12 méthodes de séparation des mélanges

Les méthodes de séparation des mélanges sont des techniques physiques utilisées pour séparer les composants d'un mélange. Un mélange peut être homogène, lorsque ses composants ne sont pas visibles à l'œil nu, ou hétérogène, lorsque les différences entre ses composants sont évidentes.

L'intérêt de ces méthodes est qu'elles nous permettent d'obtenir des substances pures à partir de leurs mélanges, sans altérer leur structure chimique. Par exemple, pour obtenir du sel marin, l'évaporation est utilisée pour éliminer l'eau du mélange.

Méthode de séparation	Définition	Genre de mélanger	Exemple
Filtration	Séparation des composants solides d'un mélange liquide	Hétérogène	Filtrer le café moulu du café
Tamisage	Séparation granulométrique à travers un tamis	Hétérogène	Tamiser la farine pour les desserts
Sédimentation	Dépôt de particules en suspension dans un mélange par l'action de la gravité	Hétérogène	Traitement des eaux usées
Décantation	Transférer un liquide d'un destinataire à un autre	Hétérogène	Séparation des sédiments du vin
Distillation	Séparation des composants avec différents points d'ébullition	Homogène	Distillation de l'eau pour éliminer les impuretés
Évaporation	Élimination des solvants d'un mélange	Homogène	Obtention d'extraits organiques dissous dans l'alcool
Magnétisation	Séparation des composants par sa propriété magnétique	Hétérogène	Obtention de la limaille de fer en mélange avec du sable
Chromatographie	Séparation des composants par leur affinité pour une phase mobile et une phase fixe	Homogène Hétérogène	Séparation de pigments végétaux sur un papier
Centrifugation	Séparation basée sur la force centrifuge	Hétérogène	Séparation des globules rouges du plasma sanguin
Cristallisation	Favoriser la formation de cristaux	Homogène	Formation de cristaux de sucre à partir d'un mélange eau-sucre
Électrophorèse	Séparation basée sur la différence de charge électrique	Homogène	Séparation des protéines
Sublimation	Passer d'un solide à un gaz sans passer par un liquide	Hétérogène	Séparation d'iode de sable

1. Filtration

La filtration consiste à faire passer un mélange liquide-solide hétérogène à travers un matériau qui retient le solide et laisse passer le liquide. Par exemple, nous utilisons un filtre pour séparer le mélange de café moulu et de café liquide.

Les filtres peuvent être constitués de différents matériaux dont la principale caractéristique est qu'ils doivent être poreux. Par exemple, un mélange de lait coagulé est passé à travers un tissu fin, séparant le lactosérum du lait solide, c'est ainsi que le fromage est fabriqué.

2. Tamisage

Le tamisage est la méthode de séparation des mélanges avec des composants solides de différentes tailles, qui passent à travers une passoire ou un tamis.

Le tamisage est utilisé pour éliminer les grumeaux de farine et utiliser la farine la plus fine pour la cuisson. Il est également utilisé dans la construction, séparant le sable fin des galets.

3. Sédimentation

La sédimentation est la méthode qui sépare les composants solides d'un mélange liquide par l'effet de la gravité.

Cette méthode est utilisée dans les stations d'épuration ou de traitement des eaux usées, permettant aux déchets solides de se déposer, c'est-à-dire de tomber au fond.

4. Décantation

Cette méthode consiste à transférer un liquide d'un récipient à un autre. Il est appliqué pour séparer les mélanges solides-liquides hétérogènes, tels que l'eau et le sable, ou liquide-liquide qui ne se mélangent pas, tels que l'eau et l'huile ou l'eau et l'essence.

Dans le laboratoire de chimie, une ampoule à décanter est utilisée, ce qui facilite la séparation des liquides, car elle a un robinet d'arrêt au fond.

Par exemple, la décantation est utilisée pour séparer le vin rouge des sédiments qui se déposent au fond de la bouteille.

5. Distillation

La distillation est le processus qui sépare les composants d'un mélange liquide, en fonction de la différence de température que chacun passe à l'état gazeux. L'équipement de distillation permet d'obtenir à nouveau le gaz à l'état liquide, au moyen de condenseurs.

Par exemple, l'eau bout à 100 °C tandis que l'alcool bout à 78,37 °C. Lorsqu'un mélange d'alcool et d'eau est chauffé au-dessus de 78°C, l'alcool se transforme en gaz et s'élève, passant le condenseur et finalement goutte à goutte dans un récipient collecteur.

Les distilleries sont des usines où sont faites des distillations à grande échelle, généralement pour concentrer le taux d'alcool des fruits fermentés, pour produire des liqueurs, spiritueux, rhums, entre autres. Autrefois, ce procédé était effectué dans des alambics en cuivre.

L'essence et les autres dérivés du pétrole sont obtenus par distillation fractionnée. Ce processus est réalisé dans les raffineries de pétrole.

6. Évaporation

L'évaporation est une méthode de séparation physique basée sur l'évaporation du liquide où les substances sont dissoutes. Il est principalement utilisé en chimie, lorsque des substances organiques sont extraites au moyen de solvants tels que l'acétone, l'éthanol ou l'hexane. Ce sont des liquides à bas point d'ébullition, ils s'évaporent donc à basse température.

7. Magnétisation

La magnétisation est la méthode de séparation de mélanges hétérogènes basée sur le piégeage de composants attirés par un aimant.

Certains laboratoires ont conçu des protéines attachées à des particules magnétiques, qui peuvent être utilisées pour les séparer à l'aide d'aimants.

8. Chromatographie

La chromatographie est une méthode de séparation de mélanges homogènes ou hétérogènes. Elle est basée sur la différence de vitesse d'une substance entre deux phases: une phase mobile et une phase fixe. La phase mobile se déplace en entraînant les différents composants du mélange qui se séparent lorsqu'ils entrent en collision avec la phase fixe.

La phase fixe peut être solide comme le papier, un gel comme la gélose ou un liquide comme l'acétonitrile. La phase mobile peut être liquide ou gazeuse. En fonction de cela, nous avons la chromatographie sur couche mince, la chromatographie liquide et la chromatographie en phase gazeuse.

9. Centrifugation

La centrifugation est une méthode de séparation de mélanges liquides hétérogènes basée sur la force centrifuge. Cette force prend naissance lorsqu'un corps tourne et tend à s'éloigner de l'axe de rotation. De cette manière, les composants les plus denses d'un mélange des moins denses sont séparés. Par exemple, les cellules sanguines sont séparées du plasma par centrifugation.

Les centrifugeuses sont des appareils qui tournent à grande vitesse, où sont placés les échantillons à séparer. Ils sont largement utilisés dans les laboratoires cliniques et de recherche.

10. Cristallisation

La cristallisation est une méthode de séparation de mélanges homogènes d'un solide avec un liquide. Elle consiste à favoriser la formation de cristaux à structures ordonnées. Ceci peut être réalisé de plusieurs manières: en refroidissant une solution, en évaporant le solvant ou en ajoutant un solvant différent.

La cristallisation est observée lorsqu'une solution de sel est saturée dans de l'eau bouillante puis laissée à refroidir.

11. Électrophorèse

L'électrophorèse est la technique de séparation basée sur la charge électrique des substances présentes dans un mélange. Elle consiste à placer le mélange et à faire passer un courant électrique, de telle sorte que les substances chargées mouvement positif vers le pôle négatif, tandis que les substances chargées négativement se déplacent vers le pôle positif.

Cette technique est essentielle dans l'analyse d'échantillons biologiques et est utilisée pour séparer les protéines et les acides nucléiques, entre autres composés. Par exemple, les lipoprotéines du plasma sanguin peuvent être séparées par électrophorèse, puis leur teneur en cholestérol est mesurée et le risque de maladie cardiovasculaire évalué.

12. Sublimation

La sublimation est le passage d'un solide à un gaz sans passer par l'état liquide. La sublimation est utilisée pour séparer des mélanges de composés organiques, où certains des composés peuvent se sublimer.

Par exemple, dans un mélange de sable et d'iode, l'iode peut être séparé en le chauffant. Celui-ci monte à l'état gazeux et lorsqu'il traverse une surface froide, il se solidifie à nouveau.

Voir également:

• Mélanges homogènes et hétérogènes
• Exemples de mélanges homogènes
• Éléments, composés et mélanges