W chemii istnieją pojęcia czystych substancji i mieszanin. Czyste zawierają cząsteczki tylko jednej substancji. W przyrodzie dominują mieszaniny składające się z różnych substancji.

Koncepcje

Wszystkie substancje można podzielić na dwie kategorie – czyste i mieszane. Substancje czyste obejmują pierwiastki i związki składające się z identycznych atomów, cząsteczek lub jonów. Są to substancje o stałym składzie, zachowujące stałe właściwości.
Przykładami czystych substancji są:

• metale i gazy szlachetne składające się z atomów;
• woda składająca się z cząsteczek wody;
• sól kuchenna, składająca się z kationów sodu i anionów chloru.

Ryż. 1. Czyste substancje.

Jeśli do wody doda się cukier, przestaje ona być czystą substancją i powstaje mieszanina. Mieszaniny składają się z kilku czystych substancji o różnych strukturach, które nazywane są składnikami. Mieszaniny mogą mieć dowolny stan skupienia. Na przykład powietrze jest mieszaniną różnych gazów (tlen, wodór, azot), benzyna jest mieszaniną substancji organicznych, mosiądz jest mieszaniną cynku i miedzi.

Ryż. 2. Mieszanki.

Każda substancja zachowuje swoje właściwości, dlatego woda z solą jest słona, a stop z żelazem przyciąga magnes. Jednakże właściwości samej mieszaniny mogą się różnić w zależności od składu ilościowego i jakościowego składników. Na przykład woda destylowana, która została poddana maksymalnemu oczyszczeniu, w zależności od dodanych substancji, może nabrać słodkiego, kwaśnego, słonego lub kwaśno-słonego smaku. Co więcej, im wyższe stężenie danej substancji, tym wyraźniejszy jest określony smak.

Struktura mieszanin może być jednorodna lub łączyć substancje w różnych stanach skupienia. Zgodnie z tym wyróżniają:

• jednorodny lub jednorodny - cząstek nie można wykryć bez analizy chemicznej, ich wskaźnik jest taki sam w dowolnym miejscu próbki (stop metalu);
• heterogeniczny lub heterogeniczny - cząsteczki są łatwe do wykrycia, ich częstotliwość jest nierównomierna w różnych miejscach mieszaniny (woda z piaskiem).

Do mieszanin heterogenicznych zalicza się:

• zawieszenia - mieszaniny substancji stałych i ciekłych (węgiel i woda);
• emulsje - mieszaniny cieczy o różnej gęstości (olej i woda).

Jeśli jeden składnik ma masę dziesięć razy mniejszą niż inny składnik, wówczas nazywa się go zanieczyszczeniem.

Metody czyszczenia

Nie ma substancji absolutnie czystych. Za substancje czyste uważa się substancje zawierające niewielką ilość zanieczyszczeń, które nie wpływają na właściwości fizyczne i chemiczne substancji. Aby maksymalnie oczyścić substancję, używamy metody rozdzielania mieszanin:

• sedymentacja - sedymentacja substancji ciężkich w cieczach;
• filtracja - oddzielanie cząstek od cieczy za pomocą filtrów;
• parowanie - ogrzewanie roztworu aż do odparowania wilgoci;
• zastosowanie magnesu - selekcja za pomocą namagnesowania;
• destylacja - oddzielanie substancji o różnych temperaturach wrzenia;
• Adsorpcja to akumulacja jednej substancji na powierzchni drugiej.

Metale można oddzielić od niemetali za pomocą flotacji. Jest to proces polegający na zdolności substancji do zwilżania. W ten sposób żelazo oddziela się od siarki: żelazo zamoknie i opadnie na dno, ale siarka nie zamoczy się i pozostanie na powierzchni wody.

Ryż. 3. Flotacja.

Czego się nauczyliśmy?

Z lekcji chemii w klasie 8 dowiedzieliśmy się o pojęciach mieszanin i substancji czystych. Pierwiastki i związki składające się z jednorodnych cząsteczek, atomów lub jonów, a także posiadające stałe właściwości, nazywane są czystymi. W skład mieszanin wchodzi kilka czystych substancji o różnych stężeniach i strukturach. Związki mogą całkowicie się mieszać, tworząc substancje jednorodne lub łączyć się niejednorodnie. Do rozdzielania mieszanin stosuje się różne metody.

Testuj w temacie

Ocena raportu

Średnia ocena: 4,5. Łączna liczba otrzymanych ocen: 327.

Czysta substancja ma pewną stałą mieszanina Lub Struktura(sól, cukier).

Może być czysta substancja element Lub połączenie.

Atom to najmniejsza cząstka pierwiastka, która zachowuje wszystkie swoje właściwości. Pierwiastek chemiczny składa się z atomów tego samego typu. W elemencie wszystkie atomy są takie same i mają tę samą liczbę protonów. Elementy są w pewnym sensie „cegiełkami” każdej substancji. Możemy podać analogię konstrukcyjną:

Materiały budowlane (cegła, beton, piasek...) są elementami
Konstrukcje budowlane (domy, mosty, drogi...) są substancją

2. Połączenia elementów

Połączenie składa się z co najmniej dwóch elementów. Ta sama woda składa się z połączenia dwóch pierwiastków wodoru i jednego pierwiastka tlenu – H 2 O. Innymi słowy, łącząc w ten sposób te dwa pierwiastki, otrzymujemy wodę i tylko wodę!

Chociaż woda składa się z wodoru i tlenu, jej właściwości chemiczne i fizyczne różnią się od czystego wodoru i tlenu.

Aby „rozdzielić” wodę na wodór i tlen, konieczne jest przeprowadzenie reakcji chemicznej.

3. Mieszanki

Mieszaniny to fizyczne połączenia czystych substancji, które nie mają określonego lub czystego składu.

Przykładem mieszanki jest zwykła herbata (napój), którą wiele osób przygotowuje i pije samodzielnie rano. Niektórzy lubią mocną herbatę (duża ilość listków herbacianych), inni słodką herbatę (duża ilość cukru)... Jak widać mieszanka zwana „herbatą” zawsze wychodzi trochę inaczej, choć składa się z te same składniki (składniki). Należy jednak zauważyć, że każdy składnik mieszaniny zachowuje zestaw swoich właściwości, dlatego z mieszaniny można wyodrębnić różne substancje. Na przykład można łatwo oddzielić mieszaninę soli i piasku. Aby to zrobić, wystarczy umieścić mieszaninę w wodzie, poczekać, aż sól się rozpuści i przefiltrować powstały roztwór. Rezultatem jest czysty piasek.

Mieszaniny mogą być jednorodne lub niejednorodne.

W jednorodnej mieszaninie nie można wykryć cząstek substancji tworzących mieszaninę. Próbki pobrane w różnych miejscach takiej mieszanki będą takie same (na przykład słodka herbata, w której całkowicie rozpuścił się wsypany cukier).

Jeśli jednak cukier nie rozpuści się całkowicie w szklance herbaty, otrzymamy niejednorodną mieszaninę. Rzeczywiście, jeśli spróbujesz tej herbaty, nie będzie ona tak słodka z powierzchni, jak z dołu, bo... Stężenie cukru będzie się różnić.

Każda substancja zawiera zanieczyszczenia. Substancję uważa się za czystą, jeśli nie zawiera prawie żadnych zanieczyszczeń.

Mieszaniny substancji mogą być jednorodne lub niejednorodne. W mieszaninie jednorodnej składników nie można wykryć metodą obserwacji, ale w mieszaninie heterogenicznej jest to możliwe.

Niektóre właściwości fizyczne jednorodnej mieszaniny różnią się od właściwości składników.

W mieszaninie heterogenicznej właściwości składników zostają zachowane.

Niejednorodne mieszaniny substancji rozdziela się przez osadzanie, filtrowanie, a czasami przez działanie magnesu, natomiast jednorodne mieszaniny rozdziela się przez odparowanie i destylację (destylację).

Czyste substancje i mieszaniny

Żyjemy wśród chemii. Wdychamy powietrze będące mieszaniną gazów (azot, tlen i inne), a wydychamy dwutlenek węgla. Myjemy się wodą – to kolejna substancja, najpowszechniejsza na Ziemi. Pijemy mleko – mieszaninę wody z drobnymi kropelkami tłuszczu mlecznego i nie tylko: jest też kazeina białek mleka, sole mineralne, witaminy, a nawet cukier, ale nie ta, z którą pije się herbatę, ale specjalne białko mleka - laktoza. Jemy jabłka, które składają się z całego zestawu substancji chemicznych - jest tu cukier, kwas jabłkowy i witaminy... Kiedy przeżute kawałki jabłek dostają się do żołądka, zaczynają na nie działać ludzkie soki trawienne, które pomagają wchłonąć wszystkie smaczne i zdrowe substancje nie tylko jabłka, ale także każda inna żywność. Nie tylko żyjemy wśród chemikaliów, ale sami jesteśmy z nich stworzeni. Każdy człowiek – jego skóra, mięśnie, krew, zęby, kości, włosy zbudowane są z chemikaliów, jak dom z cegieł. Azot, tlen, cukier, witaminy to substancje pochodzenia naturalnego. Szkło, guma, stal to także substancje, a raczej materiały (mieszaniny substancji). Zarówno szkło, jak i guma są pochodzenia sztucznego, nie istniały w naturze. Absolutnie czyste substancje nie występują w przyrodzie lub występują bardzo rzadko.

Każda substancja zawsze zawiera pewną ilość zanieczyszczeń. Substancję, w której prawie nie ma zanieczyszczeń, nazywa się czystą. Pracują z takimi substancjami w laboratorium naukowym lub szkolnej pracowni chemicznej. Należy pamiętać, że substancje absolutnie czyste nie istnieją.

Pojedyncza czysta substancja ma pewien zestaw charakterystycznych właściwości (stałe właściwości fizyczne). Tylko czysta woda destylowana ma temperaturę topnienia = 0°C, temperaturę wrzenia = 100°C i nie ma smaku. Woda morska zamarza w niższej temperaturze, a wrze w wyższej, ma gorzki i słony smak. Woda Morza Czarnego zamarza w niższej temperaturze i wrze w wyższej temperaturze niż woda Morza Bałtyckiego. Dlaczego? Faktem jest, że woda morska zawiera inne substancje, np. rozpuszczone sole, tj. jest to mieszanina różnych substancji, których skład jest bardzo zróżnicowany, ale właściwości mieszaniny nie są stałe. Definicja pojęcia „mieszanina” została podana w XVII wieku. Angielski naukowiec Robert Boyle: „Mieszanina to integralny system składający się z heterogenicznych składników”.

W skład mieszanin wchodzą niemal wszystkie substancje naturalne, produkty spożywcze (z wyjątkiem soli, cukru i niektórych innych), wiele leków i kosmetyków, chemia gospodarcza oraz materiały budowlane.

Charakterystyka porównawcza mieszaniny i czystej substancji

Każda substancja zawarta w mieszaninie nazywana jest składnikiem.

Klasyfikacja mieszanin

Istnieją mieszaniny jednorodne i niejednorodne.

Mieszanki jednorodne (jednorodne)

Do szklanki wody dodaj niewielką porcję cukru i mieszaj, aż cały cukier się rozpuści. Płyn będzie miał słodki smak. Zatem cukier nie zniknął, ale pozostał w mieszance. Ale jego kryształów nie zobaczymy nawet badając kroplę płynu przez potężny mikroskop. Przygotowana mieszanina cukru i wody jest jednorodna, najmniejsze cząsteczki tych substancji są równomiernie wymieszane.

Mieszaniny, w których nie można wykryć składników metodą obserwacji, nazywane są jednorodnymi.

Większość stopów metali to także mieszaniny jednorodne. Na przykład w stopie złota i miedzi (używanym do produkcji biżuterii) nie ma cząstek czerwonej miedzi i cząstek żółtego złota.

Wiele przedmiotów o różnym przeznaczeniu wykonanych jest z materiałów będących jednorodnymi mieszaninami substancji.

Do mieszanin jednorodnych zalicza się wszystkie mieszaniny gazów, w tym powietrza. Istnieje wiele jednorodnych mieszanin cieczy.

Jednorodne mieszaniny nazywane są również roztworami, nawet jeśli są stałe lub gazowe.

Podajmy przykłady rozwiązań (powietrze w kolbie, sól kuchenna + woda, drobne drobne: aluminium + miedź lub nikiel + miedź).

Mieszaniny heterogeniczne (heterogeniczne)

Wiadomo, że kreda nie rozpuszcza się w wodzie. Jeśli jego proszek wsypie się do szklanki wody, wówczas w powstałej mieszaninie zawsze można znaleźć cząsteczki kredy widoczne gołym okiem lub pod mikroskopem.

Mieszaniny, w których składniki można wykryć poprzez obserwację, nazywane są heterogenicznymi.

Do mieszanin heterogenicznych zalicza się większość minerałów, glebę, materiały budowlane, tkanki żywe, mętną wodę, mleko i inne produkty spożywcze, niektóre leki i kosmetyki.

W mieszaninie heterogenicznej zachowane są właściwości fizyczne składników. Dzięki temu opiłki żelaza zmieszane z miedzią lub aluminium nie tracą zdolności przyciągania przez magnes.

Niektóre rodzaje mieszanin heterogenicznych mają specjalne nazwy: pianka (na przykład styropian, mydliny), zawiesina (mieszanina wody z niewielką ilością mąki), emulsja (mleko, dobrze wstrząśnięty olej roślinny i woda), aerozol ( dym, mgła).

Metody rozdzielania mieszanin

W przyrodzie substancje występują w postaci mieszanin. Do badań laboratoryjnych, produkcji przemysłowej oraz na potrzeby farmakologii i medycyny potrzebne są czyste substancje.

Istnieje wiele metod rozdzielania mieszanin. Dobiera się je biorąc pod uwagę rodzaj mieszaniny, stan skupienia oraz różnice we właściwościach fizycznych składników.

Metody rozdzielania mieszanin

Metody te opierają się na różnicach we właściwościach fizycznych składników mieszaniny.

Rozważmy sposoby oddzielenia mieszanin heterogenicznych i jednorodnych.

Specjalną metodą rozdzielania składników, bazującą na ich różnej absorpcji przez daną substancję, jest chromatografia.

Jeśli zawiesisz pasek bibuły filtracyjnej nad pojemnikiem z czerwonym tuszem, zanurzając w nim tylko koniec paska. Roztwór jest wchłaniany przez papier i unosi się wzdłuż niego. Jednak granica wznoszenia się farby pozostaje w tyle za granicą wznoszenia wody. W ten sposób rozdzielane są dwie substancje: woda i barwnik zawarty w atramencie.

Za pomocą chromatografii rosyjski botanik M. S. Tsvet jako pierwszy wyizolował chlorofil z zielonych części roślin. W przemyśle i laboratoriach zamiast bibuły filtracyjnej do chromatografii stosuje się skrobię, węgiel, wapień i tlenek glinu. Czy zawsze wymagane są substancje o tym samym stopniu oczyszczenia?

Do różnych celów wymagane są substancje o różnym stopniu oczyszczenia. Wodę do gotowania należy pozostawić do odstania, aby usunąć zanieczyszczenia i chlor stosowany do jej dezynfekcji. Wodę do picia należy najpierw zagotować. A w laboratoriach chemicznych do przygotowywania roztworów i przeprowadzania eksperymentów, w medycynie potrzebna jest woda destylowana, oczyszczona w jak największym stopniu z rozpuszczonych w niej substancji. Szczególnie czyste substancje, w których zawartość zanieczyszczeń nie przekracza jednej milionowej procenta, znajdują zastosowanie w elektronice, półprzewodnikach, technologii nuklearnej i innych gałęziach przemysłu precyzyjnego.

>> Czyste substancje i mieszaniny. Rzecznictwo. Rozdzielanie mieszaniny trzech ciał stałych

Czyste substancje i mieszaniny

Materiał zawarty w tym akapicie pomoże Ci:

> uświadomić sobie, że substancje absolutnie czyste nie istnieją;
> rozróżniać jednorodne i niejednorodne mieszaniny substancji;
> dowiedzieć się, w których mieszaninach właściwości fizyczne składników są zachowane, a w których nie;
> wybierz metodę separacji mieszaniny substancji w zależności od jego rodzaju.

Czyste substancje i mieszaniny.

Każda substancja zawsze zawiera pewną ilość zanieczyszczeń. Substancję, w której prawie nie ma zanieczyszczeń, nazywa się czystą. Z takimi substancjami praca w laboratorium naukowym, szkolnym laboratorium chemicznym. Należy pamiętać, że substancje absolutnie czyste nie istnieją.

Każda substancja zawarta w mieszaninie nazywana jest składnikiem.

Mieszaniny, w których nie można wykryć składników metodą obserwacji, nazywane są jednorodnymi.

Większość stopów metali to także mieszaniny jednorodne. Na przykład w stopie złota i miedzi (używanym do produkcji biżuterii) nie ma cząstek czerwonej miedzi i cząstek żółtego złota.

Wiele przedmiotów o różnym przeznaczeniu wykonanych jest z materiałów będących jednorodnymi mieszaninami substancji (ryc. 27).

Wszystkie mieszaniny należą do mieszanin jednorodnych gazy, w tym powietrze. Istnieje wiele jednorodnych mieszanin cieczy.

Ryż. 27. Przedmioty wykonane z mieszanin jednorodnych

Mieszaninę tę tworzy się przez zmieszanie na przykład alkoholu i wody.

Podaj przykład mieszaniny jednorodnej.

Jednorodne mieszaniny nazywane są również roztworami, nawet jeśli są stałe lub gazowe.

Według niektórych fizyków nieruchomości mieszaniny jednorodne różnią się od swoich składników. Zatem stop cyny i ołowiu stosowany do lutowania topi się w niższej temperaturze niż czyste metale. Woda wrze w temperaturze 100°C, a wodny roztwór soli wrze w wyższej temperaturze. Jeśli woda zostanie schłodzona do temperatury 0 ° C, zacznie zamieniać się w lód. Roztwór soli pozostaje w tych warunkach cieczą (zamarza w temperaturach poniżej 0°C). Można to zaobserwować zimą, kiedy drogi i chodniki pokryte lodem posypuje się mieszaniną soli i piasku. Lód topi się pod wpływem soli; tworzy się wodny roztwór soli, który nie zamarza przy łagodnym mrozie. A piasek jest potrzebny, żeby droga nie była śliska.

Ryż. 28. Niejednorodna mieszanina kredy i wody

Wiadomo, że kreda nie rozpuszcza się w wodzie. Jeśli proszek wsypie się do szklanki wody, wówczas w powstałej mieszaninie zawsze można znaleźć cząsteczki kredy widoczne gołym okiem lub pod mikroskopem (ryc. 28).

Mieszaniny, w których składniki można wykryć poprzez obserwację, nazywane są heterogenicznymi.

Do mieszanin heterogenicznych (ryc. 29) zalicza się większość minerałów, glebę, materiały budowlane, tkanki żywe, wodę mętną, mleko i inne produkty spożywcze, niektóre leki i kosmetyki.

Podaj przykład mieszaniny heterogenicznej.

W mieszaninie heterogenicznej zachowane są właściwości fizyczne składników. Więc, opiłki żelaza zmieszane z miedzią lub aluminium, nie tracą zdolności przyciągania przez magnes.

Ryż. 29. Mieszanki heterogeniczne:
a - mieszanina wody i siarki;
b - mieszanina oleju roślinnego i wody;
c - mieszanina powietrza i wody

Woda zmieszana z piaskiem, kredą lub gliną zamarza w temperaturze 0°C i wrze w temperaturze 100°C.

Niektóre rodzaje mieszanin heterogenicznych mają specjalne nazwy: pianka (na przykład styropian, mydliny), zawiesina (mieszanina wody z niewielką ilością mąki), emulsja (mleko, dobrze wstrząśnięty olej roślinny i woda), aerozol ( dym, mgła).

Jakie są składniki każdej wymienionej mieszaniny?

Materiał przedstawiony powyżej podsumowano na schemacie 3.

Schemat 3. Substancje i mieszaniny

Często konieczne staje się rozdzielenie mieszaniny w celu uzyskania jej składników lub oczyszczenia substancji z zanieczyszczeń.

Istnieje wiele metod rozdzielania mieszanin. Dobiera się je biorąc pod uwagę rodzaj mieszaniny, stan skupienia oraz różnice we właściwościach fizycznych składników (Schemat 4). Niektóre metody znasz z kursu historii naturalnej.

Schemat 4. Metody rozdzielania mieszanin

Wyjaśnij, ze względu na właściwości składników możliwe jest rozdzielenie każdej mieszaniny heterogenicznej wskazanej na schemacie.

Ryż. 30. Pracownik pod respiratorem

Przyjrzyjmy się, jak niektórzy korzystają metody rozdzielanie mieszanin.

Proces filtracji leży u podstaw działania respiratora – urządzenia chroniącego płuca osoby pracującej w bardzo zapylonym pomieszczeniu. Respirator posiada filtry zapobiegające przedostawaniu się kurzu do płuc (ryc. 30). Najprostszym respiratorem jest bandaż wykonany z kilku warstw gazy. Odkurzacz posiada również filtr, który usuwa kurz z powietrza.

Za pomocą magnesu ruda żelaza - magnetyt - jest wzbogacana w przemyśle.

Dzięki zdolności przyciągania przez magnes ruda oddziela się od piasku, gliny, ziemi itp. W ten sposób żelazo ekstrahuje się z odpadów przemysłowych i bytowych.

Ważną metodą rozdzielania jednorodnych mieszanin cieczy jest destylacja lub destylacja1. Metoda ta pozwala oczyścić naturalną wodę z zanieczyszczeń. Powstała czysta (destylowana) woda wykorzystywana jest w laboratoriach badawczych, przy produkcji substancji dla nowoczesnych technologii oraz w medycynie do przygotowywania leków.

1 Termin pochodzi od łacińskiego słowa destylacja – kapanie.

W przemyśle destylacja ropy naftowej (mieszaniny wielu substancji, głównie cieczy) pozwala uzyskać benzynę, naftę i olej napędowy.

W laboratorium destylację przeprowadza się za pomocą specjalnej instalacji (ryc. 31). Kiedy ogrzewa się mieszaninę cieczy, najpierw wrze substancja o najniższej temperaturze wrzenia. Jego para opuszcza naczynie, schładza się, skrapla1, a powstała ciecz wpływa do odbiornika. Kiedy tej substancji nie będzie już w mieszaninie, temperatura zacznie rosnąć, a z biegiem czasu zagotuje się kolejny płynny składnik. W naczyniu pozostają nielotne ciecze.

Ryż. 31.Laboratoryjna jednostka destylacyjna:

a - zwykły;
1 - mieszanina cieczy o różnych temperaturach wrzenia;
2 - termometr;
3 - lodówka na wodę;
4 - odbiornik
6 - uproszczone

Rozdzielanie różnych mieszanin występuje również w przyrodzie. Z powietrza osadzają się cząsteczki kurzu, a podczas deszczu i śniegu – kropelki wody i płatki śniegu. W wyniku osiadania mętna woda staje się przejrzysta. Woda jest również oczyszczana z substancji nierozpuszczalnych podczas przechodzenia przez piasek. Po odparowaniu wody rozpuszczone w niej sole pozostają na brzegach ujść rzek. Z wody wypływającej ze studni uwalniają się rozpuszczone gazy.

1 Termin pochodzi od łacińskiego słowa condensatio – zagęszczanie, zagęszczanie.

wnioski

Każda substancja zawiera zanieczyszczenia. Substancję uważa się za czystą, jeśli nie zawiera prawie żadnych zanieczyszczeń.

Mieszaniny substancji mogą być jednorodne lub niejednorodne. W mieszaninie jednorodnej składników nie można wykryć metodą obserwacji, ale w mieszaninie heterogenicznej jest to możliwe.

Niektóre właściwości fizyczne jednorodnej mieszaniny różnią się od właściwości składników. W mieszaninie heterogenicznej właściwości składników zostają zachowane.

Niejednorodne mieszaniny substancji rozdziela się przez osadzanie, filtrowanie, a czasami przez działanie magnesu, natomiast jednorodne mieszaniny rozdziela się przez odparowanie i destylację (destylację).

?
29. Jakie rodzaje mieszanin istnieją i czym się różnią?

30. W odpowiednich kolumnach poniższej tabeli wpisz podane słowa i wyrażenia: aluminium, popiół, papier gazetowy, rtęć, powietrze, nalewka jodowa, granit, lód z czystej wody, dwutlenek węgla, żelbet.

31. Wymień kilka produktów spożywczych, które są rozwiązaniami.

32. Który popularny napój, w zależności od sposobu przygotowania, jest mieszaniną jednorodną czy niejednorodną?

33. Czy można zamienić wodny roztwór soli kuchennej w mieszaninę heterogeniczną? Jeśli to możliwe, jak to zrobić?

34. Jakie mieszaniny można rozdzielić przez filtrację: a) mieszanina piasku i gliny; b) mieszanina alkoholu i opiłków miedzi; c) mieszanina wody i benzyny; d) mieszanina wody i kawałków plastiku? Nazwij substancje, które pozostaną na filtrze.

35. Jak podzieliłbyś mieszaninę: a) soli kuchennej i kredy; b) alkohol i woda? Jakie różnice we właściwościach substancji umożliwiają zastosowanie wybranej przez Ciebie metody?

36. Rozważmy doświadczenie polegające na rozdzieleniu mieszaniny soli kuchennej, piasku, opiłków żelaza i drewna. Zrób plan, krótko opisz każdy etap eksperymentu i porozmawiaj o oczekiwanych rezultatach.

Eksperymentowanie w domu

Rzecznictwo

Wlej wodę do dwóch szklanek. Do jednej szklanki wsypać 1/2 łyżeczki piasku, do drugiej taką samą ilość skrobi. Wymieszaj obie mieszanki jednocześnie. Czy cząstki substancji osiadają w wodzie z tą samą prędkością? Jeśli nie, które cząstki osiadają szybciej i dlaczego?

Zapisz swoje obserwacje w zeszycie.

Rozdzielanie mieszaniny trzech ciał stałych

Wymieszaj niewielkie ilości pokruszonej pianki, piasku i soli kuchennej.

Jakimi metodami można rozdzielić tę mieszaninę?

Podzielić mieszaninę 1. Jeśli konieczne jest ogrzewanie, używaj go bardzo ostrożnie.

Opisz każdy etap eksperymentu w swoim notatniku.

Popel P. P., Kryklya L. S., Chemia: Pidruch. dla 7 klasy zagalnosvit. navch. zamknięcie - K.: VC "Akademia", 2008. - 136 s.: il.

Czysta substancja zawiera cząstki tylko jednego typu. Przykładami są srebro (zawiera tylko atomy srebra), kwas siarkowy i tlenek węgla (IV) (zawiera tylko cząsteczki odpowiednich substancji). Wszystkie czyste substancje mają stałe właściwości fizyczne, na przykład temperaturę topnienia (Tm) i temperaturę wrzenia (Tbp).

Substancja nie jest czysta, jeśli zawiera jakąkolwiek ilość jednej lub więcej innych substancji – zanieczyszczenia.

Zanieczyszczenia obniżają temperaturę zamarzania i podwyższają temperaturę wrzenia czystej cieczy. Na przykład, jeśli dodasz sól do wody, temperatura zamarzania roztworu obniży się.

Mieszanki składać się z dwóch lub więcej Substancje. Gleba, woda morska i powietrze to przykłady różnych mieszanin. Wiele mieszanin można rozdzielić na części składowe - składniki– na podstawie różnicy w ich właściwościach fizycznych.

Wyróżnić mieszaniny jednorodne (jednorodne) i niejednorodne (heterogeniczne). Funkcja jednorodna mieszanina polega na tym, że nie ma granicy między składnikami takiej mieszaniny. W tym przypadku mówią, że ta mieszanina jest jednofazowy(faza część systemu oddzielona od innych części widocznym interfejsem). W jednej fazie właściwości fizyczne składników pozostają stałe. DO systemy jednorodne Należą do nich roztwory prawdziwe (wielkość cząstek substancji rozpuszczonej jest powiązana z wielkością cząstek rozpuszczalnika i wynosi ≤10 -9 m).

Funkcja mikstura heterogeniczna polega na tym, że możemy obserwować interfejs pomiędzy jego komponentami. Kiedy składnik przechodzi z jednej fazy do drugiej, jego właściwości zmieniają się radykalnie. Nazywa się również mieszaniny heterogeniczne systemy rozproszone. Systemy rozproszone składają się z ośrodka dyspersyjnego (rozpuszczalnik, faza ciągła) i fazy rozproszonej (faza rozpuszczona lub nieciągła)

DO mieszaniny heterogeniczne obejmują układy rozproszone (wielkość cząstek substancji rozpuszczonej znacznie przekracza wielkość cząstek rozpuszczalnika i wynosi ≥10 -9 m). Mieszaniny, w których wielkość cząstek substancji wynosi 10 -7 -10 -9 m, zalicza się do układów koloidalnych.

Systemy rozproszone obejmują:

Zawiesiny, mieszanina składająca się z fazy stałej i ciekłej (oznaczenie T/L; T – faza rozproszona, L – ośrodek dyspersyjny)

Emulsje, mieszanina 2 lub więcej niemieszających się cieczy (oznaczenie - L/L. Faza rozproszona i ośrodek dyspersyjny cieczy różniących się gęstością i temperaturą wrzenia).

Układy te zostaną omówione szerzej w temacie Rozwiązania i systemy rozproszone.

1,5. Metody rozdzielania mieszanin

Tradycyjne metody stosowane w praktyce laboratoryjnej do rozdziału mieszanin na poszczególne składniki to:

filtrowanie,

dekantacja ( w praktyce laboratorium chemicznego i technologii chemicznej mechaniczne oddzielenie fazy stałej układu rozproszonego (zawiesiny) od cieczy poprzez odsączenie roztworu z osadu),

separacja za pomocą rozdzielacza,

wirowanie,

odparowanie,

krystalizacja,

destylacja (w tym destylacja frakcyjna),

chromatografia,

sublimacja i inne.

Filtrowanie. Filtracja służy do oddzielenia cieczy od zawieszonych w niej drobnych cząstek stałych. (ryc. 37), tj. filtrowanie cieczy przez drobno porowate materiały – filtry, które umożliwiają przepływ cieczy i zatrzymują cząstki stałe na swojej powierzchni. Nazywa się ciecz, która przeszła przez filtr i została wolna od znajdujących się w niej zanieczyszczeń stałych przesącz.

W praktyce laboratoryjnej jest często stosowany gładki i złożony papier filtry (ryc. 38), wykonane z nieklejonej bibuły filtracyjnej.

Aby filtrować gorące roztwory (na przykład w celu rekrystalizacji soli), użyj specjalnego gorący lejek filtrujący(ryc. 39) z ogrzewaniem elektrycznym lub wodnym).

Często używany filtracja próżniowa. Filtrację pod próżnią stosuje się w celu przyspieszenia filtracji i pełniejszego uwolnienia fazy stałej z cieczy. W tym celu montowane jest próżniowe urządzenie filtrujące. (ryc. 40). Składa się ona z Kolba Bunsena, porcelanowy lejek Buchnera, butelka bezpieczna i pompka próżniowa(zwykle strumień wody).

W przypadku filtrowania zawiesiny soli słabo rozpuszczalnej kryształy tej ostatniej można przemyć wodą destylowaną na lejku Buchnera w celu usunięcia pierwotnego roztworu z ich powierzchni. W tym celu używają pralka(ryc. 41).

Dekantacja. Ciecze można oddzielić od nierozpuszczalnych substancji stałych przez dekantację (ryc. 42). Tę metodę można zastosować, jeśli ciało stałe ma większą gęstość niż ciecz. Na przykład, jeśli do szklanki wody doda się piasek rzeczny, to gdy opadnie, opadnie na dno szklanki, ponieważ gęstość piasku jest większa niż woda. Następnie wodę można oddzielić od piasku poprzez proste spuszczenie. Ta metoda osadzania, a następnie odsączania filtratu nazywana jest dekantacją.

Wirowanie. Aby przyspieszyć proces separacji bardzo małych cząstek, które tworzą stabilne zawiesiny lub emulsje w cieczy, stosuje się metodę wirowania. Metodą tą można rozdzielić mieszaniny substancji ciekłych i stałych różniących się gęstością. Podział odbywa się w wirówki ręczne lub elektryczne (ryc. 43).

Rozdzielenie dwóch niemieszających się cieczy, o różnej gęstości i nie tworzące stabilnych emulsji, można przeprowadzić za pomocą rozdzielacza (ryc. 44). W ten sposób można rozdzielić np. mieszaninę benzenu i wody. Warstwa benzenu (gęstość  = 0,879 g/cm3) znajduje się nad warstwą wody, która ma większą gęstość ( = 1,0 g/cm3). Otwierając kurek rozdzielacza, można dokładnie opróżnić dolną warstwę i oddzielić jedną ciecz od drugiej.

Odparowanie(ryc. 45)– metoda ta polega na usunięciu rozpuszczalnika, np. wody, z roztworu poprzez podgrzanie go w parującym naczyniu porcelanowym. W takim przypadku odparowana ciecz jest usuwana, a rozpuszczona substancja pozostaje w naczyniu parującym.

Krystalizacja to proces uwalniania kryształów substancji stałej podczas chłodzenia roztworu, na przykład po jego odparowaniu. Należy pamiętać, że gdy roztwór jest powoli chłodzony, tworzą się duże kryształy. Po szybkim ochłodzeniu (na przykład przez chłodzenie bieżącą wodą) tworzą się małe kryształy.

Destylacja- metoda oczyszczania substancji polegająca na odparowaniu cieczy po podgrzaniu, a następnie kondensacji powstałych oparów. Oczyszczanie wody z rozpuszczonych w niej soli (lub innych substancji, np. barwników) nazywa się destylacją. destylacja, a sama oczyszczona woda jest destylowana.

Destylacja frakcyjna (destylacja)(ryc. 46) służy do rozdzielania mieszanin cieczy o różnych temperaturach wrzenia. Ciecz o niższej temperaturze wrzenia wrze szybciej i przechodzi przez kolumna ułamkowa(Lub chłodnica zwrotna). Kiedy ta ciecz osiągnie szczyt kolumny frakcjonującej, wchodzi lodówka, schłodzone wodą i gotowe alonż zamierzam odbiorca(kolba lub probówka).

Destylację frakcyjną można zastosować do rozdzielenia np. mieszaniny etanolu i wody. Temperatura wrzenia etanolu wynosi 78 0 C, a wody 100 0 C. Etanol łatwiej odparowuje i jako pierwszy dostaje się do odbiornika przez lodówkę.

Sublimacja – Metodę tę stosuje się do oczyszczania substancji, które po podgrzaniu mogą przejść ze stanu stałego w stan gazowy z pominięciem stanu ciekłego. Następnie pary oczyszczanej substancji ulegają kondensacji i oddzielane są zanieczyszczenia, które nie mogą sublimować.