Nous expliquons ce qu’est la centrifugation en tant que méthode de séparation des mélanges. Aussi, les types de centrifugation et quelques exemples.
Qu’est-ce que la centrifugation ?
La centrifugation est un mécanisme de séparation des mélanges (en particulier ceux composés de solides et de liquides de densités différentes ) par leur exposition à une force de rotation d’une certaine intensité.
Cette force, appelée force centrifuge en mécanique newtonienne , est une force fictive qui apparaît lorsqu’un corps décrit un mouvement de rotation . Son nom signifie « qui fuit du centre », car il s’éloigne de l’axe de rotation de la trajectoire du corps.
La force centrifuge fait que les objets s’éloignent du centre . Par exemple : quand un pêcheur fait tourner l’hameçon avant de le jeter à la mer , ou la force qui nous pousse contre le siège dans les attractions tournantes des parcs d’attractions. C’est le même que celui utilisé par une centrifugeuse, ou un appareil capable de générer une force centrifuge, pour séparer des mélanges dans un laboratoire.
La centrifugation opère en poussant les composants les plus denses du mélange vers le point le plus éloigné de l’axe de rotation et en laissant les moins denses au point le plus proche. Cette technique est utilisée quotidiennement par les chimistes, biologistes et autres scientifiques.
Voir aussi : Mélange homogène
Exemples de centrifugation
La centrifugation est utilisée dans de nombreux cas d’étude scientifique, notamment des substances basiques de la matière organique . Grâce à des procédés spécialisés de centrifugation de substances telles que le sang ou les cellules humaines , le plasma, les concentrés de plaquettes, les organites intracellulaires et même l’ADN peuvent être séparés .
D’autres exemples simples sont la machine à laver, qui utilise la force centrifuge pour, après avoir mélangé de l’eau , du savon et des vêtements , les sécher, en éliminant l’eau à travers les trous du tambour, grâce à la force centrifuge ; ou les machines de l’ industrie laitière qui extraient du lait les portions de matières grasses qu’il faut enlever pour obtenir du lait écrémé et fabriquer du lactosérum, de la crème et d’autres produits .
Types de centrifugation
Il existe quatre types de centrifugation :
- Centrifugation différentielle. Il tire parti de la différence de vitesse de sédimentation des différentes molécules d’un mélange. Ainsi, des particules de densités similaires se déposent ensemble. Il est généralement utilisé pour séparer les composants d’un mélange et constitue l’étape préparatoire des procédés de séparation moléculaire.
- centrifugation isopycnique. Il ajoute des médias de densité différente aux particules qui partagent le même coefficient de sédimentation, afin de les séparer par la force centrifuge.
- centrifugation zonale. Il sépare les particules d’un mélange en fonction de leur différence de vitesse de sédimentation et aussi de leur masse , étant donné que le mélange est préalablement placé au-dessus d’un gradient de densité préformé, agissant comme un « filtre » pour les particules grâce à la force centrifuge.
- ultracentrifugation. Surveiller les structures à l’aide de lumière ultraviolette ou d’interféromètres pendant leur tassement, en utilisant des systèmes de rotor (fixe ou oscillant). Il est très utile pour étudier les structures subcellulaires.
Autres méthodes de séparation des mélanges
Outre la centrifugation, les mélanges peuvent être séparés par des procédés physiques ou chimiques tels que :
- Filtré . Une maille ou un matériau de retenue est utilisé qui permet le passage du solvant liquide (eau, par exemple), mais retient les plus gros solides présents dans celui-ci (marc de café, par exemple).
- Tamisé . C’est une technique similaire au filtrage, mais elle permet de séparer des solides de différentes tailles, à l’aide d’un tamis dont les trous permettent le passage de certains solides et retiennent les plus gros.
- Évaporation sélective . Pour séparer des mélanges de liquides, ou de solides et de liquides, vous pouvez profiter de la différence de point d’ébullition (ou point de fusion , dans le cas des solides), en chauffant le mélange jusqu’à ce que le liquide (ou l’un d’eux) s’évapore et en le laissant dans le récipient les solides (ou le liquide avec le point d’ébullition le plus bas).
- Décantation . À l’ aide d’un récipient approprié, un mélange de liquides, ou solide et liquide, est séparé en permettant d’abord à la gravité d’attirer les composants les plus denses vers le fond du récipient. Le moins dense sera au-dessus. Ensuite, le composant le plus dense sera extrait en ouvrant un trou dans le fond.
Continuer avec : Suspension chimique
