Come separiamo quello che è inseparabile?

Se guardate il vostro cellulare potete facilmente osservare parti metalliche e plastiche. Potete facilmente apprezzare il processo inventivo che ha permesso di creare un oggetto così utile. Tuttavia c’è qualcosa che spesso viene tralasciato, ovvero come siamo riusciti ad ottenere i materiali di utilizzati partendo dal caotico insieme di elementi presenti in natura. Questo è possibile grazie all’insieme di ingegnose metodiche separazione, Ted-ed ci mostra alcuni esempi in questo video.

Queste operazioni sfruttano le proprietà intrinseche delle singole componenti di un insieme per separarle tra di loro. Metodologie di separazione molto semplici si applicano a diversi ambiti, quali la scrematura del latte, l’estrazione di acqua dal suolo o filtrare oro dalla sabbia di un fiume. Non tutte le miscele sono però così facili da separare. In alcuni casi dobbiamo sfruttare le differenti proprietà fisiche degli elementi in una soluzione, come la dimensione delle particelle, la densità o i punti di ebollizione.

Considerate il petrolio: un insieme di idrocarburi diversi, alcuni dei quali utili come combustibili ed altri più utili per generare energia elettrica, come le nelle turbine a carbone. Per separare questi elementi è possibile sfruttare il fatto che diversi idrocarburi bollono a diverse temperature. Nell’ebollizione del petrolio le diverse componenti diventano gassose a diverse temperature e vengono quindi separate in base a questa caratteristica, per poi essere nuovamente raffreddate e fatte tornare allo stato liquido.

Altre metodiche di separazione riguardano l’acqua di mare. In alcuni paesi ad elevata siccità, l’unica fonte di acqua è il l’oceano, che però non può essere bevuto. Per risolvere questo problema è possibile usare l’osmosi inversa dove una membrana in grado di far passare solamente le molecole d’acqua più piccole e non le molecole dei sali, più grandi, permette di ottenere acqua che può essere bevuta. Nel mondo medico gli esami del sangue sono spesso vitali per valutare le condizioni di un paziente. Molte analisi non possono essere fatte fin quando non si separano le cellule del sangue dalla componente acquosa.

Per separare queste componenti vengono applicate forti rotazioni alle provette, permettendo così alle cellule più dense, di separarsi dalla parte liquida allontanandosi dall’asse di rotazione. Il contenuto delle provette viene così separato in modo netto permettendone l’esame in modo indipendente. Altre volte gli elementi che si vogliono separare in una soluzione condividono le stesse proprietà fisiche, l’unico modo quindi di separare queste componenti è attraverso la separazione chimica. Si tratta di una procedura complessa che sfrutta le interazione uniche di alcuni componenti in una soluzione con un materiale specifico.

Uno di questi metodi è la cromatografia. Questo metodo è molto utilizzato dalla polizia scientifica che prende i campioni raccolti in una scena del crimine e li trasforma in gas, monitorando il modo in cui questi elementi si separano e si muovono a diverse velocità in base alle loro uniche proprietà chimiche, dando informazioni precise sugli elementi presenti in una scena del crimine. Le metodologie di separazione non riguardano solo l’industria, la medicina e la legge. Una delle metodiche di separazione più complesse ha lo scopo di rispondere alla domanda: di che cosa è fatto l’universi? Accelerando le particelle a fortissime velocità è possibile farle scontrare e rompere nei loro componenti principali, cercando così le particelle più elementari che costituiscono la materia.

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