Evaporarea se referă la metodele fizice de separare a amestecurilor. Metode de separare a amestecurilor
Știți ce metode există pentru a separa amestecurile? Nu te grăbi să dai un răspuns negativ. Multe dintre ele le folosești în activitățile tale zilnice.
Substanță pură: ce este?
Atomii, moleculele, substanțele și amestecurile sunt concepte chimice de bază. Ce înseamnă ele? În tabelul lui D.I Mendeleev sunt 118 elemente chimice. Acest diverse tipuri particule elementare - atomi. Ele diferă unele de altele în masă.
Conectându-se între ei, atomii formează molecule sau substanțe. Acestea din urmă, conectându-se între ele, formează amestecuri. Substanțele pure au compoziție și proprietăți constante. Acestea sunt structuri omogene. Dar ele pot fi separate în componente prin reacții chimice.
Oamenii de știință susțin că substanțele pure practic nu există în natură. Există o cantitate mică de impurități în fiecare dintre ele. Acest lucru se întâmplă deoarece majoritatea substanțelor diferă ca activitate. Chiar și metalele scufundate în apă se dizolvă în ea la nivelul ionilor.
Compoziția substanțelor pure este întotdeauna constantă. Pur și simplu este imposibil să-l schimbi. Deci, dacă creșteți cantitatea de carbon sau oxigen dintr-o moleculă de dioxid de carbon, aceasta va fi o substanță complet diferită. Și în amestec puteți crește sau micșora numărul de componente. Acest lucru îi va schimba compoziția, dar nu și faptul existenței sale.
Ce este un amestec
O combinație de mai multe substanțe se numește amestec. Ele pot fi de două tipuri. Dacă componentele individuale dintr-un amestec nu se pot distinge, se numește uniformă sau omogenă. Există un alt nume care este cel mai des folosit în viața de zi cu zi - soluție. Componentele unui astfel de amestec nu pot fi separate prin metode fizice. De exemplu, nu este posibilă îndepărtarea mecanică a cristalelor care sunt dizolvate în el dintr-o soluție salină. Nu numai soluții lichide se găsesc în natură. Deci, aerul este un amestec gazos omogen, iar un aliaj metalic este un solid.
În amestecurile neomogene sau eterogene, particulele individuale sunt vizibile cu ochiul liber. Ele diferă unele de altele prin compoziție și proprietăți. Aceasta înseamnă că pot fi separate unul de celălalt pur mecanic. Cenușăreasa, care a fost forțată de mama ei vitregă rea să separe fasolea de mazăre, a făcut față perfect acestei sarcini.
Chimie: metode de separare a amestecurilor
Există un număr mare de amestecuri găsite în viața de zi cu zi și în natură. Cum să alegi modul corect de a le separa? Trebuie să se bazeze pe proprietățile fizice ale componentelor individuale. Dacă substanțele au puncte de fierbere diferite, atunci va fi eficientă evaporarea urmată de cristalizare, precum și distilare. Astfel de metode sunt folosite pentru a separa soluțiile omogene. Pentru a separa amestecurile eterogene, se folosesc diferențe în alte proprietăți ale componentelor lor: densitate, umectabilitate, solubilitate, dimensiune, magnetism etc.
Metode fizice de separare a amestecurilor
La separarea componentelor amestecului, compoziția substanțelor în sine nu se modifică. Prin urmare, metodele de separare a amestecurilor nu pot fi numite proces chimic. Astfel, prin decantare, filtrare și expunere la un magnet, componentele individuale pot fi separate mecanic. În laborator se folosesc diverse instrumente: pâlnie de separare, hârtie de filtru, benzi magnetice. Acestea sunt metode de separare a amestecurilor eterogene.
Screening
Această metodă este poate cea mai simplă. Fiecare gospodină este familiarizată cu el. Se bazează pe diferența de dimensiune a componentelor solide ale amestecului. Cernerea este folosită în viața de zi cu zi pentru a separa făina de impurități, larvele de insecte și diverși contaminanți. În producția agricolă, boabele de cereale sunt curățate de resturile străine în acest fel. Muncitorii în construcții cernesc un amestec de nisip și pietriș.
Advocacy
Această metodă de separare a amestecurilor este utilizată pentru componente cu densități diferite. Dacă nisipul intră în apă, soluția rezultată trebuie amestecată bine și lăsată pentru o vreme. Același lucru se poate face cu un amestec de apă și ulei vegetal sau petrol. Nisipul se va așeza pe fund. Dar uleiul, dimpotrivă, se va colecta de sus. Această metodă este observată în viața de zi cu zi și în natură. De exemplu, funinginea se depune din fum și picături individuale de rouă din ceață. Și dacă pleci lapte de casă peste noapte, apoi până dimineața puteți colecta crema.
Filtrare
Iubitorii de ceai preparat folosesc zilnic această metodă. Vorbim despre filtrare - o metodă de separare a amestecurilor pe baza diferitelor solubilități ale componentelor. Imaginați-vă că pilitura de fier și sarea au intrat în apă. Particulele mari insolubile vor rămâne pe filtru. Și sarea dizolvată va trece prin ea. Principiul acestei metode stă la baza funcționării aspiratoarelor, acțiunii măștilor respiratorii și a bandajelor de tifon.
Acțiune prin magnet
Propuneți o metodă pentru separarea amestecurilor de pulberi de sulf și fier. Desigur, aceasta este acțiunea unui magnet. Sunt toate metalele capabile de asta? Deloc. Pe baza gradului de susceptibilitate, se disting trei grupe de substanțe. De exemplu, aurul, cuprul și zincul nu se vor atașa la un magnet. Ele aparțin grupului de materiale diamagnetice. Magneziul, platina și aluminiul au o percepție slabă. Dar dacă amestecul conține feromagneți, atunci această metodă va fi cea mai eficientă. Acestea includ, de exemplu, fier, cobalt, nichel, terbiu, holmiu, tuliu.
Evaporare
Ce metodă de separare a amestecurilor este potrivită pentru o soluție apoasă omogenă? Aceasta este evaporarea. Dacă aveți doar apă sărată, dar aveți nevoie de apă curată, nu vă supărați imediat. Trebuie să încălziți amestecul până la punctul de fierbere. Ca urmare, apa se va evapora. Și cristalele substanței dizolvate vor fi vizibile în partea de jos a vasului. Pentru a colecta apă, aceasta trebuie să fie condensată - transferată dintr-o stare gazoasă într-un lichid. Pentru a face acest lucru, vaporii sunt răciți, atingând o suprafață cu o temperatură mai scăzută și curg în recipientul pregătit.
Cristalizare
În știință, acest termen este considerat într-un sens mai larg. Aceasta nu este doar o metodă de obținere a substanțelor pure. Cristalele din natură includ aisberguri, minerale, oase și smalțul dinților.
Creșterea lor are loc în aceleași condiții. Cristalele se formează ca urmare a răcirii lichidelor sau a suprasaturarii aburului, iar atunci temperatura nu ar trebui să se mai schimbe. Astfel, sunt atinse mai întâi unele condiții limită. Ca urmare, apare un centru de cristalizare, în jurul căruia se adună atomi de lichid, topitură, gaz sau sticlă.
Distilare
Cu siguranță ați auzit despre apă, care se numește distilată. Acest lichid purificat este necesar pentru fabricarea medicamentelor, cercetarea de laborator și sistemele de răcire. Și îl primesc în dispozitive speciale. Se numesc distilatori.
Distilarea este o metodă de separare a amestecurilor de substanțe cu puncte de fierbere diferite. Tradus din limba latină termenul înseamnă „picurare”. Folosind această metodă, de exemplu, puteți separa alcoolul și apa dintr-o soluție. Prima substanță va începe să fiarbă la o temperatură de +78 o C. Vaporii de alcool se vor condensa ulterior. Apa va rămâne sub formă lichidă.
În mod similar, din petrol se obțin produse rafinate: benzină, kerosen, motorină. Acest proces nu este o reacție chimică. Uleiul este împărțit în fracții separate, fiecare având propriul punct de fierbere. Acest lucru se întâmplă în mai multe etape. În primul rând, se efectuează separarea primară a uleiului. Este purificat din gazul asociat, impuritățile mecanice și vaporii de apă. În etapa următoare, produsul rezultat este plasat în coloane de distilare și începe să fie încălzit. Aceasta este distilarea atmosferică a uleiului. La temperaturi sub 62 de grade, gazul asociat rămas se evaporă. Prin încălzirea amestecului la 180 de grade se obțin fracții de benzină, până la 240 - kerosen și până la 350 - motorină. Reziduul de la rafinarea termică a uleiului este păcură, care este folosită ca lubrifiant.
Cromatografia
Această metodă a primit numele omului de știință care a folosit-o pentru prima dată. Numele lui era Mihail Semenovici Tsvet. Inițial, metoda a fost folosită pentru a separa pigmenții vegetali. Și cromatografia este tradus literal din greacă prin „Scriu cu culoare”. Înmuiați hârtia de filtru în amestecul de apă și cerneală. Primul va începe imediat să fie absorbit. Acest lucru se datorează diferitelor grade de proprietăți de adsorbție. Aceasta ia în considerare și difuzia și gradul de solubilitate.
Adsorbţie
Unele substanțe au capacitatea de a atrage molecule de alte tipuri. De exemplu, luăm cărbune activ atunci când otrăvim pentru a scăpa de toxine. Acest proces necesită o interfață care se află între cele două faze.
Această metodă este utilizată în industria chimică pentru separarea benzenului din amestecurile gazoase, purificarea produselor lichide de rafinare a petrolului și purificarea acestora de impurități.
Deci, în articolul nostru, ne-am uitat la principalele modalități de separare a amestecurilor. Oamenii le folosesc atât acasă, cât și la scară industrială. Alegerea metodei depinde de tipul de amestec. Un factor important este proprietățile fizice specifice ale componentelor sale. Pentru a separa soluțiile în care părțile individuale nu se pot distinge vizual, se folosesc metode de evaporare, cristalizare, cromatografie și distilare. Dacă componentele individuale pot fi identificate, astfel de amestecuri sunt numite eterogene. Pentru separarea acestora se folosesc metode de decantare, filtrare și acțiune magnetică.
- Reguli de lucru în laborator.
- Sticlărie și echipamente de laborator.
- Reguli de siguranță atunci când lucrați cu substanțe caustice, inflamabile și toxice, substanțe chimice de uz casnic.
- Metode de cercetare științifică chimicaleși transformări. Metode de separare a amestecurilor și de purificare a substanțelor.
Reguli de lucru în laborator
Este strict interzis să lucrezi singur în laborator, deoarece în cazul unui accident nu va exista nimeni care să ajute victima și să elimine consecințele accidentului.
În timpul lucrului în laborator, este necesar să se mențină curățenia, liniștea, ordinea și regulile de siguranță, deoarece graba și neglijența duc adesea la accidente cu consecințe grave.
Fiecare lucrător trebuie să știe unde se află în laborator echipamentul de protecție împotriva incendiilor și o trusă de prim ajutor care conține tot ce este necesar pentru primul ajutor.
Nu puteți începe lucrul până când studenții nu stăpânesc toate tehnicile pentru a face acest lucru.
Experimentele trebuie efectuate numai în recipiente curate pentru substanțe chimice. După terminarea experimentului, vasele trebuie spălate imediat.
În timpul lucrului, este necesar să se mențină curățenia și acuratețea, pentru a se asigura că substanțele nu intră în contact cu pielea feței și a mâinilor, deoarece multe substanțe provoacă iritații ale pielii și mucoaselor.
Nu se pot gusta substanțe în laborator. Poți adulmeca substanțele doar îndreptând cu atenție vaporii sau gazele către tine cu o mișcare ușoară a mâinii, și nu aplecându-te spre vas și fără a inspira profund.
Orice recipient în care sunt depozitați reactivii trebuie să aibă etichete care să indice numele substanțelor.
Vasele cu substanțe sau soluții trebuie prinse de gât cu o mână și sprijinite de fund cu cealaltă.
Când încălziți substanțe lichide și solide în eprubete și baloane, nu îndreptați orificiile lor spre dvs. sau către vecinii dvs. De asemenea, nu ar trebui să priviți de sus în vasele încălzite deschis pentru a evita posibile răni atunci când masa fierbinte este eliberată.
După terminarea lucrărilor, trebuie să opriți gazul, apa și electricitatea.
Este strict interzisă turnarea în chiuvete de soluții concentrate de acizi și alcaline, precum și diverși solvenți organici, substanțe cu miros puternic și inflamabile. Toate aceste deșeuri trebuie turnate în sticle speciale.
Fiecare laborator trebuie să aibă măști și ochelari de protecție.
În fiecare sală de laborator este necesar să existe echipament de protecție împotriva incendiilor: o cutie cu nisip cernut și o linguriță pentru acesta, o pătură de foc (azbest sau pâslă groasă), stingătoare încărcate.
Reguli de siguranță atunci când lucrați cu substanțe caustice, inflamabile și toxice, substanțe chimice de uz casnic
Pentru a accelera dizolvarea solidelor în eprubetă, nu acoperiți deschiderea acesteia cu degetul când agitați.
Alcaliul trebuie dizolvat într-un vas de porțelan adăugând mici porțiuni de substanță în apă, cu agitare continuă.
Când determinați mirosul unei substanțe, nu vă aplecați peste ea și nu inhalați vaporii sau gazele degajate. Trebuie să vă mutați ușor mâna peste gâtul vasului pentru a direcționa aburul sau gazul către nas și inspirați cu atenție.
Acidul sau alcaliul vărsat trebuie acoperit cu nisip curat și uscat și amestecat până când tot lichidul este complet absorbit. Scoateți nisipul umed într-un vas larg de sticlă pentru clătire și neutralizare ulterioară.
Soluțiile din sticle reactive trebuie turnate astfel încât atunci când sunt înclinate, eticheta să fie deasupra (eticheta să fie în palmă). Dacă soluțiile de alcalii sau acizi intră în contact cu pielea, spălați-le după agitarea picăturilor vizibile cu un jet puternic. apa rece, apoi tratați cu o soluție neutralizantă (soluție de acid acetic 2% sau soluție de bicarbonat de sodiu 2%) și clătiți cu apă.
Metode de separare a amestecurilor și de purificare a substanțelor. Substanțe pure și amestecuri substante
Un amestec este un material format din două sau mai multe substanțe, alternând aleatoriu între ele în spațiu.
O substanță pură este un material omogen fizic și chimic care are un anumit set de proprietăți permanente. Conținutul de impurități din preparatele de înaltă puritate este măsurat în milionimi și miliarde de procente.
Amestecuri |
|
| Omogen (omogen) | eterogen (eterogen) |
| Amestecuri omogene sunt acelea în care particulele nu pot fi detectate nici vizual, nici cu ajutorul instrumentelor optice, deoarece substanțele sunt într-o stare fragmentată la nivel micro. | Amestecuri în care particulele pot fi detectate fie vizual, fie cu ajutorul instrumentelor optice sunt numite eterogene. Mai mult, aceste substanțe se află în diferite stări de agregare (faze) |
| Exemple de amestecuri | |
| Soluții adevărate ( sare de masă+ apă, soluție de alcool în apă) | Suspensii (solide + lichide), de exemplu apă + nisip |
| Soluții solide, aliaje, de exemplu, alamă, bronz. | Emulsii (lichid + lichid), cum ar fi apă + grăsime |
| Soluții gazoase (amestecuri de orice cantitate și orice număr de gaze) | Aerosoli (gaz + lichid), cum ar fi ceața |
Decantarea este o metodă bazată pe diferite densități de substanțe.
De exemplu, un amestec de ulei vegetal și apă poate fi separat în ulei și apă, pur și simplu lăsând amestecul să stea.
Filtrarea este o metodă bazată pe capacitatea diferită a filtrului de a trece substanțele care alcătuiesc amestecul. De exemplu, un filtru poate fi folosit pentru a separa impuritățile solide dintr-un lichid.
Evaporarea este separarea solidelor nevolatile din soluție într-un solvent volatil - în special apă. De exemplu, pentru a izola sarea dizolvată în apă, pur și simplu evaporați apa. Apa se va evapora, dar sarea va ramane.
Fiecare substanță conține impurități. O substanță este considerată pură dacă aproape că nu conține impurități.
Amestecuri de substanțe pot fi omogene sau eterogene. Într-un amestec omogen, componentele nu pot fi detectate prin observație, dar într-un amestec eterogen acest lucru este posibil.
Unele proprietăți fizice a unui amestec omogen diferă de proprietățile componentelor.
Într-un amestec eterogen, proprietățile componentelor sunt păstrate.
Amestecurile eterogene de substanțe sunt separate prin decantare, filtrare și uneori prin acțiunea unui magnet, iar amestecurile omogene sunt separate prin evaporare și distilare (distilare).
Substanțe pure și amestecuri
Trăim printre chimicale. Inspirăm aer, care este un amestec de gaze (azot, oxigen și altele), și expirăm dioxid de carbon. Ne spălăm cu apă - aceasta este o altă substanță, cea mai comună de pe Pământ. Bem lapte - un amestec de apă cu picături minuscule de grăsime din lapte, și nu numai: există și cazeina proteică din lapte, săruri minerale, vitamine și chiar zahăr, dar nu cea cu care bei ceai, ci o proteină specială din lapte. - lactoza. Mâncăm mere, care constau dintr-un set întreg de substanțe chimice - aici există zahăr, acid malic și vitamine... Când bucățile de mere mestecate intră în stomac, sucurile digestive umane încep să acționeze asupra lor, care ajută la absorbția tuturor gusturilor. și substanțe sănătoase nu numai mere, ci și orice alt aliment. Nu numai că trăim printre substanțe chimice, dar și noi înșine suntem făcuți din ele. Fiecare persoană - pielea, mușchii, sângele, dinții, oasele, părul lui este construit din substanțe chimice, ca o casă de cărămizi. Azotul, oxigenul, zahărul, vitaminele sunt substanțe de origine naturală. Sticla, cauciucul, oțelul sunt și ele substanțe, sau mai bine zis, materiale (amestecuri de substanțe). Atât sticla, cât și cauciucul sunt de origine artificială, nu au existat în natură. Substantele absolut pure nu se gasesc in natura sau se gasesc foarte rar.
Fiecare substanță conține întotdeauna o anumită cantitate de impurități. O substanță în care aproape nu există impurități se numește pură. Ei lucrează cu astfel de substanțe într-un laborator științific sau într-un laborator de chimie școlar. Rețineți că substanțele absolut pure nu există.
O substanță pură individuală are un anumit set de proprietăți caracteristice (proprietăți fizice constante). Doar apa distilată pură are punctul de topire = 0 °C, punctul de fierbere = 100 °C și nu are gust. Apa de mare îngheață la o temperatură mai scăzută și fierbe la o temperatură mai mare; gustul ei este amar și sărat. Apa Mării Negre îngheață la o temperatură mai scăzută și fierbe la o temperatură mai mare decât apa Mării Baltice. De ce? Cert este că apa de mare conține și alte substanțe, de exemplu săruri dizolvate, adică. este un amestec de diverse substanțe, a căror compoziție variază foarte mult, dar proprietățile amestecului nu sunt constante. Definiția conceptului „amestec” a fost dată în secolul al XVII-lea. Omul de știință englez Robert Boyle: „Un amestec este un sistem integral format din componente eterogene.”
Amestecuri includ aproape toate substanțele naturale, produsele alimentare (cu excepția sării, zahărului și a altora), multe medicamente și cosmetice, produse chimice de uz casnic, materiale de constructie.
Caracteristicile comparative ale amestecului și substanței pure
Fiecare substanță conținută într-un amestec se numește componentă.
Clasificarea amestecurilor
Există amestecuri omogene și eterogene.
Amestecuri omogene (omogene)
Adăugați o porție mică de zahăr într-un pahar cu apă și amestecați până se dizolvă tot zahărul. Lichidul va avea un gust dulce. Astfel, zahărul nu a dispărut, ci a rămas în amestec. Dar nu îi vom vedea cristalele, chiar și atunci când examinăm o picătură de lichid printr-un microscop puternic. Amestecul preparat de zahăr și apă este omogen; cele mai mici particule din aceste substanțe sunt amestecate uniform.
Amestecuri în care componentele nu pot fi detectate prin observare se numesc omogene.
Majoritatea aliajelor metalice sunt, de asemenea, amestecuri omogene. De exemplu, într-un aliaj de aur și cupru (folosit pentru a face bijuterii), nu există particule de cupru roșu și particule de aur galben.
Multe articole pentru diverse scopuri sunt realizate din materiale care sunt amestecuri omogene de substanțe.
Amestecurile omogene includ toate amestecurile de gaze, inclusiv aerul. Există multe amestecuri omogene de lichide.
Amestecuri omogene se mai numesc si solutii, chiar daca sunt solide sau gazoase.
Să dăm exemple de soluții (aer într-un balon, sare de masă + apă, mică schimbare: aluminiu + cupru sau nichel + cupru).
Amestecuri eterogene (eterogene)
Știți că creta nu se dizolvă în apă. Dacă pulberea sa este turnată într-un pahar cu apă, atunci în amestecul rezultat puteți găsi întotdeauna particule de cretă care sunt vizibile cu ochiul liber sau printr-un microscop.
Amestecuri în care componentele pot fi detectate prin observare sunt numite eterogene.
Amestecurile eterogene includ majoritatea mineralelor, solul, materialele de construcție, țesuturile vii, apă noroioasă, lapte și alte produse alimentare, unele medicamente și produse cosmetice.
Într-un amestec eterogen, proprietățile fizice ale componentelor sunt păstrate. Astfel, pilitura de fier amestecată cu cupru sau aluminiu nu își pierd capacitatea de a fi atrase de un magnet.
Unele tipuri de amestecuri eterogene au denumiri speciale: spumă (de exemplu, spumă de polistiren, spumă de săpun), suspensie (un amestec de apă cu o cantitate mică de făină), emulsie (lapte, ulei vegetal bine agitat și apă), aerosol ( fum, ceață).
Metode de separare a amestecurilor
În natură, substanțele există sub formă de amestecuri. Pentru cercetarea de laborator, producția industrială și pentru nevoile de farmacologie și medicină sunt necesare substanțe pure.
Există multe metode de separare a amestecurilor. Acestea sunt selectate luând în considerare tipul de amestec, starea de agregare și diferențele în proprietățile fizice ale componentelor.
Metode de separare a amestecurilor
Aceste metode se bazează pe diferențele dintre proprietățile fizice ale componentelor amestecului.
Să luăm în considerare modalități de a separa amestecurile eterogene și omogene.
Exemplu de amestec |
Metoda de separare |
Suspensie - un amestec de nisip de râu și apă |
Advocacy Separarea prin decantare se bazează pe diferite densități de substanțe. Nisipul mai greu se depune pe fund. De asemenea, puteți separa emulsia: separați uleiul sau uleiul vegetal de apă. În laborator acest lucru se poate face folosind o pâlnie de separare. Petrolul sau uleiul vegetal formează stratul superior, mai ușor. Ca urmare a depunerii, roua cade din ceață, funinginea se depune din fum și smântâna se depune în lapte. |
Un amestec de nisip și sare de masă în apă |
Filtrare Separarea amestecurilor eterogene prin filtrare se bazează pe diferite solubilități ale substanțelor în apă și diferite dimensiuni ale particulelor. Doar particulele de substanțe comparabile cu acestea trec prin porii filtrului, în timp ce particulele mai mari sunt reținute pe filtru. În acest fel puteți separa un amestec eterogen de sare de masă și nisip de râu. Ca filtre pot fi folosite diverse substanțe poroase: vată, cărbune, lut copt, sticlă presată și altele. Metoda de filtrare este baza muncii aparate electrocasnice, cum ar fi aspiratoarele. Este folosit de chirurgi - bandaje de tifon; foratori și lucrători ai lifturilor - măști respiratorii. Folosind o strecurătoare de ceai pentru a filtra frunzele de ceai, Ostap Bender - eroul lucrării lui Ilf și Petrov - a reușit să ia unul dintre scaunele de la Ellochka Ogresa („Doisprezece scaune”). |
Amestec de fier și pulbere de sulf |
Acțiune prin magnet sau apă Pulberea de fier era atrasă de un magnet, dar pulberea de sulf nu. Pulbere de sulf neumezibilă a plutit la suprafața apei, iar pulberea grea de fier umectabilă s-a depus pe fund. |
O soluție de sare în apă este un amestec omogen |
Evaporare sau cristalizare Apa se evaporă, lăsând cristale de sare în cana de porțelan. Când apa este evaporată din lacurile Elton și Baskunchak, se obține sare de masă. Această metodă de separare se bazează pe diferența de puncte de fierbere a solventului și a solutului. Dacă o substanță, de exemplu zahărul, se descompune atunci când este încălzită, atunci apa nu este complet evaporată - soluția este evaporată, iar apoi cristalele de zahăr sunt precipitate din soluția saturată. Uneori este necesară îndepărtarea impurităților din solvenții cu un punct de fierbere mai scăzut, cum ar fi sarea din apă. În acest caz, vaporii substanței trebuie colectați și apoi condensați la răcire. Această metodă de separare a unui amestec omogen se numește distilare sau distilare. În dispozitivele speciale - distilatoare, se obține apă distilată, care este utilizată pentru nevoile de farmacologie, laboratoare și sisteme de răcire a mașinilor. Puteți construi un astfel de distilator acasă. |
Dacă separați un amestec de alcool și apă, atunci alcoolul cu punctul de fierbere = 78 °C va fi distilat mai întâi (colectat într-o eprubetă receptoare), iar apa va rămâne în eprubetă. Distilarea este folosită pentru a produce benzină, kerosen și motorină din petrol.
O metodă specială pentru separarea componentelor, bazată pe absorbția lor diferită de către o anumită substanță, este cromatografia.
Dacă atârnă o bandă de hârtie de filtru peste un recipient cu cerneală roșie, scufundând în ea doar capătul benzii. Soluția este absorbită de hârtie și se ridică de-a lungul acesteia. Dar limita de creștere a vopselei rămâne în urmă față de limita de creștere a apei. Așa se separă două substanțe: apa și materia colorantă din cerneală.
Pentru diferite scopuri, sunt necesare substanțe cu grade diferite de purificare. Apa de gătit trebuie lăsată să stea suficient pentru a îndepărta impuritățile și clorul folosit pentru a o dezinfecta. Apa de băut trebuie mai întâi fiartă. Iar în laboratoarele chimice pentru prepararea soluțiilor și efectuarea experimentelor, în medicină este nevoie de apă distilată, purificată cât mai mult posibil din substanțele dizolvate în ea. Substanțele în special pure, cu conținutul de impurități în care nu depășește o milioneme dintr-un procent, sunt utilizate în electronice, semiconductori, tehnologie nucleară și alte industrii de precizie.
1. Completați spațiile libere din text folosind cuvintele „componente”, „diferențe”, „două”, „fizic”.
Un amestec poate fi preparat prin amestecarea a cel puțin două substanțe. Amestecurile pot fi separate în componentele lor individuale folosind metode fizice bazate pe diferențele dintre proprietățile fizice ale componentelor.
2. Completați propozițiile.
a) Metoda de decontare se bazează pe Faptul este că particulele de substanță solidă sunt destul de mari, se depun rapid pe fund, iar lichidul poate fi scurs cu grijă din sediment.
b) Metoda de centrifugare se bazează pe acțiunea forței centrifuge - particulele mai grele se depun, iar cele ușoare ajung deasupra.
c) Metoda de filtrare se bazează pe trecerea unei soluții de solid printr-un filtru unde particulele solide sunt reținute pe filtru.
3. Completați cuvântul care lipsește:
a) făină și zahăr granulat - o sită; sulf și pilitură de fier - magnet.
b) apa si ulei de floarea soarelui- pâlnie de separare; apă și nisip de râu - filtru.
c) aer și praf - respirator; aer și gaz otrăvitor - absorbant.
4. Faceți o listă echipamentul necesar pentru filtrare.
a) filtru de hârtie
b) un pahar cu o soluție
c) pâlnie de sticlă
d) sticla curata
d) tijă de sticlă
e) trepied cu picior
5. Experienta de laborator. Realizarea de filtre obișnuite și plisate din hârtie de filtru sau șervețel de hârtie.
Prin ce filtru crezi că soluția va trece mai repede - unul obișnuit sau unul pliat? De ce?
Prin pliat - zona de contact de filtrare este mai mare decât cea a unui filtru convențional.
6. Sugerați modalități de separare a amestecurilor prezentate în Tabelul 16.
Metode de separare a unor amestecuri
7. Experiență acasă. Adsorbția coloranților Pepsi-Cola de către cărbune activ.
Reactivi si echipamente: băutură carbogazoasă, cărbune activ; tigaie, pâlnie, hârtie de filtru, aragaz electric (pe gaz).
Progresul lucrărilor. Turnați o jumătate de cană (100 ml) de băutură carbogazoasă în tigaie. Adăugați acolo 5 tablete de cărbune activ. Încinge tigaia timp de 10 minute pe aragaz. Filtrați carbonul. Explicați rezultatele experimentului.
Soluția s-a decolorat din cauza absorbției coloranților de către cărbunele activ.
8. Experiență acasă. Adsorbția vaporilor mirositoare de către batoanele de porumb.
Reactivi si echipamente: batoane de porumb, parfum sau colonie; 2 borcane de sticla identice cu capac.
Progresul lucrărilor. Pune o picătură de parfum în două borcane de sticlă. Pune 4-5 batoane de porumb într-unul dintre borcane. Închideți ambele borcane cu capace. Agitați puțin borcanul care conține bețișoarele de porumb. Pentru ce?
Pentru a crește rata de adsorbție.
Deschideți ambele borcane. Explicați rezultatele experimentului.
Nu există miros în borcanul în care erau bețișoarele de porumb, deoarece a absorbit mirosul de parfum.
Substanțe pure și amestecuri. Metode de separare a amestecurilor.Pentru a stabili proprietățile unei substanțe, este necesar să o avem în forma sa pură, dar substanțele nu apar în natură în forma lor pură. Fiecare substanță conține întotdeauna o anumită cantitate de impurități. O substanță în care aproape nu există impurități se numește pură. Ei lucrează cu astfel de substanțe într-un laborator științific sau într-un laborator de chimie școlar. Rețineți că substanțele absolut pure nu există.
Amestecuri includ aproape toate substanțele naturale, produsele alimentare (cu excepția sării, zahărului și a altora), materiale de construcție, substanțe chimice de uz casnic și multe medicamente și produse cosmetice.
Substanțele naturale sunt amestecuri, uneori formate dintr-un număr foarte mare de substanțe diferite. De exemplu, apa naturală conține întotdeauna săruri și gaze dizolvate în ea. Uneori, o cantitate foarte mică de impuritate poate duce la o schimbare foarte puternică a unor proprietăți ale substanței. De exemplu, conținutul de numai sutimi de fier sau cupru din zinc accelerează interacțiunea acestuia cu acidul clorhidric de sute de ori. Când una dintre substanțe este într-o cantitate predominantă într-un amestec, întregul amestec poartă de obicei numele său.
O componentă este fiecare substanță conținută într-un amestec.
Amestecuri omogene.
Adăugați o porție mică de zahăr într-un pahar cu apă și amestecați până se dizolvă tot zahărul. Lichidul va avea un gust dulce. Astfel, zahărul nu a dispărut, ci a rămas în amestec. Dar nu îi vom vedea cristalele, chiar și atunci când examinăm o picătură de lichid printr-un microscop puternic.
Orez. 3. Amestecul omogen (soluție apoasă de zahăr)
Amestecul preparat de zahăr și apă este omogen (Fig. 3); cele mai mici particule din aceste substanțe sunt amestecate uniform în el.
Amestecuri în care componentele nu pot fi detectate cu ochiul liber se numesc omogene.
Apa amestecată cu nisip, cretă sau argilă îngheață la o temperatură de O 0 C și fierbe la 100 0 C.
Unele tipuri de amestecuri eterogene au denumiri speciale: spumă (de exemplu, spumă de polistiren, spumă de săpun), suspensie (un amestec de apă cu o cantitate mică de făină), emulsie (lapte, ulei vegetal bine agitat și apă), aerosol ( fum, ceață).
Orez. 5. Amestecuri eterogene:
a - un amestec de apă și sulf;
b - un amestec de ulei vegetal și apă;
c - un amestec de aer si apa
Sunt moduri diferite separarea amestecurilor. Alegerea metodei de separare a amestecului este influențată de proprietățile substanțelor care formează amestecul.
Să aruncăm o privire mai atentă la fiecare metodă:
Advocacy- o metodă comună de purificare a lichidelor din impuritățile mecanice insolubile în apă, sau substanțe lichide care sunt insolubile unele în altele și au densități diferite.
Sedimentarea este utilizată la prepararea apei pentru nevoi tehnologice și casnice, tratarea apelor uzate, deshidratarea și desalinizarea țițeiului și în multe procese tehnologice chimice. Este etapa importantaîn autoepurarea naturală a rezervoarelor naturale și artificiale.
Filtrare– separarea impurităților insolubile lichide de solide; Moleculele lichide trec prin porii filtrului și sunt reținute particule mari de impurități.
Imaginează-ți că în fața ta este un amestec de nisip de râu și apă. Determinați tipul de amestec. ( eterogen). Comparați proprietățile fizice ale nisipului de râu și ale apei. (Acestea sunt substanțe care sunt insolubile unele în altele și au densități diferite). Sugerați o metodă pentru separarea acestui amestec ( filtrare).
Acțiune prin magnet este o metodă de separare a amestecurilor eterogene atunci când una dintre substanțele din amestec este capabilă să fie atrasă de un magnet
Evaporare - aceasta este o metodă de separare a amestecurilor omogene, în care o substanță solidă solubilă este eliberată dintr-o soluție, apa se evaporă și rămân cristale ale substanței solide;
Distilare (în latină pentru „picurare”) – Aceasta este o metodă de separare a amestecurilor omogene, în care amestecurile lichide sunt separate în fracții care diferă în compoziție. Se realizează prin evaporarea parțială a unui lichid, urmată de condensarea aburului. Fracția distilată (distilatul) este îmbogățită cu substanțe relativ mai volatile (cu fierbere scăzută), iar lichidul nedistilat (fondul) este îmbogățit cu substanțe relativ mai puțin volatile (cu fierbere ridicată).
În laborator, distilarea se realizează folosind o instalație specială (Fig. 6). Când un amestec de lichide este încălzit, substanța cu punctul de fierbere cel mai scăzut fierbe mai întâi. Vaporii săi părăsesc vasul, se răcește, se condensează1, iar lichidul rezultat curge în receptor. Când această substanță nu se mai află în amestec, temperatura va începe să crească, iar în timp, o altă componentă lichidă va fierbe. Lichidele nevolatile rămân în vas.
Orez. 6. Instalatie de laborator pentru distilare: a - conventionala; b - simplificat
1 - un amestec de lichide cu diferite puncte de fierbere;
2 - termometru;
3 - frigider cu apa;
4 - receptor
Să vedem cum folosesc unii metode separarea amestecurilor.
Procesul de filtrare stă la baza funcționării unui aparat respirator - un dispozitiv care protejează plămânii unei persoane care lucrează într-o cameră foarte prăfuită. Respiratorul are filtre care împiedică pătrunderea prafului în plămâni (Fig. 7). Cel mai simplu aparat respirator este un bandaj format din mai multe straturi de tifon. Un aspirator are si un filtru care indeparteaza praful din aer.
Orez. 7. Lucrător într-un respirator
Concluzionați prin ce metode puteți separa un amestec de substanțe solubile și insolubile în apă.