Чистые вещества и смеси

Постарайтесь ответить на следующий вопрос: «Будет ли правильным изучать свойства воды, используя для этого морскую воду?». Естественно, нет, потому что морская вода представляет из себя не чистую H₂O, а смесь разных веществ в ней. В первую очередь это соли (их главную массу составляет хлорид натрия), они придают морской воде своеобразный горько-соленый вкус. Абсолютно каждое вещество, которое можно выделить из воды, обладает определенными свойствами. Однако и сама вода, которая не загрязнена посторонними примесями или содержащая их чрезвычайно мало, – дистиллированная вода, обладает специфическими свойствами. Она замерзает при температуре 0°С, в то время как вода из океана – при температуре – 1,9 °С.

 

 

Природная вода не может быть совершенно чистой. Самой чистой является дождевая вода, однако и она содержит определенное количество примесей, которые захвачены из воздуха.

В повседневной жизни, мы, как правило, сталкиваемся не с чистыми веществами, а со смесями веществ. Подобные смеси могут быть неоднородными (к примеру, мутная вода из реки, содержит нерастворимые частицы песка и глины, их можно заметить невооруженным глазом) и однородными, (растворы сахара, спирта) в них нельзя заметить границу раздела между веществами.

Однородные смеси можно разделить на жидкие, твердые и газообразные. Самая важная газообразная смесь – воздух, он представляет собой смесь кислорода, азота, углекислого газа, аргона, а также других веществ. Из твердых смесей можно выделить стекло и различные сплавы – бронзу, латунь, сталь.

Состав различных смесей может быть достаточно разнообразным, они в отличие от чистых веществ, обладают другими свойствами. Чистая вода превращается в лед при температуре 0°С, если мы растворим в ней поваренную соль, то температура ее замерзания значительно понизится. Такими методами, к примеру, пользуются обленившиеся работники городского коммунального хозяйства, когда в период сильных заморозков и гололедицы посыпают тротуары технической поваренной солью.

Состав смеси можно установить при помощи химического анализа. Подобный способ широко распространен, он необходим при решении важнейших хозяйственных проблем, а также научно-технических задач.

Контроль состояния окружающей среды невозможен без определения концентрации примесей, которые загрязняют воздух, воду и почву. При разведке различных полезных ископаемых используется анализ горных пород и руд. Вспомним Шерлока Холмса, известного сыщика, главного героя многочисленных произведений А. Конан Дойла: ему всегда удавалось определить виновность или невиновность подозреваемого при помощи химического анализа, на который уходила значительная часть свободного времени сыщика. Без химического анализа не может обойтись как археолог, так и криминалист, как медик, так и искусствовед. Кроме этого, стоит упомянуть и космические исследования, изучение атмосферных газов планет, их горных пород, изучение состава лунного грунта невозможно без проведения этого трудоемкого процесса.

При помощи особых технологий и методов с применением химического анализа можно создать особо чистые вещества, содержание примесей в них, отражающееся на их свойствах, не превышает одной стотысячной и даже одной миллионной процента. Такие вещества играют важнейшую роль в атомной энергетике, волоконной оптике, полупроводниковой промышленности. Особо чистые вещества, а точнее их свойства, необходимы для создания принципиально новых приборов либо технологических процессов.

Одной из важнейших проблем химии является очистка веществ. Для очищения природной воды от взвешенных частиц, ее пропускают через слой пористого вещества, к примеру угля, или обожженной глины. Если же идет речь о большом количестве воды, то в таких ситуациях используют фильтры из песка и гравия. 

Остались вопросы? Не знаете, как сделать домашнее задание?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь.
Первый урок – бесплатно!

Зарегистрироваться

© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

blog.tutoronline.ru

Чистые вещества и смеси | Дистанционные уроки

19-Мар-2014 | Нет комментариев | Лолита Окольнова

 

Начнем с определений

 

Чистое вещество состоит из молекул одного вида.

 

Чистые вещества могут быть элементного состава (т.е. состоять из элементов одного вида) — простые вещества:

 

• твердые вещества: железо, сера
• газы: H₂, O₂, N₂ и т.д.

Чистые вещества — соединения — сложные вещества — состоят из молекул одного вида.

В природе не существует абсолютно чистых веществ. Например, особо чистый алюминий содержит 0,001% примесей.

 

Даже когда мы считаем воду чистой, то должны понимать, что там есть примеси. Даже дистиллированная вода не может считаться абсолютно чистым веществом — это тоже смесь, только примесей в ней намного меньше, чем в обычной воде.

 

Фильтрованная вода — тоже не чистое вещество, а смесь растворимых компонентов и воды, водопроводная — тем более!

 

Смеси — содержит молекулы нескольких видов.

 

Вещества, составляющие смесь, могут быть простыми и сложными.

 

Запомните: если вам дана задачи и в условии этой задачи дана смесь веществ, то вещества из этой смеси не реагируют друг с другом!

 

Однородные смеси (гомогенные)

 

«Гомо» — означает «одинаковый». Т.е. вещества в гомогенной смеси находятся в одинаковых агрегатных состояниях ( в одинаковых фазах):

 

• растворы;
• сплавы;
• газовые смеси

 

Воздух — пример однородной газовой смеси (если учитывать именно газовый состав, частички пыли и т.п. мы здесь не учитываем), молярная масса воздуха принята равной 29 г\моль.

Все растворы — однородные смеси растворимого вещества и растворителя.

Неоднородные смеси (гетерогенные)

 

Неоднородная смесь — это смесь, где вещества находятся в разных фазах.

 

• Суспензия: тв. фаза+ жидка фаза; существует только в «смешанном» виде. Если такую смесь оставить на время. то под действием силы тяжести твердые частички осядут. Примеры: зубная паста, гуашь,  эмалевые краски и т.д.
• Эмульсия — смесь двух жидкостей разной плотности. Со временем четко разделяются на две фазы. Примеры: жидкость для снятия макияжа, масло в воде, молоко и т.д.
• Аэрозоль — смесь газа и жидкости. Самый известный пример — туман или лак для волос.

 

С определениями чистых веществ и смесей мы определились, теперь давайте разберем способы разделения смесей

.

 

• Химический способ разделения смеси: в реакцию вводится вещество, реагирующее с одним компонентом и не взаимодействующее с другим. В идеале образующееся новое вещество может образовывать другую фазу, чтобы его можно было легко удалить (осадок или газ).

 

Физические способы:

 

Еще одно важное отличие чистых веществ от смесей — температуры плавления и кипения:

 

Чистые вещества	Смеси
имеют четкие температуры плавления и кипения	плавятся и кипят в интервале температур

 

---

 

•  в ЕГЭ это вопрос А26
• в ГИА (ОГЭ) — А13

 

---

 
 

Еще на эту тему:

Обсуждение: «Чистые вещества и смеси»

(Правила комментирования)

distant-lessons.ru

Чистые вещества и смеси » Народна Освіта

Вспомните: вещества состоят из мельчайших частиц — атомов и молекул, каждому веществу соответствует определенный набор атомов или молекул.

Смеси и чистые вещества в природе

В природе вещества в индивидуальном состоянии — чистые вещества — почти не встречаются (рис. 37, с. 44). Чаще вещества в природе смешаны друг с другом и образуют смеси. Смесями является морская и газированная вода, молоко и сок, гранит и сталь.

 

Обычно химикам не требуются абсолютно чистые вещества, но иногда посторонние примеси могут влиять на результаты опытов. Поэтому на банках с химическими реактивами обязательно указывается степень чистоты вещества. Этикетка с надписью «Техн.» (техническое) указывает на высокое, до нескольких процентов, содержание примесей. Для химических опытов такие вещества не используют, но в строительстве и на заводах такой степени чистоты достаточно. Степень чистоты «Ч»

(чистое) или «ХЧ» (химически чистое) обозначает, что в веществе примесей мало, менее одного процента. Чистые вещества уже можно использовать для производства лекарств, а химически чистые — для проведения научных опытов. В некоторых случаях нужны очень чистые вещества. Такие реактивы обозначаются «ОСЧ» (особо чистые), в них содержится меньше чем 10^-6 процента примесей. Такие вещества нужны для проведения очень точных экспериментов, а также используются в производстве микросхем для компьютеров. Очистка веществ — это дорогой процесс, поэтому чем чище вещество, тем оно дороже. Например, особо чистые медь и железо стоят значительно дороже обычного золота.

Понятие о смесях и чистых веществах существовало еще у древнегреческих ученых. Согласно их представлениям, чистое вещество состоит из частиц одного вида, а смесь — из частиц разных видов.

Когда химики говорят о каком-либо веществе, имеется в виду, что оно чистое и состоит из частиц одного вида. Однако на практике идеально чистое вещество получить почти невозможно. Среди частиц одного вещества обязательно попадется несколько частиц другого.

Даже те вещества, которые называют чистыми, содержат посторонние частицы других веществ — примеси.

 

 

Однородные и неоднородные смеси

Во многих случаях мы не можем различить отдельные вещества в составе смеси. Так, мы не замечаем, что воздух — это смесь нескольких газообразных веществ. Внешне нельзя определить, что молоко — это смесь разных веществ, что большинство металлических предметов сделаны из сплавов, а не из чистых металлов. Такие смеси называют однородными. В них частицы, образующие смесь, настолько малы, что их невозможно рассмотреть невооруженным глазом (рис. 38).

 

 

Когда мы пьем чай, кофе или другие напитки, мы имеем дело с водными растворами разных веществ. Отдельные частицы сахара или другие соединения в них увидеть невозможно, поэтому все растворы являются однородными смесями.

Рассматривая гранит (рис. 39а), можно заметить в нем розовые зерна и прозрачные кристаллы. Это пример неоднородной смеси. В таких смесях отдельные вещества заметны невооруженным глазом.

 

 

Свойства чистых веществ и смесей

На рисунке 40 частицы двух чистых веществ схематически изображены в виде шариков разного цвета. Перемешаем эти шарики. Изменились ли они после этого? Нет, они просто перемешались. Ни форма, ни размер, ни цвет шариков в результате перемешивания не изменились. Так же и в смеси все вещества — компоненты — сохраняют свои свойства. Поэтому, основываясь на индивидуальных свойствах, смеси можно разделить на отдельные компоненты.

 

 

Например, если поднести магнит к смеси железного порошка и поваренной соли, то железо к нему притянется, а соль — нет (рис. 41). Если эту смесь поместить в воду, то соль растворится, а железо — нет.

Сахар имеет сладкий вкус, а лимонная кислота — кислый. Попробуйте растворить в воде небольшое количество сахара и лимонной кислоты. Какой вкус будет име

narodna-osvita.com.ua

Чистые вещества и смеси

В жизни мы часто имеем дело со смесями, а не с чистыми веществами. Даже не вся вода является чистым веществом, а представляет собой смесь. Только вода, лишенная примесей или содержащая их мало, является чистым веществом. Такую воду называют дистиллированной. В большинстве своем – вода – это смесь растворенных в ней солей, минералов и других веществ, т.е. является смесью.

Смеси делят на две группы: однородные смеси, в которых даже с помощью микроскопа нельзя отличить частицы веществ. К однородным смесям относятся растворы спирта, сахара.

Неоднородные смеси, в которых даже невооруженным глазом или с помощью микроскопа можно различить вещества, входящие в состав смеси. К неоднородным смесям относятся смесь воды с мелом, воды с песком.

Смеси бывают: твердыми, жидкими и газообразными. Например, твердые смеси – это стекло, сплавы (мельхиор, чугун, гранит).

Твёрдые смеси

Жидкие – это клеточный сок, молоко, минеральная вода, кровь.

Жидкие смеси

 А газообразные – это воздух, пропан-бутановая смесь.

Смеси, в отличие от чистых веществ, имеют иные свойства. Так, чистая вода замерзает при температуре 0 ⁰С, а если растворить в ней соль, то температура замерзания значительно понижается. Этим свойством пользуются работники коммунальных служб, когда в период гололедицы посыпают дороги технической поваренной солью или другими реагентами. Чистое железо не ржавеет на воздухе, а  железный гвоздь, из-за содержания в нем примесей, ржавеет.

Из смеси можно выделить составляющие ее компоненты. Существуют различные способы разделения смесей.

Одним из способов разделения неоднородной смеси является отстаивание. Этот способ основан на различной плотности веществ. Этим способом можно разделить смесь железных и древесных опилок, смешав смесь с водой и дав ей отстояться. Железные опилки опустятся вниз, а древесные всплывут наверх и их можно слить вместе с водой. Этим способом можно воспользоваться при разделении смеси воды и мела или воды и глины. Мел и глина в этом случае опустятся вниз, а воду можно осторожно слить.

Отстаиванием можно разделить и жидкости. Например, смесь растительного масла и воды, бензина и воды, нефти и воды. Эти жидкости быстро расслаиваются, поэтому их разделяют с помощью делительной воронки или колонки.

Разделение сливок от молока производят с помощью центрифугирования.

Другим методом является фильтрование, которое основано на различной пропускной способности фильтра по отношению к компонентам смеси. С помощью этого метода отделяют твердые примеси от жидкости. В химической лаборатории используют бумажные фильтры. Таким методом можно разделить смесь песка и поваренной соли. Эту смесь сначала растворяют  в воде, затем пропускают через бумажный фильтр. Песок остается на фильтровальной бумаге, а раствор поваренной соли – фильтрат, проходит через фильтр. В промышленности жидкости фильтруют через специальные материалы – различные ткани. Для очистки концентрированного раствора щелочи используют стекловату.

Разделение смеси магнитом основано на различии магнитных свойств веществ. Если смешать железные опилки с серой на бумаге и накрыть еще сверху листом бумаги, а затем поднести магнит, то железные опилки притянутся магнитом, а сера нет.

Однородную смесь можно разделить на компоненты с помощью метода выпаривания. Он основан на различной температуре кипения веществ смеси. Этим методом можно разделить поваренную соль и воду. Для этого, в фарфоровую чашку наливают раствор соли и кипятят. Вода испаряется, а частицы соли остаются в чашке.

Иногда применяют способ упаривания, когда вода частично испаряется, получается концентрированный раствор, при охлаждении которого растворенное вещество выделяется в виде кристаллов.  Этот способ называется кристаллизацией, при этом, вещество получается в чистом виде, а примеси остаются в растворе.

Для получения дистиллированной воды используют метод дистилляции, который тоже основан на различии температур кипения компонентов в смеси.

Состав смесей определяют с помощью химического анализа. Например, в металлургии при производстве стали, обязательно берут ее пробы для определения содержания углерода. Контроль за состоянием окружающей среды немыслим без определения концентрации примесей в воздухе и воде. Химический анализ горных пород и руд используется при разведке полезных ископаемых.

Знаменитый Шерлок Холмс раскрыл свои преступления во многих случаях только благодаря результатам химического анализа. Без химического анализа просто не обойтись в криминалистике, археологии, медицине и искусствоведении. Без химического анализа не обходятся и космические исследования Марса, Венеры, Луны.

С помощью методов химического анализа получают очень чистые вещества, в которых содержание примесей не превышает одной стотысячной и даже одной миллионной доли процента. Такие, особо чистые вещества, необходимы в атомной энергетике, полупроводниковой промышленности, волоконной оптике и др. областях.

С простейшими методами очистки веществ вы уже знакомы. Например, для очистки природной воды используют уголь, обожженную глину. Вода, проходя через эти пористые вещества, избавляется от различных примесей. Для очистки большого количества воды, используют смесь песка и гравия. Кроме этого, для обеззараживания воды используют метод хлорирования.

videouroki.net

Чистое вещество и смеси. Химия

В 8-м классе школьники изучают в курсе химии чистые вещества и смеси. Наша статья поможет им разобраться в этой теме. Мы расскажем, какие вещества называют чистыми, а какие – смесями. А вы когда-нибудь задумывались над вопросом: «Существует ли абсолютно чистое вещество?» Возможно, ответ вас удивит.

Для чего эту тему изучают в школе?

Прежде чем рассматривать определение «чистого вещества», необходимо разобраться с вопросом: «С каким веществом мы на самом деле имеем дело – с чистым или смесью?»

Во все времена чистота вещества волновала не только научных сотрудников, ученых, но и простых людей. Что мы обычно вкладываем в это понятие? Каждый из нас хочет пить воду без примесей тяжелых металлов. Мы хотим дышать свежим воздухом, который не загрязнен выхлопными газами автомобилей. Но можно ли назвать незагрязненные воду и воздух чистыми веществами? С точки зрения науки – нет.

Что такое смесь?

Итак, смесь – это вещество, которое содержит молекулы нескольких видов. Теперь подумайте о составе воды, кторая течет из крана – да-да, в ней много примесей. В свою очередь вещества, которые составляют смесь, называются компонентами. Рассмотрим пример. Воздух, которым мы дышим, – это смесь разных газов. Компоненты, входящие в его состав – кислород, азот, углекислый газ и так далее. В случае, если масса одного компонента в десятки раз меньше массы другого, то такое вещество называют примесью. Часто в природе встречается воздух, который загрязнен примесями сероводорода. Этот газ имеет запах тухлых яиц и является ядовитым для человека. Когда отдыхающие на берегу реки разводят костер, то он загрязняет воздух углекислым газом, который тоже опасен в большом количестве.

У особо догадливых ребят, возможно, уже возник вопрос: «Что чаще встречается – чистые вещества или смеси?» Отвечаем на ваш вопрос: «В основном все, что нас окружает – это смеси».

Таким удивительным образом устроена природа.

Несколько слов о видах чистых веществ

В начале статьи мы обещали рассказать о том, существуют ли вещества абсолютно без примесей. Как вы думаете, бывают ли такие? О водопроводной воде мы уже говорили. Номожет ли содержать в себе примеси родниковая вода? Ответ на этот вопрос прост: абсолютно чистые вещества в природе не встречаются. Однако в научных кругах принято говорить об относительной чистоте вещества. Звучит это так: «Вещество чистое, но с оговоркой». Так, например, оно может быть чистым технически. Чернила черные и фиолетовые содержат примеси. Если их нельзя обнаружить при помощи химической реакции, то такое вещество называют химически чистым. Такой бывает дистиллированная вода.

О чистоте

Итак, пришло время поговорить о чистом веществе. Это такое вещество, которое в своем составе имеет частицы только одного вида. Оказывается, оно имеет особенные свойства. У него есть еще одно название: индивидуальное вещество. Давайте попробуем охарактеризовать свойства чистой воды:

• индивидуальное вещество: дистиллированная вода;
• температура кипения – 100°C;
• температура плавления – 0°C;
• такая вода не имеет вкуса, запаха и цвета.

Как разделять вещества?

Этот вопрос тоже уместен. Очень часто в быту и на производстве (в большей мере) человек разделяет вещества. Так, например, в молоке образуются сливки, которые можно собрать с поверхности, если применить метод отстаивания. Во время переработки нефти человек производит бензин, ракетное топливо, керосин, машинное масло и так далее. На всех этапах переработки человек применяет самые разные способы разделения смесей, которые зависят от агрегатного состояния вещества. Рассмотрим каждый из них.

Фильтрация

Данный метод применяют в том случае, когда есть жидкое вещество, в котором содержатся нерастворимые твердые частицы. Например, вода и речной песок. Такую смесь человек пропускает через фильтр. Таким образом, песок задерживается в фильтре, а чистая вода спокойно через него проходит. Мы редко придаем этому значение, но каждый день на кухне многие горожане пропускают воду из-под крана через очистительные фильтры. Так что в определенной степени вы можете считать себя учеными!

Отстаивание

Об этом методе мы сказали несколько слов чуть выше. Однако рассмотрим его подробнее. К такому методу химики прибегают в случае, когда необходимо разделить суспензии или эмульсии. Например, если в чистую воду проникло растительное масло, то полученную смесь необходимо встряхнуть, затем дать ей настояться некоторое время. После этого человек будет наблюдать явление, когда масло в виде пленки покроет воду.

В лабораториях химики применяют еще один метод, который называется делительная воронка. При использовании этого способа очищения плотная жидкость проникает в емкость, а то, что легче – остается.

Метод отстаивания имеет серьезный недостаток – это низкая скорость протекания процесса. В этом случае необходимо длительное время для формирования осадка. На промышленных предприятиях такой способ все равно используют. Инженеры проектируют специальные конструкции, которые имеют название «отстойники».

Магнит

Каждый из нас хотя бы раз в жизни играл с магнитом. Его удивительное свойство притягивать металлы казалось магическим. Находчивые люди догадались применить магнит для того, чтобы разделять смеси. Например, разделение деревянных и железных опилок возможно при помощи магнита. Но стоит учесть, что не все металлы он может притягивать, ему подвластны только те смеси, в которых содержатся ферромагнетики. К ним можно отнести никель, тербий, кобальт, эрбий и так далее.

Дистилляция

Этот термин имеет латинские корни, в переводе означает «стекание каплями». Такой метод представляет собой разделение смесей, основанное на разницах температуры кипения веществ. Именно этот способ поможет разделить воду и спирт. Последнее вещество испаряется при +78°C. Когда его пары касаются холодных стенок и поверхностей, пары конденсируются, превращаясь в жидкое вещество.

В тяжелой промышленности данным методом добывают продукты нефти, чистые металлы, а также разнообразные душистые вещества.

Можно ли разделить газы?

Мы с вами говорили про чистые вещества и смеси в жидком и твердом состоянии. А как быть, если необходимо провести разделение газовых смесей? Светлые головы химической промышленности сегодня практикуют несколько физических способов разделения газообразных смесей:

• конденсация;
• сорбирование;
• мембранное разделение;
• дефлегмация.

Итак, в нашей статье мы с вами рассмотрели понятие чистых веществ и смесей. Мы выяснили, что чаще встречается в природе. Теперь вы знаете различные способы разделения смесей – и некоторые из них можете продемонсттрировать самостоятельно, например магнит. Надеемся, что наша статья была для вас полезной. Изучайте науку сегодня, чтобы завтра она помогла вам решить любую проблему – как у себя дома, так и на производстве!

fb.ru

Чистые вещества: примеры. Получение чистых веществ

Вся наша жизнь в буквальном смысле построена на работе различных химических веществ. Мы дышим воздухом, который содержит в себе множество различных газов. На выходе получается углекислый газ, который затем перерабатывается растениями. Мы пьем воду или молоко, которое представляет собой смесь воды с другими компонентами (жиром, минеральными солями, белком и так далее).

Банальное яблоко – это целый комплекс сложных химических веществ, которые взаимодействуют друг с другом и нашим организмом. Как только что-то попадает в наш желудок, вещества, входящие в продукт, поглощенный нами, начинают взаимодействие с желудочным соком. Абсолютно каждый объект: человек, овощ, животное – это набор частиц и веществ. Последние делятся на два разных типа: чистые вещества и смеси. В данном материале разберемся, какие вещества чистые, а какие из них относятся к категории смесей. Рассмотрим способы разделения смесей. А также взглянем на типичные примеры чистых веществ.

Чистые вещества

Итак, в химии чистые вещества – это те вещества, что всегда состоят только из одного-единственного вида частиц. И это первое важное свойство. Чистым веществом является вода, например, которая состоит исключительно из молекул воды (то есть своих собственных). Также чистое вещество всегда имеет постоянный состав. Таким образом, каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода и из одного атома кислорода.

Свойства чистых веществ, в отличие от смесей имеют постоянный характер и изменяются при появлении примесей. Только дистиллированная вода имеет температуру кипения, а морская кипит при более высокой температуре. При этом стоит учитывать, что любое чистое вещество не является абсолютно чистым, так как даже чистый алюминий имеет примесь в составе, хоть она и имеет долю в 0.001 %. Возникает вопрос, как выяснить массу чистого вещества? Формула для вычисления выглядит следующим образом – m (масса) чистого вещества = W (концентрация) чистого вещества * смесь / 100 %.

Также существует такой тип чистых веществ, как особо чистые вещества (ультрачистые, высокочистые). Такие вещества используются в производстве полупроводников в различных измерительных и вычислительных устройствах, атомной энергетике и во многих других профессиональных областях.

Примеры чистых веществ

Мы уже выяснили, что чистым веществом является то, что содержит в себе элементы одного вида. Хорошим примером чистого вещества может послужить снег. По сути это та же вода, но в отличие от той воды, с которой мы сталкиваемся ежедневно, эта вода гораздо чище и не содержит примесей. Алмаз тоже является чистым веществом, поскольку он содержит в себе только углерод без примесей. Это же относится и к горному хрусталю. На ежедневной основе мы сталкиваемся с еще одним примером чистого вещества – рафинированным сахаром, который содержит в себе одну лишь сахарозу.

Смеси

Мы уже рассмотрели чистые вещества и примеры чистых веществ, теперь перейдем к другой категории веществ – смесям. Смесь – это когда несколько веществ смешиваются друг с другом. Мы сталкиваемся со смесями на постоянной основе даже в быту. Тот же чай или мыльный раствор представляют собой смеси, которые мы применяем ежедневно. Смеси могут быть созданы человеком, а могут быть природными. Они находятся в твердом, жидком и газообразном состоянии. Как уже было сказано выше, тот же чай является смесью воды, сахара и чая. Это пример смеси, созданной человеком. Молоко является природной смесью, так как оно появляется без участия человека в процессе выработки и содержит в себе множество разных компонентов.

Смеси созданные человеком почти всегда долговечны, а природные под воздействием тепла начинают распадаться на отдельные частицы (молоко, к примеру, прокисает через несколько дней). Смеси также делятся на гетерогенные и гомогенные. Гетерогенные смеси являются неоднородными, а их компоненты видны невооруженным взглядом и под микроскопом. Такие смеси именуют взвесями, которые в свою очередь делят на суспензии (вещество в твердом состоянии и вещество в жидком состоянии) и эмульсии (два вещества в жидком состоянии). Гомогенные смеси однородные, а их отдельные компоненты невозможно рассмотреть. Их также именуют растворами (могут быть веществами в газообразном, жидком или твердом состоянии).

Характеристики смеси и чистых веществ

Для удобства восприятия информация представлена в виде таблицы.

Сравнительный признак	Чистые вещества	Смеси
Состав веществ	Сохраняют постоянный состав	Имеют непостоянный состав
Виды веществ	Содержат одно вещество	Включают в себя различные вещества
Физические свойства	Сохраняют постоянные физические свойства	Имеют непостоянные физические свойства
Изменение энергии вещества	Изменяется при образовании энергии	Не изменяется

Способы получения чистых веществ

В природе многие вещества существуют в виде смесей. Они применяются в фармакологии, промышленном производстве.

Для получения чистых веществ применяются различные методы разделения. Гетерогенные смеси делят с помощью отстаивания и фильтрования. Гомогенные смеси делят с помощью выпаривания и дистилляции. Рассмотрим каждый способ отдельно.

Отстаивание

Этот метод используется для разделения суспензий, таких как смесь речного песка с водой. Главным принципом, на котором основывается процесс отстаивания, является разница в плотностях тех веществ, которые будут разделены. Например, одно тяжелое вещество и вода. Какие чистые вещества тяжелее воды? Это песок, например, который в силу своей массы начнет оседать на дно. Таким же образом разделяют различные эмульсии. Например, от воды можно отделить растительное масло или нефть. Эти вещества в процессе разделения образуют небольшую пленку на поверхности воды. В лабораторных условиях этот же процесс проводят с использованием делительной воронки. Этот способ разделения смесей работает и в природе (без участия человека). Например, осаждение сажи из дыма и отстаивание сливок в молоке.

Фильтрование

Этот метод подходит для получения чистых веществ из гетерогенных смесей, например, из смеси воды с поваренной солью. Итак, каким образом работает фильтрация в процессе разделения частиц смеси? Суть заключается в том, что у веществ различные уровни растворимости и размеры частиц.

Фильтр конструируется таким образом, чтобы через него могли пройти только частицы с той же растворимостью или тем же размером, что он может пропустить. Более крупные и другие неподходящие частицы не смогут пройти через фильтр и будут отсеяны. Роль фильтров могут играть не только специализированные устройства и растворы в пределах лаборатории, но и знакомые всем вещи, такие как вата, уголь, обожженная глина, спрессованное стекло и другие пористые объекты. Фильтры используются в реальной жизни гораздо чаще, чем может показаться.

По такому принципу работает всем нам знакомый пылесос, который отделяет крупные частицы мусора и ловко всасывает мелкие, неспособные повредить механизм. Когда вы болеете, то надеваете марлевую повязку, которая может отсеять бактерии. Рабочие, чья профессия связана с распространением опасных газов и пыли, носят респираторные маски, защищающие их от отравления.

Воздействие магнита и воды

Таким способом можно разделить смесь порошка железа и серы. Принцип разделения основан на воздействии магнита на железо. Частицы железа притягиваются к магниту, в то время как сера останется на месте. Этот же метод можно использовать для отделения других металлических деталей из общей массы разных материалов.

Если порошок серы, смешанный с порошком железа высыпать в воду, то несмачиваемые частицы серы всплывут на поверхность воды, в то время как тяжелое железо сразу же ляжет на дно.

Выпаривание и кристаллизация

Этот способ работает с гомогенными смесями, такими как раствор соли в воде. Это работает в естественных природных процессах и лабораторных условиях. Например, некоторые озера при нагревание испаряют воду, а на ее месте остается поваренная соль. С точки зрения химии, этот процесс основывается на том, что разница между температурой кипения двух веществ, не позволяет им испариться единовременно. Уничтоженная вода обратится в пар, а оставшаяся соль останется в своем обычном состоянии.

Если вещество, которое нужно извлечь (сахар, например) плавится при нагревании, то воду не испаряют полностью. Смесь сначала прогревают, а затем получившуюся модифицированную смесь настаивают, чтобы частицы сахара осели на дне. Иногда стоит более сложная задача — отделение вещества с более высокой температурой кипения. Например, отделение воды от соли. В таком случае, испаренное вещество необходимо собрать, охладить и сконденсировать. Этот метод разделения гомогенных смесей называют дистилляцией (или просто перегонкой). Существуют специальные устройства, которые дистиллируют воду. Такая вода (дистиллированная) активно используется в фармакологии или в автомобильных системах охлаждения. Естественно, этим же методом люди перегоняют спирт.

Хроматография

Последний метод отделения – хроматография. Он основан на том, что некоторые вещества имеют свойство поглощать другие компоненты веществ. Это работает следующим образом. Если вы возьмете кусочек бумаги или ткани, на которой что-то написано чернилами и погрузите ее часть в воду, то заметите следующее: вода начнет впитываться бумагой или тканью и будет ползти вверх, а вот красящее вещество будет немного отставать. Используя данную методику ученый М. С. Цвет смог отделить хлорофилл (вещество, дающее зеленый окрас растениям) от зеленых частей растения.

fb.ru

Разделение неоднородных смесей — урок. Химия, 8–9 класс.

В природе вещества обычно встречаются в виде смесей. Чтобы получить чистое вещество, надо его из смеси выделить.

 

Разделение смеси производят для выделения в чистом виде всех её составных частей. При очистке выделяют одно вещество, а примеси удаляют.

 

В составе смесей вещества сохраняют свои свойства. Способы разделения и очистки веществ основаны на их различиях.

Одним из самых простых способов разделения неоднородных смесей является отстаивание.

Используется для разделения неоднородных смесей жидкого и твёрдого вещества или двух жидкостей, которые различаются по плотности.

 

При отстаивании смеси жидкости и твёрдого вещества на дне сосуда оседает вещество с большей плотностью. Верхний слой осторожно отделяют.

Отстаивание смеси песка и воды

  

Таким способом можно разделить смесь мела и воды, песка и воды. 

  

Для разделения смеси двух жидкостей (растительное масло и вода, бензин и вода, нефть и вода) используется делительная воронка — сосуд с краном внизу. Сливают сначала более тяжёлый нижний слой, а затем — лёгкий верхний. Подобным образом в деревнях отделяли сливки от молока.

 

Делительная воронка 

Фильтрование — это отделение жидкости или газа от взвешенных в них твёрдых частиц при пропускании через пористые материалы (фильтры). Фильтры задерживают частицы, если их размеры больше размера пор. Для фильтрования можно использовать специальную бумагу, ткань, марлю, вату, песок, уголь, пористую керамику.

 

Механизм фильтрования

 

Простейший прибор для фильтрования состоит из воронки с фильтром и сосуда для собирания фильтрата. При использовании бумажного фильтра смесь осторожно наливают в воронку по стеклянной палочке. Вода проходит через фильтр, а частицы твёрдого вещества задерживаются на нём.

 

Простейший прибор для фильтрования

(\(1\) — смесь, \(2\) — стеклянная палочка, \(3\) — воронка с фильтром, \(4\) — фильтрат)

  

С помощью фильтрования можно очистить воду от попавших в неё пылинок, частиц песка и других примесей. В лабораториях этим способом отделяют образовавшиеся в реакциях осадки.

 

Фильтрование используется в промышленности (в производстве растительного масла, творога). В качестве фильтров там используются ткани.

 

В двигателях автомобилей через фильтры обязательно проходит топливо и масло.

 

На одной из стадий очистки питьевой воды в водопроводах её пропускают через слой чистого песка. В домашних условиях для очистки питьевой воды применяется бытовой фильтр.

 

Бытовой фильтр для очистки воды

  

С помощью фильтрования очищают также воздух от примесей. На фильтровании воздуха основана работа пылесоса, противогаза.

 

Для удаления нежелательных примесей часто используют адсорбенты. Так, в противогазах воздух проходит через слой активированного угля, который имеет много мелких пор и способен поглощать газообразные и растворённые вещества. Уголь применяется в производстве сахара для очистки сахарного сиропа от содержащихся в нём примесей.

Центрифугирование

Если частицы неоднородной смеси малы, то её сложно разделить отстаиванием или фильтрованием. В этом случае используют центрифугирование. Смесь помещают в сосуды, которые вращают с большой скоростью в центрифуге. Более тяжёлые частицы оседают на дне.

 

Центрифуга

 

Такой способ находит применение для разделения молока. При вращении в специальной центрифуге (сепараторе) отделяются сливки, и остаётся обезжиренное молоко.

Другие способы

Универсальных методов разделения смесей нет. В каждом конкретном случае основываются на различиях в свойствах веществ.

 

Смесь железных опилок с серой можно разделить, используя магнитные свойства железа. Если к поверхности смеси поднести магнит, то частицы железа притянутся к нему, а сера останется.

 

Смесь серы и железа 

  

Железо и сера

 

Можно эту же смесь разделить с помощью воды. Железо тяжелее воды и оседает на дне. Сера водой не смачивается и остаётся на поверхности. Способ разделения смесей, основанный на различии смачиваемости компонентов, называется флотацией.

 

www.yaklass.ru