อ่าน 2 นาที
กรวยแยก
กรวย แยก สารหรือที่รู้จักกันในชื่อ กรวย แยกสาร หรือเรียกกันทั่วไปว่า กรวย แยก สาร (sep funnel ) คืออุปกรณ์ แก้วในห้องปฏิบัติการ ที่ใช้ใน การสกัดของเหลว-ของเหลว เพื่อแยก ( แบ่ง )...
กรวยแยก

กรวยแยกสารหรือที่รู้จักกันในชื่อกรวย แยกสาร หรือเรียกกันทั่วไปว่า กรวย แยก สาร (sep funnel ) คืออุปกรณ์แก้วในห้องปฏิบัติการที่ใช้ในการสกัดของเหลว-ของเหลวเพื่อแยก ( แบ่ง ) ส่วนประกอบของสารผสมออกเป็นสอง เฟสตัว ทำละลายที่ไม่ผสมกัน ซึ่งมี ความหนาแน่นต่างกัน[ 1 ] โดยทั่วไป เฟสหนึ่งจะเป็นเฟสน้ำ และอีกเฟสหนึ่งจะเป็นตัวทำละลายอินทรีย์ที่ชอบไขมันเช่นอีเทอร์ , MTBE , ไดคลอโรมีเทน , คลอโรฟอร์มหรือเอทิลอะซิเตตตัวทำละลายเหล่านี้ทั้งหมดจะทำให้เกิดการแบ่งแยกที่ชัดเจนระหว่างของเหลวทั้งสอง[ 2 ]ของเหลวที่มีความหนาแน่นมากกว่า โดยทั่วไปจะเป็นเฟสน้ำ เว้นแต่ว่าเฟสอินทรีย์จะเป็นฮาโลเจนจะจมลงไปที่ก้นกรวยและสามารถระบายออกทางวาล์วแยกจากของเหลวที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า ซึ่งยังคงอยู่ในกรวยแยกสาร[ 3 ]
คำอธิบาย

กรวยแยกสารมีรูปทรงเป็นกรวยที่มีปลายครึ่งทรงกลม มีจุกปิดที่ด้านบนและวาล์ว (ก๊อก) ที่ด้านล่าง กรวยแยกสารที่ใช้ในห้องปฏิบัติการมักทำจากแก้วบอโรซิลิเกตและก๊อกทำจากแก้วหรือPTFEขนาดทั่วไปอยู่ระหว่าง 30 มล. ถึง 3 ลิตร ในเคมีอุตสาหกรรมอาจมีขนาดใหญ่กว่ามาก และสำหรับปริมาตรที่ใหญ่กว่ามาก จะใช้ เครื่องปั่นเหวี่ยงด้านข้างที่ลาดเอียงได้รับการออกแบบมาเพื่ออำนวยความสะดวกในการระบุชั้นต่างๆ ทางออกที่ควบคุมด้วยก๊อกได้รับการออกแบบมาเพื่อระบายของเหลวออกจากกรวย ด้านบนของกรวยมีข้อต่อเรียว มาตรฐาน ซึ่งพอดีกับจุกปิดแก้วหรือเทฟลอน[ 4 ]
ในการใช้กรวยแยกสาร ให้เทสารละลายสองเฟสและส่วนผสมที่จะแยกออกจากกันลงไปทางด้านบน โดยปิดวาล์วที่ด้านล่างไว้ จากนั้นปิดกรวยและเขย่าเบาๆ โดยการกลับกรวยหลายๆ ครั้ง หากผสมสารละลายทั้งสองเข้าด้วยกันแรงเกินไป จะเกิดเฟสที่สาม (อิมัลชัน)ขึ้น จากนั้นกลับกรวยและเปิดวาล์วอย่างระมัดระวังเพื่อระบายแรงดันไอ ส่วนเกิน วางกรวยแยกสารไว้ข้างๆ เพื่อให้เฟสต่างๆ แยกออกจากกันอย่างสมบูรณ์ จากนั้นเปิดวาล์วทั้งด้านบนและด้านล่าง และปล่อยให้เฟสล่างไหลลงมาตามแรงโน้มถ่วงต้องเปิดด้านบนขณะปล่อยเฟสล่างเพื่อให้แรงดันภายในกรวยและบรรยากาศสมดุลกัน เมื่อชั้นล่างถูกกำจัดออกไปแล้ว ให้ปิดวาล์วและเทชั้นบนออกทางด้านบนลงในภาชนะอื่น
ทฤษฎี
กรวยแยกสารอาศัยหลักการ "สารที่คล้ายกันจะละลายซึ่งกันและกัน" ซึ่งอธิบายถึงความสามารถของตัวทำละลายที่มีขั้วในการละลายสารละลายที่มีขั้ว และตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วในการละลายสารละลายที่ไม่มีขั้ว เมื่อเขย่ากรวยแยกสาร สารละลายแต่ละชนิดจะเคลื่อนที่ไปยังตัวทำละลาย (หรือที่เรียกว่า "เฟส") ที่สารละลายนั้นละลายได้ดีกว่า
โดยปกติแล้วตัวทำละลายจะไม่รวมตัวกันเป็นสารละลายเดียวเนื่องจากไม่สามารถผสมกันได้ เมื่อวางกรวยไว้นิ่งหลังจากกวนแล้ว ของเหลวจะแยกตัวเป็นชั้นๆ อย่างชัดเจน กล่าวคือ ของเหลวที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าจะอยู่เหนือของเหลวที่มีความหนาแน่นสูงกว่า ดังนั้น สารละลายผสมจึงถูกแยกออกเป็นสองสารละลายที่แยกจากกันทางกายภาพ โดยแต่ละสารละลายจะมีความเข้มข้นของสารละลายที่แตกต่างกัน
หลังจากที่สารละลายทั้งสองแยกตัวออกจากกันแล้ว สามารถเปิดวาล์วเพื่อปล่อยให้สารละลายชั้นล่างไหลออกจากกรวยแยกได้ ส่วนสารละลายชั้นบนสามารถเก็บไว้ในกรวยแยกเพื่อทำการสกัดเพิ่มเติมด้วยตัวทำละลายชุดอื่น หรือระบายลงในภาชนะอื่นเพื่อใช้ประโยชน์อื่น ๆ หากต้องการเก็บสารละลายชั้นล่างไว้ในกรวยแยกเพื่อทำการสกัดเพิ่มเติม จะต้องนำสารละลายทั้งสองชั้นออกมาแยกกัน จากนั้นจึงนำสารละลายชั้นล่างที่แยกออกมาแล้วกลับไปใส่ในกรวยแยกอีกครั้ง
จากนั้นสารละลายอิสระแต่ละชนิดสามารถสกัดได้อีกครั้งด้วยตัวทำละลายเพิ่มเติม ซึ่งใช้สำหรับกระบวนการทางกายภาพหรือทางเคมีอื่นๆ หากเป้าหมายคือการแยกวัสดุที่ละลายได้ออกจากส่วนผสม สารละลายที่มีผลิตภัณฑ์ที่ต้องการนั้นบางครั้งสามารถระเหยออกไปได้เพื่อให้เหลือสารละลายที่บริสุทธิ์ไว้ ด้วยเหตุนี้ การใช้ตัวทำละลายระเหยง่ายเพื่อสกัดวัสดุที่ต้องการออกจากส่วนผสมจึง เป็นประโยชน์ในทางปฏิบัติ [ 5 ]
อิมัลชัน
ข้อเสียอย่างหนึ่งของการใช้กรวยแยกคืออิมัลชันสามารถเกิดขึ้นได้ง่าย และอาจใช้เวลานานในการแยกเมื่อเกิดขึ้นแล้ว มักจะเกิดขึ้นในขณะที่ของเหลวกำลังผสมกันในกรวยแยก ซึ่งอาจเกิดขึ้นเมื่อหยดเล็กๆ แขวนลอยอยู่ในสารละลายน้ำ หากเกิดอิมัลชันขึ้น เทคนิคหนึ่งที่ใช้ในการแยกของเหลวคือการค่อยๆ หมุนสารละลายในกรวยแยก หากอิมัลชันไม่แยกออกด้วยกระบวนการนี้จะมีการเติมสารละลายเกลือ อิ่มตัวในปริมาณเล็กน้อย (" การตกตะกอนด้วยเกลือ ") [ 6 ]
กำลังดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับเทคนิคทางเลือกที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยส่วนใหญ่ใช้แท่งกวน (แท่งกวน) เพื่อลดหรือขจัดโอกาสในการเกิดอิมัลชัน ซึ่งจะช่วยลดระยะเวลารอคอย[ 7 ]
ข้อกังวลด้านความปลอดภัย
ความเสี่ยงที่ใหญ่ที่สุดเมื่อใช้กรวยแยกคือการเกิดแรงดันสะสมภายใน แรงดันจะสะสมขึ้นระหว่างการผสมหากเกิดปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดก๊าซหรือการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ ปัญหานี้สามารถจัดการได้ง่ายๆ โดยการเปิดจุกที่ด้านบนของกรวยเป็นประจำขณะผสม วิธีการที่เป็นมาตรฐานมากกว่าคือการคว่ำกรวยแยกและเปิดวาล์วเพื่อระบายแรงดันบ่อยเท่าที่จำเป็น ซึ่งเป็นขั้นตอนที่เรียกว่า 'การระบายอากาศ' ปลายกรวยควรชี้ออกไปจากร่างกายขณะระบายอากาศ[ 8 ]
แกลเลอรี่
- ระยะบน
- เฟสล่าง
- ชั้นอีเทอร์ที่มีสารประกอบสีเหลืองละลายอยู่ด้านบน และชั้นน้ำอยู่ด้านล่าง
ดูเพิ่มเติม
- การเทแยกชั้นคือกระบวนการเทของเหลวชั้นบนออกจากของเหลวหรือของแข็งชั้นล่าง
- เครื่องเหวี่ยงแยกสาร
- กรวยหยดมีรูปทรงและการออกแบบคล้ายคลึงกัน และสามารถใช้เป็นกรวยแยกสารได้ โดยมีข้อต่อแก้วเจียระไนแบบเรียวมาตรฐานที่ก้าน
- ค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งส่วน (Partition coefficient)คือค่าที่ใช้วัดการกระจายตัวของสารวิเคราะห์ระหว่างสองเฟสในกระบวนการแยกสาร
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ กรวยแยก
กรวย แยก สารหรือที่รู้จักกันในชื่อ กรวย แยกสาร หรือเรียกกันทั่วไปว่า กรวย แยก สาร (sep funnel ) คืออุปกรณ์ แก้วในห้องปฏิบัติการ ที่ใช้ใน การสกัดของเหลว-ของเหลว เพื่อแยก ( แบ่ง )...
คำอธิบาย
กรวยแยกสารมีรูปทรงเป็นกรวยที่มีปลายครึ่งทรงกลม มีจุกปิดที่ด้านบนและ วาล์ว (ก๊อก) ที่ด้านล่าง กรวยแยกสารที่ใช้ในห้องปฏิบัติการมักทำจาก แก้วบอโรซิลิเกต และก๊อกทำจากแก้วหรือ PTFE ขนาดทั่วไปอยู่ระหว่าง 30 มล.
ทฤษฎี
กรวยแยกสารอาศัยหลักการ "สารที่คล้ายกันจะละลายซึ่งกันและกัน" ซึ่งอธิบายถึงความสามารถของตัวทำละลายที่มีขั้วในการละลายสารละลายที่มีขั้ว และตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วในการละลายสารละลายที่ไม่มีขั้ว เมื่อเขย่ากรวยแยกสาร สารละลายแต่ละชนิดจะเคลื่อนที่ไปยังตัวทำละลาย...
อิมัลชัน
ข้อเสียอย่างหนึ่งของการใช้กรวยแยกคือ อิมัลชัน สามารถเกิดขึ้นได้ง่าย และอาจใช้เวลานานในการแยกเมื่อเกิดขึ้นแล้ว มักจะเกิดขึ้นในขณะที่ของเหลวกำลังผสมกันในกรวยแยก ซึ่งอาจเกิดขึ้นเมื่อหยดเล็กๆ แขวนลอยอยู่ในสารละลายน้ำ หากเกิดอิมัลชันขึ้น...