Выделение из смесей индивидуальных соединений, освобождение их от примесей (очистка) являются обязательными этапами работы в органической химии. Для этого используются химические методы, основанные на различиях химических свойств компонентов смеси, и физико-химические методы разделения по физическим параметрам соединений.

Физико-химические методы разделения веществ. Для разделения смеси веществ, отличающихся агрегатным состоянием, размером частиц или плотностью, применяются: фильтрация, разделение с помощью мембран или молекулярных сит, центрифугирование и т.п. Компоненты смеси, различающиеся по способности распределяться между несмешивающимися фазами (газ, жидкость, твердое вещество), разделяют с помощью таких методов, как перегонка, перекристаллизация, возгонка и сублимация, экстракция и хроматография. На различии в скорости движения частиц в электрическом поле основан метод электрофореза (например, разделение смеси α-аминокислот).

Ниже показан пример задачи на разделение смеси органических веществ, отличающихся химическими свойствами.

Задача. Как разделить смесь, содержащую анилин, бензол и фенол, используя химические свойства компонентов?
Решение
1. При пропускании через данную смесь сухого хлороводорода можно отделить анилин, который, являясь основанием, образует выпадающую в осадок соль (хлорид фениламмония). Если на отфильтрованный осадок подействовать водным раствором щелочи, то анилин выделится в свободном виде (часть IV, раздел 2.3.2.1). 2. Для выделения фенола к фильтрату (смесь фенола и бензола) следует добавить водный раствор щелочи. Фенол, обладающий кислотными свойствами, вступает в реакцию с образованием растворимого в воде фенолята натрия (часть III, раздел 2.5.1.1). Бензол в воде не растворяется. Таким образом, жидкости (бензол и раствор фенолята) расслаиваются. Водный раствор фенолята находится в нижнем слое, так как плотность воды (и тем более, водного раствора) выше плотности бензола. Разделение слоев производится с помощью делительной воронки. При действии на раствор фенолята минеральной кислотой можно выделить фенол.