Chapter 2: Is Matter Around Us Pure?

Separation Techniques - Part 1

Separating Components of Mixtures ๐Ÿ”ฌ

Different methods are used to separate components based on their properties.

1. Evaporation

Used for: Separating volatile solvent from non-volatile solute

Example: Salt from salt solution

Easy Diagram for Exam:

Evaporation Setup

    Heat source + Water evaporates
         โ†‘     โ†‘โ†‘โ†‘โ†‘โ†‘
    โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”
    โ”‚  ~~ Salt water ~~โ”‚ โ† Salt solution
    โ”‚   โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•    โ”‚
    โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜
         China dish
              โ†“
      Salt remains behind

2. Centrifugation

Used for: Separating small particles that pass through filter paper

Principle: Denser particles forced to bottom when spun rapidly

Diagram for Centrifuge:

         Before Spinning          After Spinning
         โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”            โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”
         โ”‚ โˆ˜ โˆ˜ โˆ˜ โˆ˜ โˆ˜ โ”‚            โ”‚           โ”‚
         โ”‚ โˆ˜ โˆ˜ โˆ˜ โˆ˜ โˆ˜ โ”‚    โ†’โ†’      โ”‚  clear    โ”‚
         โ”‚ โˆ˜ โˆ˜ โˆ˜ โˆ˜ โˆ˜ โ”‚   SPIN     โ”‚  liquid   โ”‚
         โ”‚ โˆ˜ โˆ˜ โˆ˜ โˆ˜ โˆ˜ โ”‚            โ”‚โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”‚
         โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜            โ”‚ sediment  โ”‚
           Mixed                  โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜

๐Ÿ“ Exam point: Heavier particles settle at bottom

Applications:

  • ๐Ÿฅ› Separating cream from milk
  • ๐Ÿฉธ Blood and urine tests in labs

3. Separating Funnel

Used for: Separating immiscible liquids (oil and water)

Diagram for Separating Funnel:

Separating Funnel Diagram

           Cap/Stopper
               โ”‚
         โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”ดโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”
         โ”‚ โ–‘โ–‘โ–‘โ–‘โ–‘โ–‘โ–‘โ–‘โ–‘ โ”‚ โ† Oil (lighter, floats)
         โ”‚ โ–‘โ–‘โ–‘โ–‘โ–‘โ–‘โ–‘โ–‘โ–‘ โ”‚
         โ”‚โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”‚ โ† Boundary
         โ”‚ โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“ โ”‚ โ† Water (denser, sinks)
         โ”‚ โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“ โ”‚
          \    โ”‚    /
           \   โ”‚   /
            \  โ”‚  /
             \ โ”‚ /
              \โ”‚/
               โ–ผ
            Stopcock
               โ”‚
          Water drains
            first

๐Ÿ“ Important: Water (denser) at bottom, oil (lighter) at top


4. Sublimation

Used for: Separating substances that sublime (solid โ†’ gas directly)

Diagram for Sublimation:

        โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”
        โ”‚  Inverted funnel โ”‚ โ† Camphor collects here
        โ”‚    โ•ฒ       โ•ฑ     โ”‚
        โ”‚     โ•ฒ     โ•ฑ      โ”‚    (as solid again)
        โ”‚      โ•ฒ   โ•ฑ       โ”‚
        โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”ดโ”€โ”€โ”€โ”ดโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜
        โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”
        โ”‚ Camphor + Salt  โ”‚
        โ”‚   โ— โ—‹ โ— โ—‹ โ— โ—‹   โ”‚
        โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜
              ๐Ÿ”ฅ Heat
              
        Salt remains, Camphor deposits on funnel

Sublimable substances: Camphor, Naphthalene, Ammonium chloride