Il est très fréquent qu'on ait besoin de séparer les constituants d'un mélange. Selon la nature des constituants à séparer, les techniques de séparation sont différentes. Les techniques les plus fréquentes sont la filtration, la décantation et l'évaporation. Ces manipulations permettent notamment l'épuration des eaux.
Les différentes méthodes de séparation
Pour séparer différents constituants d'un mélange, il existe plusieurs méthodes :
| Méthode de séparation | Convient pour séparer |
| Filtration | Un liquide et un solide insoluble |
| Décantation | Un liquide et un solide insoluble ou deux liquides non miscibles |
| Évaporation | Un liquide et un solide soluble |
La décantation
Un liquide et les particules d'un solide insoluble ou deux liquides non miscibles peuvent être séparés par décantation.
Décantation
La décantation est un procédé qui consiste à séparer les composants (l'un au moins étant liquide) d'un mélange hétérogène en fonction de leur densité.
En laissant reposer un mélange, le composant le plus dense va se déposer au fond du récipient. Cela permet de le séparer du composant moins dense qui va surnager. La décantation peut être pratiquée pour séparer les constituants d'un mélange hétérogène liquide-solide, mais aussi pour séparer deux liquides non miscibles.
La filtration
Un liquide et un solide insoluble peuvent être séparés par filtration.
Filtration
La filtration est une technique permettant de séparer un solide d'un liquide dans lequel il est insoluble.
Filtrat
Lorsque le mélange solide-liquide est versé à travers un filtre, on appelle filtrat le liquide filtré.
Lors d'une filtration d'un mélange d'eau et de sable, le filtrat est l'eau.
Résidu
Lorsque le mélange solide-liquide est versé à travers un filtre, on appelle résidu le solide retenu.
Lors d'une filtration d'un mélange d'eau et de sable, le résidu est le sable.
L'évaporation
Un liquide et un solide qui y est dissous peuvent être séparés par évaporation.
Évaporation
L'évaporation est un procédé permettant de séparer les composants d'un mélange homogène, en faisant évaporer l'un de ses constituants (sous forme gazeuse), les autres constituants restant à l'état liquide ou se solidifiant.
En chauffant la solution, les composants les plus volatils (ceux qui se vaporisent en premier) sont extraits de la solution. Ils sont ainsi séparés des autres liquides ou des solides qui se déposent au fond du récipient.
C'est le principe des marais salants : l'eau salée, contenue dans des bassins, est chauffée au soleil. L'eau s'évapore alors, laissant le sel se déposer au fond des bassins.
Application : le traitement des eaux
Les eaux sales nécessitent plusieurs traitements successifs afin de séparer l'eau des autres composants et ainsi de les épurer afin de récupérer une eau propre.
Le premier traitement de l'eau consiste à laisser se déposer au fond des cuves d'épuration les grosses particules boueuses plus denses, par décantation.
Les particules boueuses plus fines non décantées et contenues dans l'eau sale sont ensuite filtrées.
Le filtrat est ensuite chauffé afin de séparer le reste des résidus de l'eau qui s'évapore. L'eau est enfin condensée pour être récupérée.