоридов железа и алюминия в 6 н. соляной кислоте встряхивать с этиловым эфиром, насыщенным этой же кислотой, то хлорное железо переходит в слой эфира, а алюминиевый хлорид остается в слое воды. Отделяя водный слой и повторяя несколько раз экстракцию, можно добиться почти полного разделения.
Электролитические методы. Принцип этих методов разделения или очистки главным образом металлов хорошо известен. В электролит опускаются два электрода: катод — пластинка чистого металла и анод — неочищенный металл. Электролитом служит раствор ионов того же металла. При пропускании тока происходит растворение анода и эквивалентное осаждение металла на катоде. Вещества с более высоким потенциалом выделения остаются в растворе.
Электролитические методы пригодны и для очистки растворов от следов примесей. Примеси собирают либо на платиновой фольге, либо на поверхности жидкой ртути, используемых в качестве катода.
Химические методы: выщелачивание химическими реагентами, реакции замещения. В последнем случае происходит вытеснение одного элемента другим, регулируемое электроотрицательностью и другими показателями.
Химическими можно назвать диффузионные методы, в которых удаление примесей осуществляют нанесением на поверхность твердого тела или приведением в тесный контакт с ним такого вещества, которое при нагревании взаимодействует с диффундирующими на поверхность примесями, образуя с ними химические соединения.
Специальные методы. Один из наиболее сложных процессов — разделение изотопов. Чаще всего для этого пользуются масс-сепаратором. Заряженные частицы разделяются путем отклонения — разветвления их путей — в электрическом и магнитном полях, которое строго следует отношению е/т.
Разделение изотопов проводят также с помощью термодиффузии и методов центрифугирования.
Очистка обычных газов. При возможности очистку потока газа лучше вести при помощи не химических, а физических процессов во избежание его загрязнения.
Скачать реферат: