Cô cạn là một trong những biện pháp thực hiện tách chất được ứng dụng phổ biến trong đời sống. Cùng tìm hiểu cô cạn là gì và các phương pháp tách chất ra khỏi dung dịch như thế nào trong bài viết dưới đây!
Cô cạn dung dịch là gì?
Phương pháp cô cạn là làm cho dung môi bay hơi, kết quả thu được chất rắn còn lại. Sử dụng phương pháp cô cạn nhằm thực hiện tách chất rắn khó tan, khó bay hơi, bền với nhiệt độ cao ra khỏi dung dịch của nó.
Ví dụ: Cô cạn dung dịch thu được muối khan bằng cách cho dung dịch nước muối vào bát sứ sau đó đun nóng bát sứ trên ngọn lửa đèn cồn để khiến cho nước bay hơi hết, kết quả ta sẽ thu được muối rắn.
Các phương pháp tách chất ra khỏi dung dịch
Phương pháp vật lý
Phương pháp vật lý nhằm để tách chất ra khỏi dung dịch bao gồm:
- Phương pháp lọc: Nhằm để tách các chất không tan ra khỏi hỗn hợp lỏng
- Phương pháp cô cạn: Nhằm để tách các chất tan rắn (không hoá hơi khi gặp nhiệt độ cao) ra khỏi hỗn hợp của chất lỏng
- Phương pháp chưng cất: Nhằm tách các chất lỏng ra khỏi hỗn hợp lỏng dựa vào sự khác nhau về nhiệt độ sôi
- Phương pháp chiết: Tách các chất ra khỏi hỗn hợp lỏng không đồng nhất
- Phương pháp đông đặc: Để tách chất lỏng ra khỏi hỗn hợp lỏng nếu nhiệt độ đông đặc của chúng cách nhau lớn
Ví dụ:
- Cồn sôi ở 78.3 độ, nước sôi ở 100 độ, nếu như muốn tách riêng giữa cồn và nước ta cần đun hỗn hợp cồn và nước đun lên đến 80 độ C. Vì cồn có nhiệt độ sôi thấp hơn nước nên chúng sẽ bay ra trước. Hơi cồn được dẫn qua ống làm lạnh ngưng tụ lại thành các giọt cồn lỏng. Giữ cho nhiệt độ ở trên 80 độ C một vài độ cho tới khi không còn hơi cồn thì dừng lại.
- Dầu hỏa có đặc tính nhẹ hơn nước và không tan trong nước. Để tách nước ra khỏi dầu hỏa, bạn hãy cho hỗn hợp vào phễu chiết, dầu nổi ở trên còn nước ở phía dưới. Mở khóa phễu chiết để tách nước ra trước sau đó đến dầu hỏa ta sẽ thu được nước và dầu hỏa riêng biệt.
Xem thêm: NaHCO3 là muối gì? NaHCO3 có kết tủa không? ứng dụng của NaHCO3
Phương pháp hóa học
Cách thức hiện
- Bước 1: Chọn chất X chỉ tác dụng với A (không tác dụng với B) để chuyển A thành dạng A1 (kết tủa, bay hơi, hòa tan); tách ra khỏi B bằng các cách như lọc hoặc tự tách,…
- Bước 2. Thực hiện điều chế lại chất A từ chất A1 (nếu như cần thiết).
Ta có sơ đồ tách:
Lưu ý phản ứng được chọn để thực hiện tách cần thỏa mãn 3 yêu cầu sau:
- Chỉ tác dụng lên một chất ở trong hỗn hợp cần tách
- Sản phẩm tạo thành có thể được tách dễ dàng ra khỏi hỗn hợp
- Từ sản phẩm phản ứng tạo thành sẽ có khả năng tái tạo được chất ban đầu (nếu cần thiết).
Xem thêm: FeCl3 màu gì? Tính chất hóa học và ứng dụng của FeCl3
Bài tập ứng dụng
Bài 1: Hãy tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp bao gồm những chất sau: muối ăn và cát.
Hướng dẫn:
Trước hết bạn cần thực hiện hòa tan hỗn hợp trên vào trong nước, đổ hỗn hợp qua giấy lọc để thu được muối riêng, cát sẽ còn lại ở trên giấy. Tiếp đến cô cạn hỗn hợp nước muối, nước sau khi bốc hơi ta sẽ thu được muối ăn khan.
Bài 2: Tách khí oxi và CO2 ra khỏi hỗn hợp khí gồm khí oxi và CO2. Biết rằng khí CO2 hòa hợp được với nước vôi trong dư giúp tạo thành canxi cacbonat. Canxi cacbonat nung sẽ giúp tạo ra khí CO2 và chất khác.
Hướng dẫn:
Ta cho hỗn hợp khí lội qua nước vôi trong dư sẽ thu được khí oxi (CO2 bị nước vôi trong giữ lại).
Lấy sản phẩm thu được (khí CO2 hòa hợp với nước vôi trong) nung ở nhiệt độ cao sẽ thu được khí CO2.
Bài 3: Bột sắt bị lẫn với bột nhôm, vậy làm sao để có thể thu được sắt tinh khiết?
Hướng dẫn:
Cho hỗn hợp bột kim loại vào dung dịch NaOH dư, Al phản ứng hoàn toàn với NaOH dư giúp tạo thành dung dịch, Fe không phản ứng. Ta có phương trình:
2Al + 2NaOH + 2H2O -> 2NaAlO2 + 3H2↑
Lọc lấy bột sắt rửa sạch sẽ thu được bột sắt tinh khiết.
Bài 4: Ta có hỗn hợp gồm nước và dầu ăn, vậy làm thế nào để tách được thành từng chất riêng biệt?
Hướng dẫn:
Ta cho hỗn hợp dầu ăn và nước vào phễu để hợp chất đứng yên trong một thời gian. Khi mở khóa phễu ta sẽ tách được nước và dầu riêng biệt (bởi vì dầu ăn là chất không tan trong nước).
Bài 5: Muối ăn bị lẫn bột lưu huỳnh, làm sao để có thể thu được muối ăn sạch?
Hướng dẫn:
Hòa tan hỗn hợp muối ăn, lưu huỳnh và nước. Cho hỗn hợp hòa tan vào phễu đã được đặt sẵn giấy lọc, bột lưu huỳnh sẽ giữ lại ở trên. Ta chỉ cần thực hiện cô cạn dung dịch nước muối sẽ thu được muối ăn.
Bài 6: Dựa vào tính chất khác nhau của nước và rượu để tách hỗn hợp gồm nước và rượu etylic?
Hướng dẫn:
Cho hỗn hợp rượu, nước vào bình có nhánh được gắn với ống sinh hàn. Đun hỗn hợp ở 78,3ºC thì rượu sẽ bốc hơi, hơi dẫn đi qua ống sinh hàn ta sẽ thu được rượu bưởi vì rượu sôi ở 78.3ºC, còn lại sẽ là nước.
Bài 7: Làm sao để có thể thực hiện tách khí oxi và khí nitơ ra khỏi hỗn hợp khí bao gồm nitơ và oxi. Biết rằng nhiệt độ hóa lỏng của nitơ là -196ºC và oxi là -183ºC.
Hướng dẫn:
Ta cần hạ nhiệt độ của hỗn hợp nitơ và oxi xuống thấp và áp suất cao nhằm để giúp hóa lỏng không khí. Sau đó tăng dần nhiệt độ để giúp không khí lỏng bay hơi, ở -196 độ C nitơ bay hơi, còn ở -183 độ C thì oxi bay hơi.
Qua bài viết này chúng ta đã hiểu được cô cạn là gì, cũng như các phương pháp để giúp tách chất ra khỏi dung dịch. Từ đó áp dụng trong cuộc sống, cũng như trong việc thực hiện giải các bài tập liên quan.
