Decanteervoorbeelden van mengsels. Onderwerp: "Methoden voor het scheiden van mengsels" (graad 8). Taken zijn moeilijker

theoretisch blok.

Het concept van "mengsel" werd gedefinieerd in de 17e eeuw. Engelse wetenschapper Robert Boyle: "Een mengsel is een integraal systeem dat bestaat uit heterogene componenten."

Vergelijkende kenmerken van een mengsel en een zuivere stof

Tekenen van vergelijking	pure substantie	Mengsel
	Constante	onvoorspelbaar
stoffen	Dezelfde	Verscheidene
Fysieke eigenschappen	permanent	Onvoorspelbaar
Energieverandering tijdens vorming	aan de hand	Zal niet gebeuren
Scheiding	Door chemische reacties	fysieke methoden

Mengsels verschillen qua uiterlijk van elkaar.

De classificatie van mengsels wordt weergegeven in de tabel:

Hier zijn voorbeelden van suspensies (rivierzand + water), emulsies (plantaardige olie + water) en oplossingen (lucht in een kolf, zout + water, kleingeld: aluminium + koper of nikkel + koper).

Methoden voor het scheiden van mengsels

In de natuur komen stoffen voor in de vorm van mengsels. Voor laboratoriumonderzoek, industriële productie, voor farmacologie en geneeskunde zijn pure stoffen nodig.

Voor het zuiveren van stoffen worden verschillende methoden voor het scheiden van mengsels gebruikt.

Verdamping - de scheiding van vaste stoffen opgelost in een vloeistof door deze om te zetten in damp.

Distillatie- destillatie, scheiding van stoffen in vloeibare mengsels volgens kookpunt, gevolgd door afkoeling van de damp.

In de natuur komt water in zijn pure vorm (zonder zouten) niet voor. Oceanisch, zee-, rivier-, bron- en bronwater zijn varianten van zoutoplossingen in water. Vaak hebben mensen echter schoon water nodig dat geen zouten bevat (gebruikt in automotoren; bij chemische productie om verschillende oplossingen en stoffen te verkrijgen; bij het maken van foto's). Dergelijk water wordt gedestilleerd genoemd en de methode om het te verkrijgen wordt destillatie genoemd.

Filtratie is het filteren van vloeistoffen (gassen) door een filter om ze te zuiveren van vaste onzuiverheden.

Deze methoden zijn gebaseerd op verschillen in de fysieke eigenschappen van de componenten van het mengsel.

Overweeg manieren om te scheiden heterogeenen homogene mengsels.

Blend voorbeeld	Scheidingsmethode:
Suspensie - een mengsel van rivierzand met water	beslechten Scheiding handhaven gebaseerd op verschillende dichtheden van stoffen. Zwaarder zand zakt naar de bodem. Je kunt de emulsie ook scheiden: om olie of plantaardige olie van water te scheiden. In het laboratorium kan dit met behulp van een scheitrechter. Olie of plantaardige olie vormt de bovenste, lichtere laag. Als gevolg van bezinking valt dauw uit de mist, wordt roet afgezet uit rook, wordt room bezinkt in melk. Scheiding van een mengsel van water en plantaardige olie door bezinking
Een mengsel van zand en keukenzout in water	Filtratie Wat is de basis voor de scheiding van heterogene mengsels met behulp van filteren Over verschillende oplosbaarheid van stoffen in water en over verschillende groottes van deeltjes. Alleen deeltjes van stoffen die daarmee overeenkomen, passeren de poriën van het filter, terwijl grotere deeltjes op het filter worden vastgehouden. Je kunt dus een heterogeen mengsel van keukenzout en rivierzand scheiden. Als filters kunnen verschillende poreuze stoffen worden gebruikt: watten, kolen, gebakken klei, persglas en andere. De filtermethode is de basis voor de werking van huishoudelijke apparaten, zoals stofzuigers. Het wordt gebruikt door chirurgen - gaasverbanden; boormachines en werknemers van liften - ademhalingsmaskers. Met behulp van een theezeefje voor het filteren van theebladeren, slaagde Ostap Bender, de held van het werk van Ilf en Petrov, erin een van de stoelen van Ellochka Ogre ("The Twelve Chairs") over te nemen. Scheiding van een mengsel van zetmeel en water door filtratie
Een mengsel van ijzerpoeder en zwavel	Actie door magneet of water IJzerpoeder werd aangetrokken door een magneet, maar zwavelpoeder niet. Het niet-bevochtigbare zwavelpoeder dreef naar het wateroppervlak, terwijl het zware bevochtigbare ijzerpoeder naar de bodem zakte. Scheiding van een mengsel van zwavel en ijzer met behulp van een magneet en water
Een oplossing van zout in water is een homogeen mengsel	Verdamping of kristallisatie Het water verdampt en zoutkristallen blijven in het porseleinen kopje. Wanneer water uit de meren Elton en Baskunchak wordt verdampt, wordt keukenzout verkregen. Deze scheidingsmethode is gebaseerd op het verschil in kookpunten van het oplosmiddel en de opgeloste stof. Als een stof, zoals suiker, ontleedt bij verhitting, dan is het water niet volledig verdampt - de oplossing wordt verdampt en vervolgens worden suikerkristallen neergeslagen uit een verzadigde oplossing. Soms is het nodig om onzuiverheden te verwijderen uit oplosmiddelen met een lager kookpunt, bijvoorbeeld water uit zout. In dit geval moeten de dampen van de stof worden opgevangen en vervolgens bij afkoeling worden gecondenseerd. Deze methode om een homogeen mengsel te scheiden heet distillatie of distillatie. In speciale apparaten - distilleerders wordt gedestilleerd water verkregen, dat wordt gebruikt voor de behoeften van farmacologie, laboratoria en autokoelsystemen. Thuis kun je zo'n distilleerder ontwerpen: Als echter een mengsel van alcohol en water wordt gescheiden, wordt alcohol als eerste afgedestilleerd (verzameld in een opvangbuis) met kookpunt = 78 °C en blijft er water in de reageerbuis. Destillatie wordt gebruikt om benzine, kerosine en gasolie uit olie te verkrijgen. Scheiding van homogene mengsels

Een speciale methode om componenten te scheiden, gebaseerd op hun verschillende absorptie door een bepaalde stof, is: chromatografie.

Met behulp van chromatografie was de Russische botanicus de eerste die chlorofyl isoleerde uit de groene delen van planten. In de industrie en laboratoria worden in plaats van filterpapier voor chromatografie zetmeel, kolen, kalksteen en aluminiumoxide gebruikt. Zijn er altijd stoffen nodig met dezelfde zuiveringsgraad?

Voor verschillende doeleinden zijn stoffen met verschillende zuiveringsgraden nodig. Kookwater is voldoende bezonken om onzuiverheden te verwijderen en chloor dat wordt gebruikt om het te desinfecteren. Drinkwater moet eerst gekookt worden. En in chemische laboratoria voor de bereiding van oplossingen en experimenten, in de geneeskunde, is gedestilleerd water nodig, zo gezuiverd mogelijk van de daarin opgeloste stoffen. Zeer zuivere stoffen, waarvan het gehalte aan onzuiverheden niet meer dan een miljoenste van een procent bedraagt, worden gebruikt in elektronica, halfgeleiders, nucleaire technologie en andere precisie-industrieën.

Methoden voor het uitdrukken van de samenstelling van mengsels.

· Massafractie van de component in het mengsel- de verhouding van de massa van de component tot de massa van het gehele mengsel. Gewoonlijk wordt de massafractie uitgedrukt in %, maar niet noodzakelijk.

ω ["omega"] = mcomponent / mengsel

· Molfractie van een component in een mengsel- de verhouding van het aantal mol (hoeveelheid stof) van de component tot het totaal aantal mol van alle stoffen in het mengsel. Als het mengsel bijvoorbeeld stoffen A, B en C bevat, dan:

χ [“chi”] component A \u003d n component A / (n (A) + n (B) + n (C))

· Molaire verhouding van componenten. Soms wordt in taken voor een mengsel de molverhouding van de componenten aangegeven. Bijvoorbeeld:

ncomponent A: ncomponent B = 2: 3

· Volumefractie van de component in het mengsel (alleen voor gassen)- de verhouding van het volume van stof A tot het totale volume van het gehele gasmengsel.

φ ["phi"] = Vcomponent / Vmengsel

Oefen blok.

Beschouw drie voorbeelden van problemen waarbij mengsels van metalen reageren met: zoutzuur zuur:

voorbeeld 1Wanneer een mengsel van koper en ijzer met een gewicht van 20 g werd blootgesteld aan een overmaat zoutzuur, kwam 5,6 liter gas (n.v.t.) vrij. Bepaal de massafracties van metalen in het mengsel.

In het eerste voorbeeld reageert koper niet met zoutzuur, dat wil zeggen dat er waterstof vrijkomt wanneer het zuur reageert met ijzer. Dus, als we het volume waterstof kennen, kunnen we onmiddellijk de hoeveelheid en de massa van ijzer vinden. En dienovereenkomstig de massafracties van stoffen in het mengsel.

Voorbeeld 1 oplossing.

n \u003d V / Vm \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol.

2. Volgens de reactievergelijking:

3. De hoeveelheid ijzer is ook 0,25 mol. Je kunt de massa vinden:
mFe = 0,25 56 = 14 g.

Antwoord: 70% ijzer, 30% koper.

Voorbeeld 2Onder inwerking van een overmaat zoutzuur op een mengsel van aluminium en ijzer met een gewicht van 11 g kwam 8,96 liter gas (n.v.t.) vrij. Bepaal de massafracties van metalen in het mengsel.

In het tweede voorbeeld is de reactie beide metaal. Hier komt bij beide reacties al waterstof vrij uit het zuur. Daarom kan hier geen directe berekening worden gebruikt. In dergelijke gevallen is het handig om op te lossen met behulp van een heel eenvoudig systeem van vergelijkingen, waarbij voor x het aantal mol van een van de metalen wordt genomen en voor y de hoeveelheid stof van de tweede.

Voorbeeld 2 oplossing.

1. Zoek de hoeveelheid waterstof:
n \u003d V / Vm \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol.

2. Laat de hoeveelheid aluminium x mol en ijzer y mol zijn. Dan kunnen we de hoeveelheid waterstof die vrijkomt uitdrukken in termen van x en y:


	2HCl = FeCl2 +

4. We kennen de totale hoeveelheid waterstof: 0,4 mol. Middelen,
1,5x + y = 0,4 (dit is de eerste vergelijking in het systeem).

5. Voor een mengsel van metalen moet je uitdrukken: massa's door hoeveelheden stoffen.
m = Mn
Dus de massa van aluminium
mAl = 27x,
massa van ijzer
mFe = 56j,
en de massa van het hele mengsel
27x + 56y = 11 (dit is de tweede vergelijking in het systeem).

6. We hebben dus een stelsel van twee vergelijkingen:

7. Het oplossen van dergelijke systemen is veel handiger door af te trekken door de eerste vergelijking met 18 te vermenigvuldigen:
27x + 18y = 7,2
en het aftrekken van de eerste vergelijking van de tweede:

8. (56 - 18)j \u003d 11 - 7.2
y \u003d 3,8 / 38 \u003d 0,1 mol (Fe)
x = 0,2 mol (Al)

mFe = n M = 0,1 56 = 5,6 g
mAl = 0,2 27 = 5,4 g
ωFe = mFe / mengsel = 5,6 / 11 = 0,50,91%),

respectievelijk,
ωAl \u003d 100% - 50,91% \u003d 49,09%

Antwoord: 50,91% ijzer, 49,09% aluminium.

Voorbeeld 316 g van een mengsel van zink, aluminium en koper werd behandeld met een overmaat zoutzuuroplossing. Hierbij kwam 5,6 liter gas (n.v.t.) vrij en 5 g van de stof loste niet op. Bepaal de massafracties van metalen in het mengsel.

In het derde voorbeeld reageren twee metalen, maar het derde metaal (koper) reageert niet. Daarom is de rest van 5 g de massa koper. De hoeveelheden van de resterende twee metalen - zink en aluminium (merk op dat hun totale massa 16 - 5 = 11 g is) kunnen worden gevonden met behulp van een systeem van vergelijkingen, zoals in voorbeeld nr. 2.

Antwoord op Voorbeeld 3: 56,25% zink, 12,5% aluminium, 31,25% koper.

Voorbeeld 4Een mengsel van ijzer, aluminium en koper werd behandeld met een overmaat koud geconcentreerd zwavelzuur. Tegelijkertijd loste een deel van het mengsel op en kwam 5,6 liter gas (n.v.t.) vrij. Het resterende mengsel werd behandeld met een overmaat natriumhydroxideoplossing. Er ontwikkelde zich 3,36 liter gas en er bleef 3 g onopgelost residu achter. Bepaal de massa en samenstelling van het aanvankelijke mengsel van metalen.

Onthoud in dit voorbeeld dat: koud geconcentreerd zwavelzuur reageert niet met ijzer en aluminium (passiveren), maar reageert met koper. Hierbij komt zwaveloxide (IV) vrij.
Met alkali reageert alleen aluminium- amfoteer metaal (naast aluminium lossen zink en tin ook op in alkaliën, en beryllium kan nog steeds worden opgelost in hete geconcentreerde alkali).

Voorbeeld 4 oplossing.

1. Alleen koper reageert met geconcentreerd zwavelzuur, het aantal mol gas:
nSO2 = V / Vm = 5,6 / 22,4 = 0,25 mol


	2H2SO4 (geconc.) = CuSO4 +

2. (vergeet niet dat dergelijke reacties moeten worden vereffend met behulp van een elektronische balans)

3. Aangezien de molverhouding van koper en zwaveldioxide 1: 1 is, is koper ook 0,25 mol. Je kunt de massa van koper vinden:
mCu \u003d n M \u003d 0,25 64 \u003d 16 g.

4. Aluminium reageert met een alkalische oplossing en er ontstaat een aluminiumhydroxocomplex en waterstof:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

Al0 − 3e = Al3+

5. Aantal mol waterstof:
nH2 = 3,36 / 22,4 = 0,15 mol,
de molaire verhouding van aluminium en waterstof is 2:3 en daarom
nAl = 0,15 / 1,5 = 0,1 mol.
Aluminium gewicht:
mAl \u003d n M \u003d 0,1 27 \u003d 2,7 g

6. De rest is ijzer, met een gewicht van 3 g. Je kunt de massa van het mengsel vinden:
mmix \u003d 16 + 2,7 + 3 \u003d 21,7 g.

7. Massafracties van metalen:

ωCu = mCu / mmmengsel = 16 / 21,7 = 0,7,73%)
ωAl = 2,7 / 21,7 = 0,1,44%)
ωFe = 13,83%

Antwoord: 73,73% koper, 12,44% aluminium, 13,83% ijzer.

Voorbeeld 521,1 g van een mengsel van zink en aluminium werd opgelost in 565 ml van een 20 gew.% salpeterzuuroplossing. % HNO3 en met een dichtheid van 1,115 g/ml. Het volume van het vrijgekomen gas, een eenvoudige stof en het enige product van de reductie van salpeterzuur, bedroeg 2,912 l (n.v.t.). Bepaal de samenstelling van de resulterende oplossing in massaprocent. (RCTU)

De tekst van dit probleem geeft duidelijk het product van stikstofreductie aan - "eenvoudige stof". Aangezien salpeterzuur geen waterstof produceert met metalen, is het stikstof. Beide metalen opgelost in zuur.
Het probleem is niet de samenstelling van het aanvankelijke mengsel van metalen, maar de samenstelling van de oplossing die na de reacties wordt verkregen. Dit maakt de taak moeilijker.

Voorbeeld 5 oplossing.

1. Bepaal de hoeveelheid gasstof:
nN2 = V / Vm = 2,912 / 22,4 = 0,13 mol.

2. Bepaal de massa van de salpeterzuuroplossing, de massa en hoeveelheid van de opgeloste HNO3-stof:

moplossing \u003d ρ V \u003d 1.115 565 \u003d 630.3 g
mHNO3 = ω moplossing = 0,2 630,3 = 126,06 g
nHNO3 = m / M = 126,06 / 63 = 2 mol

Houd er rekening mee dat aangezien de metalen volledig zijn opgelost, dit betekent - net genoeg zuur(deze metalen reageren niet met water). Dienovereenkomstig zal het nodig zijn om te controleren of Is er te veel zuur?, en hoeveel ervan overblijft na de reactie in de resulterende oplossing.

3. Stel reactievergelijkingen op ( vergeet de elektronische balans niet) en voor het gemak van berekeningen nemen we voor 5x - de hoeveelheid zink, en voor 10y - de hoeveelheid aluminium. Dan, in overeenstemming met de coëfficiënten in de vergelijkingen, zal stikstof in de eerste reactie x mol zijn, en in de tweede - 3y mol:


	12HNO3 = 5Zn(NO3)2 +

Zn0 − 2e = Zn2+


	36HNO3 = 10Al(NO3)3 +

Al0 − 3e = Al3+

5. Gegeven dat de massa van het mengsel van metalen 21,1 g is, hun molmassa's 65 g/mol voor zink en 27 g/mol voor aluminium, verkrijgen we het volgende systeem van vergelijkingen:

6. Het is handig om dit stelsel op te lossen door de eerste vergelijking met 90 te vermenigvuldigen en de eerste vergelijking van de tweede af te trekken.

7. x \u003d 0,04, wat nZn \u003d 0,04 5 \u003d 0,2 mol betekent
y \u003d 0,03, wat betekent dat nAl \u003d 0,03 10 \u003d 0,3 mol

8. Controleer de massa van het mengsel:
0,2 65 + 0,3 27 \u003d 21,1 g.

9. Laten we nu verder gaan met de samenstelling van de oplossing. Het is handig om de reacties opnieuw te schrijven en over de reacties de hoeveelheden te schrijven van alle gereageerde en gevormde stoffen (behalve water):

10. De volgende vraag is: is er salpeterzuur in de oplossing achtergebleven en hoeveel is er nog over?
Volgens de reactievergelijkingen, de hoeveelheid zuur die reageerde:
nHNO3 = 0,48 + 1,08 = 1,56 mol,
d.w.z. het zuur was in overmaat en u kunt de rest in de oplossing berekenen:
nHNO3res. \u003d 2 - 1,56 \u003d 0,44 mol.

11. Dus, in Uiteindelijke oplossing bevat:

zinknitraat in de hoeveelheid van 0,2 mol:
mZn(NO3)2 = n M = 0,2 189 = 37,8 g
aluminiumnitraat in de hoeveelheid van 0,3 mol:
mAl(NO3)3 = n M = 0,3 213 = 63,9 g
een overmaat salpeterzuur in een hoeveelheid van 0,44 mol:
mHNO3res. = n M = 0,44 63 = 27,72 g

12. Wat is de massa van de uiteindelijke oplossing?
Bedenk dat de massa van de uiteindelijke oplossing bestaat uit die componenten die we hebben gemengd (oplossingen en stoffen) minus de reactieproducten die de oplossing hebben verlaten (precipitaten en gassen):

13.
Dan voor onze taak:

14. nieuw oplossing \u003d massa van zure oplossing + massa van metaallegering - massa van stikstof
mN2 = n M = 28 (0,03 + 0,09) = 3,36 g
nieuwe oplossing \u003d 630.3 + 21.1 - 3.36 \u003d 648.04 g

ωZn(NO3)2 \u003d mv-va / mr-ra \u003d 37,8 / 648,04 \u003d 0,0583
ωAl(NO3)3 \u003d mv-va / mr-ra \u003d 63.9 / 648.04 \u003d 0.0986
ωHNO3res. \u003d mv-va / mr-ra \u003d 27,72 / 648,04 \u003d 0,0428

Antwoord: 5,83% zinknitraat, 9,86% aluminiumnitraat, 4,28% salpeterzuur.

Voorbeeld 6Bij verwerking van 17,4 g van een mengsel van koper, ijzer en aluminium met een overmaat geconcentreerd salpeterzuur kwam 4,48 liter gas (na) vrij en bij blootstelling aan dezelfde massa overmaat zoutzuur 8,96 l gas (na).u.). Bepaal de samenstelling van het oorspronkelijke mengsel. (RCTU)

Bij het oplossen van dit probleem moeten we allereerst bedenken dat geconcentreerd salpeterzuur met een inactief metaal (koper) NO2 geeft, terwijl ijzer en aluminium er niet mee reageren. Zoutzuur daarentegen reageert niet met koper.

Antwoord bijvoorbeeld 6: 36,8% koper, 32,2% ijzer, 31% aluminium.

Taken voor onafhankelijke oplossing.

1. Simpele problemen met twee mengselcomponenten.

1-1. Een mengsel van koper en aluminium met een gewicht van 20 g werd behandeld met een 96% oplossing van salpeterzuur, waarbij 8,96 liter gas (n.v.t.) vrijkwam. Bepaal de massafractie van aluminium in het mengsel.

1-2. Een mengsel van koper en zink met een gewicht van 10 g werd behandeld met een geconcentreerde alkalische oplossing. Hierbij kwam 2,24 liter gas (n.j.) vrij. Bereken de massafractie van zink in het oorspronkelijke mengsel.

1-3. Een mengsel van magnesium en magnesiumoxide met een gewicht van 6,4 g werd behandeld met een voldoende hoeveelheid verdund zwavelzuur. Tegelijkertijd kwam er 2,24 liter gas (n.v.t.) vrij. Zoek de massafractie van magnesium in het mengsel.

1-4. Een mengsel van zink en zinkoxide met een gewicht van 3,08 g werd opgelost in verdund zwavelzuur. Er werd zinksulfaat verkregen met een gewicht van 6,44 g Bereken de massafractie zink in het aanvankelijke mengsel.

1-5. Onder inwerking van een mengsel van ijzer- en zinkpoeders met een gewicht van 9,3 g op een overmaat koper(II)chloride-oplossing werd 9,6 g koper gevormd. Bepaal de samenstelling van het oorspronkelijke mengsel.

1-6. Welke massa van een 20% zoutzuuroplossing is nodig om 20 g van een mengsel van zink met zinkoxide volledig op te lossen, als waterstof vrijkomt in een hoeveelheid van 4,48 liter (n.v.t.)?

1-7. Bij oplossing in verdund salpeterzuur komt bij 3,04 g van een mengsel van ijzer en koper stikstofmonoxide (II) vrij met een volume van 0,896 l (n.v.t.). Bepaal de samenstelling van het oorspronkelijke mengsel.

1-8. Bij het oplossen van 1,11 g van een mengsel van ijzer- en aluminiumvijlsel in een 16% zoutzuuroplossing (ρ = 1,09 g/ml) kwam 0,672 liter waterstof (n.v.t.) vrij. Zoek de massafracties van metalen in het mengsel en bepaal het verbruikte volume zoutzuur.

2. Taken zijn complexer.

2-1. Een mengsel van calcium en aluminium met een gewicht van 18,8 g werd gecalcineerd zonder toegang tot lucht met een overmaat grafietpoeder. Het reactieproduct werd behandeld met verdund zoutzuur en er kwam 11,2 liter gas (n.v.t.) vrij. Bepaal de massafracties van metalen in het mengsel.

2-2. Om 1,26 g van een legering van magnesium met aluminium op te lossen, werd 35 ml van een 19,6% zwavelzuuroplossing (ρ = 1,1 g/ml) gebruikt. De overmaat zuur reageerde met 28,6 ml van een 1,4 mol/Lg. Bepaal de massafracties van metalen in de legering en het gasvolume (n.v.t.) dat vrijkomt bij het oplossen van de legering.

Wat is het verschil tussen zuivere stoffen en mengsels van stoffen?

Een individuele zuivere stof heeft een bepaalde reeks karakteristieke eigenschappen (constante fysieke eigenschappen). Alleen zuiver gedestilleerd water heeft tmelt = 0 °С, tboil = 100 °С, en heeft geen smaak. Zeewater bevriest bij een lagere temperatuur en kookt bij een hogere temperatuur, de smaak is bitterzout. Het water van de Zwarte Zee bevriest bij een lagere temperatuur en kookt bij een hogere temperatuur dan het water van de Oostzee. Waarom? Feit is dat zeewater andere stoffen bevat, bijvoorbeeld opgeloste zouten, d.w.z. het is een mengsel van verschillende stoffen waarvan de samenstelling over een groot bereik varieert, maar de eigenschappen van het mengsel zijn niet constant. Het concept van "mengsel" werd gedefinieerd in de 17e eeuw. Engelse wetenschapper Robert Boyle: "Een mengsel is een integraal systeem dat bestaat uit heterogene componenten."

Vergelijkende kenmerken van een mengsel en een zuivere stof

Mengsels verschillen qua uiterlijk van elkaar.

De classificatie van mengsels wordt weergegeven in de tabel:

Hier zijn voorbeelden van suspensies (rivierzand + water), emulsies (plantaardige olie + water) en oplossingen (lucht in een kolf, zout + water, kleingeld: aluminium + koper of nikkel + koper).

In suspensies zijn vaste deeltjes zichtbaar, in emulsies - vloeistofdruppels, dergelijke mengsels worden heterogeen (heterogeen) genoemd en in oplossingen zijn de componenten niet te onderscheiden, het zijn homogene (homogene) mengsels.

Methoden voor het scheiden van mengsels

In de natuur komen stoffen voor in de vorm van mengsels. Voor laboratoriumonderzoek, industriële productie, voor farmacologie en geneeskunde zijn pure stoffen nodig.

Voor het zuiveren van stoffen worden verschillende methoden voor het scheiden van mengsels gebruikt.

Deze methoden zijn gebaseerd op verschillen in de fysieke eigenschappen van de componenten van het mengsel.

Overweeg manieren om te scheiden heterogene en homogene mengsels .

Blend voorbeeld	Scheidingsmethode:
Suspensie - een mengsel van rivierzand met water	beslechten Scheiding door bezinking is gebaseerd op verschillende dichtheden van stoffen. Zwaarder zand zakt naar de bodem. Je kunt de emulsie ook scheiden: om olie of plantaardige olie van water te scheiden. In het laboratorium kan dit met behulp van een scheitrechter. Aardolie of plantaardige olie vormt een bovenste, lichtere laag.Als gevolg van bezinking valt dauw uit de mist, wordt roet afgezet uit rook, wordt room bezinkt in melk. Scheiding van een mengsel van water en plantaardige olie door bezinking
Een mengsel van zand en keukenzout in water	Filtratie Wat is de basis voor de scheiding van heterogene mengsels door filtratie, over de verschillende oplosbaarheid van stoffen in water en over verschillende deeltjesgroottes. Aan de overkant de poriën van het filter laten alleen evenredige stofdeeltjes door, terwijl grotere deeltjes op het filter worden vastgehouden. Zo kun je een heterogeen mengsel van keukenzout en rivierzand scheiden.Als filters kunnen verschillende poreuze stoffen worden gebruikt: watten, kolen, gebakken klei, persglas en andere. De filtermethode is de basis voor de werking van huishoudelijke apparaten, zoals stofzuigers. Het wordt gebruikt door chirurgen - gaasverbanden; boormachines en werknemers van liften - ademhalingsmaskers. Met behulp van een theezeefje voor het filteren van theebladeren, slaagde Ostap Bender, de held van het werk van Ilf en Petrov, erin een van de stoelen van Ellochka Ogre ("The Twelve Chairs") over te nemen. Scheiding van een mengsel van zetmeel en water door filtratie
Een mengsel van ijzerpoeder en zwavel	Actie door magneet of water IJzerpoeder werd aangetrokken door een magneet, maar zwavelpoeder niet.. Het niet-bevochtigbare zwavelpoeder dreef naar het wateroppervlak, terwijl het zware bevochtigbare ijzerpoeder naar de bodem zakte.. Scheiding van een mengsel van zwavel en ijzer met behulp van een magneet en water
Een oplossing van zout in water is een homogeen mengsel	Verdamping of kristallisatie Het water verdampt en zoutkristallen blijven in het porseleinen kopje. Wanneer water uit de meren Elton en Baskunchak wordt verdampt, wordt keukenzout verkregen. Deze scheidingsmethode is gebaseerd op het verschil in kookpunten van het oplosmiddel en de opgeloste stof.Als een stof, zoals suiker, ontleedt bij verhitting, dan is het water niet volledig verdampt - de oplossing wordt verdampt en vervolgens worden suikerkristallen neergeslagen uit een verzadigde oplossing Soms is het nodig om onzuiverheden te verwijderen uit oplosmiddelen met een lagere kooktemperatuur, zoals water uit zout. In dit geval moeten de dampen van de stof worden opgevangen en vervolgens bij afkoeling worden gecondenseerd. Deze methode om een homogeen mengsel te scheiden wordt destillatie of distillatie genoemd. In speciale apparaten - distilleerders wordt gedestilleerd water verkregen, dat wordt gebruikt voor de behoeften van farmacologie, laboratoria en autokoelsystemen. Thuis kun je zo'n distilleerder ontwerpen: Als er echter een mengsel van alcohol en water wordt gescheiden, dan is de eerste die wordt afgedestilleerd (verzameld in een opvangbuis) alcohol met tbp = 78 ° C, en er blijft water in de reageerbuis. Destillatie wordt gebruikt om benzine, kerosine en gasolie uit olie te verkrijgen. Scheiding van homogene mengsels

Een speciale methode om componenten te scheiden, gebaseerd op hun verschillende absorptie door een bepaalde stof, is: chromatografie.

Thuis kun je het volgende experiment doen. Hang een strook filtreerpapier over de fles rode inkt en dompel alleen het uiteinde van de strook erin. De oplossing wordt door het papier geabsorbeerd en stijgt erlangs. Maar de grens van de opkomst van de verf blijft achter bij de grens van de opkomst van het water. Zo ontstaat de scheiding van twee stoffen: water en de kleurstof in de inkt.

Met behulp van chromatografie was de Russische botanicus M. S. Tsvet de eerste die chlorofyl isoleerde uit de groene delen van planten. In de industrie en laboratoria worden in plaats van filterpapier voor chromatografie zetmeel, kolen, kalksteen en aluminiumoxide gebruikt. Zijn er altijd stoffen nodig met dezelfde zuiveringsgraad?

Voor verschillende doeleinden zijn stoffen met verschillende zuiveringsgraden nodig. Kookwater is voldoende bezonken om onzuiverheden te verwijderen en chloor dat wordt gebruikt om het te desinfecteren. Drinkwater moet eerst gekookt worden. En in chemische laboratoria voor de bereiding van oplossingen en experimenten, in de geneeskunde, is gedestilleerd water nodig, zo gezuiverd mogelijk van de daarin opgeloste stoffen. Zeer zuivere stoffen, waarvan het gehalte aan onzuiverheden niet hoger is dan een miljoenste van een procent, worden gebruikt in de elektronica, halfgeleiders, nucleaire technologie en andere precisie-industrieën.

Lees het gedicht "Gedistilleerd water" van L. Martynov:

Water
favoriet
giet!
Ze
scheen
Zo puur
Wat te drinken?
Niet wassen.
En het was geen ongeluk.
Ze miste
wilgen, tala
En de bitterheid van bloeiende wijnstokken,
Ze miste zeewier
En visvet van libellen.
Ze miste het golvend zijn
Ze miste overal stromen.
Ze had niet genoeg leven.
Schoon -
Gedistilleerd water!

MET mengsel scheidingsmethoden: (zowel heterogeen als homogeen) zijn gebaseerd op het feit dat de stoffen waaruit het mengsel bestaat hun individuele eigenschappen behouden. Heterogene mengsels kunnen verschillen in samenstelling en fasetoestand, bijvoorbeeld: gas + vloeistof; vast + vloeibaar; twee niet-mengbare vloeistoffen, enz. De belangrijkste methoden voor het scheiden van mengsels worden weergegeven in het onderstaande diagram. Laten we elke methode afzonderlijk bekijken.
Scheiding van heterogene mengsels
Voor scheiding van heterogene mengsels, die vast-vloeistof- of vast-gassystemen zijn, zijn er drie hoofdmanieren:

filtratie,
bezinken (decanteren,
magnetische scheiding

FILTRATIE
een methode gebaseerd op de verschillende oplosbaarheid van stoffen en verschillende deeltjesgroottes van de mengselcomponenten. Filtratie scheidt een vaste stof van een vloeistof of gas.

Om vloeistoffen te filteren, kan filterpapier worden gebruikt, dat meestal in vieren wordt gevouwen en in een glazen trechter wordt gestoken. De trechter wordt in een beker geplaatst waarin: filtraat is de vloeistof die door het filter is gegaan.
De poriegrootte in het filterpapier is zodanig dat watermoleculen en opgeloste stoffen ongehinderd door kunnen sijpelen. Deeltjes groter dan 0,01 mm worden op het filter vastgehouden en nietgaan er doorheen en vormen zo een sedimentlaag.
Herinneren! Met behulp van filtratie is het onmogelijk om echte oplossingen van stoffen te scheiden, dat wil zeggen oplossingen waarin oplossing plaatsvond op het niveau van moleculen of ionen.
Naast filterpapier gebruiken chemische laboratoria speciale filters met:

verschillende poriegroottes.
Filtratie van gasmengsels verschilt niet fundamenteel van filtratie van vloeistoffen. Het enige verschil is dat bij het filteren van gassen uit fijnstof (SPM), filters van speciale ontwerpen (papier, kolen) en pompen worden gebruikt om het gasmengsel door het filter te persen, bijvoorbeeld luchtfiltratie in een auto-interieur of een afzuigkap boven een kachel.
Filteren kan worden verdeeld:

granen en water
krijt en water
zand en water enz.
stof en lucht (diverse ontwerpen stofzuigers)

REGELING
De methode is gebaseerd op verschillende bezinkingssnelheden van vaste deeltjes met verschillende gewichten (dichtheden) in een vloeibaar of luchtmedium. De methode wordt gebruikt om twee of meer vaste onoplosbare stoffen in water (of ander oplosmiddel) te scheiden. Een mengsel van onoplosbare stoffen wordt in water geplaatst, grondig gemengd. Na verloop van tijd bezinken stoffen met een dichtheid groter dan één naar de bodem van het vat, en stoffen met een dichtheid kleiner dan één drijven. Als er meerdere stoffen met verschillende zwaartekracht in het mengsel zitten, zullen zwaardere stoffen in de onderste laag bezinken, en dan lichtere. Deze lagen kunnen ook worden gescheiden. Voorheen werden op deze manier goudkorrels geïsoleerd uit verpletterd goudhoudend gesteente. Goudhoudend zand werd op een hellende stortkoker geplaatst, waardoor een stroom water werd gelanceerd. De stroom water pakte het afvalgesteente op en voerde het mee, en zware goudkorrels zakten neer op de bodem van de goot. Bij gasmengsels is er ook de afzetting van vaste deeltjes op harde oppervlakken, zoals stofafzetting op meubels of plantenbladeren.
Met deze methode kunnen ook niet-mengbare vloeistoffen worden gescheiden. Gebruik hiervoor een scheitrechter.
Om bijvoorbeeld benzine en water te scheiden, wordt het mengsel in een scheitrechter geplaatst, wachtend op het moment dat een duidelijke fasegrens verschijnt. Open vervolgens voorzichtig de kraan en het water stroomt in het glas.
Mengsels kunnen worden gescheiden door bezinken:

rivierzand en klei
zwaar kristallijn neerslag uit oplossing;
olie en water
plantaardige olie en water, enz.

MAGNETISCHE SCHEIDING
De methode is gebaseerd op verschillende magnetische eigenschappen van de vaste componenten van het mengsel. Deze methode wordt gebruikt in aanwezigheid van ferromagnetische stoffen in het mengsel, dat wil zeggen stoffen met magnetische eigenschappen, zoals ijzer.
Alle stoffen, met betrekking tot het magnetische veld, kunnen voorwaardelijk worden onderverdeeld in drie grote groepen:

feromagnetische: aangetrokken door magneet - Fe, Co, Ni, Gd, Dy
paramagneten: zwak aangetrokken-Al, Cr, Ti, V, W, Mo
diamanten: afgestoten door magneet - Cu, Ag, Au, Bi, Sn, messing

Magnetische scheiding kan scheiden B:

zwavel en ijzerpoeder
roet en ijzer, enz.

Scheiding van homogene mengsels
Voor scheiding van vloeibare homogene mengsels (echte oplossingen) gebruik de volgende methoden:

verdamping (kristallisatie),
distillatie (distillatie),
chromatografie.

VERDAMPING. KRISTALLISATIE.
De methode is gebaseerd op verschillende kookpunten van oplosmiddel en opgeloste stof. Gebruikt om oplosbare vaste stoffen uit oplossingen te isoleren. Verdamping wordt meestal als volgt uitgevoerd: de oplossing wordt in een porseleinen beker gegoten en verwarmd terwijl de oplossing constant wordt geroerd. Het water verdampt geleidelijk en er blijft een vaste stof achter op de bodem van de beker.
DEFINITIE
Kristallisatie- faseovergang van een stof van een gasvormige (dampvormige), vloeibare of vaste amorfe toestand naar een kristallijne toestand.
In dit geval kan de verdampte stof (water of oplosmiddel) worden opgevangen door condensatie op een kouder oppervlak. Als je bijvoorbeeld een koud glasplaatje over een verdampingsschaal legt, ontstaan er waterdruppels op het oppervlak. De distillatiemethode is gebaseerd op hetzelfde principe.
DISTILLATIE. DISTILLATIE.
Als een stof, zoals suiker, ontleedt bij verhitting, dan is het water niet volledig verdampt - de oplossing wordt verdampt en vervolgens worden suikerkristallen neergeslagen uit een verzadigde oplossing. Soms is het nodig om oplosmiddelen te zuiveren van onzuiverheden, bijvoorbeeld water uit zout. In dit geval moet het oplosmiddel worden verdampt en vervolgens moeten de dampen worden verzameld en bij koeling worden gecondenseerd. Deze methode om een homogeen mengsel te scheiden heet distillatie, of distillatie.

In de natuur komt water in zijn pure vorm (zonder zouten) niet voor. Oceanisch, zee-, rivier-, bron- en bronwater zijn varianten van zoutoplossingen in water. Vaak hebben mensen echter schoon water nodig dat geen zouten bevat (gebruikt in automotoren; bij chemische productie om verschillende oplossingen en stoffen te verkrijgen; bij het maken van foto's). Dit water heet gedistilleerd het wordt in het laboratorium gebruikt voor chemische experimenten.
Destillatie kan worden onderverdeeld:

water en alcohol
olie (voor diverse fracties)
aceton en water, enz.

CHROMATOGRAFIE
Methode voor het scheiden en analyseren van mengsels van stoffen. Gebaseerd op verschillende distributiesnelheden van de teststof tussen twee fasen - stationair en mobiel (eluens). De stationaire fase is in de regel een sorptiemiddel (fijn poeder, zoals aluminiumoxide of zinkoxide of filterpapier) met een ontwikkeld oppervlak en de mobiele fase is een gas- of vloeistofstroom. De stroom van de mobiele fase wordt gefilterd door het sorptiebed of beweegt langs het sorptiebed, bijvoorbeeld op het oppervlak van filtreerpapier.

U kunt zelf een chromatogram halen en de essentie van de methode in de praktijk zien. Het is noodzakelijk om verschillende inkten te mengen en een druppel van het resulterende mengsel op filtreerpapier aan te brengen. Dan, precies in het midden van de gekleurde vlek, beginnen we druppel voor druppel schoon water te gieten. Elke druppel mag pas worden aangebracht nadat de vorige is opgenomen. Water speelt de rol van een eluent dat de teststof over het sorptiemiddel - poreus papier - transporteert. De stoffen waaruit het mengsel bestaat, worden op verschillende manieren door papier vastgehouden: sommige worden er goed door vastgehouden, andere worden langzamer opgenomen en blijven zich enige tijd met water verspreiden. Binnenkort begint een echt kleurrijk chromatogram zich over een vel papier te verspreiden: een vlek van dezelfde kleur in het midden, omringd door veelkleurige concentrische ringen.
Dunnelaagchromatografie is vooral wijdverbreid in organische analyse geworden. Het voordeel van dunnelaagchromatografie is dat het mogelijk is om de eenvoudigste en meest gevoelige detectiemethode te gebruiken - visuele controle. Vlekken die onzichtbaar zijn voor het oog kunnen worden ontwikkeld met behulp van verschillende reagentia, evenals met behulp van ultraviolet licht of autoradiografie.
Bij de analyse van organische en anorganische stoffen wordt papierchromatografie gebruikt. Er zijn talloze methoden ontwikkeld voor de scheiding van complexe mengsels van ionen, zoals mengsels van zeldzame aardelementen, splijtingsproducten van uranium, elementen van de platinagroep
MENGSELSCHEIDINGSMETHODEN GEBRUIKT IN DE INDUSTRIE.
Methoden voor het scheiden van mengsels die in de industrie worden gebruikt, verschillen weinig van de hierboven beschreven laboratoriummethoden.
Rectificatie (destillatie) wordt meestal gebruikt om olie te scheiden. Dit proces wordt in meer detail beschreven in het onderwerp. "Olieraffinage".
De meest voorkomende methoden van zuivering en scheiding van stoffen in de industrie zijn bezinken, filtratie, sorptie en extractie. Filtratie- en bezinkmethoden worden op dezelfde manier uitgevoerd als de laboratoriummethode, met het verschil dat bezinktanks en grootvolumefilters worden gebruikt. Meestal worden deze methoden gebruikt voor de behandeling van afvalwater. Laten we daarom de methoden eens nader bekijken extractie en sorptie.
De term "extractie" kan worden toegepast op verschillende fase-evenwichten (vloeistof-vloeistof, gas-vloeistof, vloeistof-vaste stof, enz.), maar wordt vaker toegepast op vloeistof-vloeistofsystemen, dus de volgende definitie kan vaak worden gevonden:
DEFINITIE
extractie i - een methode voor het scheiden, zuiveren en isoleren van stoffen, gebaseerd op het proces van distributie van een stof tussen twee niet-mengbare oplosmiddelen.
Een van de niet-mengbare oplosmiddelen is meestal water, de andere is een organisch oplosmiddel, maar dit is niet vereist. De extractiemethode is veelzijdig; het is geschikt om bijna alle elementen in verschillende concentraties te isoleren. Door extractie kunt u complexe mengsels van meerdere componenten vaak efficiënter en sneller scheiden dan met andere methoden. Het uitvoeren van een extractiescheiding of scheiding vereist geen complexe en dure apparatuur. Het proces kan worden geautomatiseerd, indien nodig kan het op afstand worden bestuurd.
DEFINITIE
sorptie- een methode voor het isoleren en zuiveren van stoffen op basis van de opname door een vast lichaam (adsorptie) of vloeistof-sorbens (absorptie) van verschillende stoffen (sorbaten) uit gas- of vloeistofmengsels.
Meestal worden in de industrie absorptiemethoden gebruikt om gas-luchtemissies te verwijderen van stofdeeltjes of rook, evenals van giftige gasvormige stoffen. Bij absorptie van gasvormige stoffen kan een chemische reactie optreden tussen het sorptiemiddel en de opgeloste stof. Bijvoorbeeld bij het absorberen van gasvormige ammoniakNH3een oplossing van salpeterzuur HNO 3 vormt ammoniumnitraat NH 4 NO 3(ammoniumnitraat), dat kan worden gebruikt als een zeer effectieve stikstofmeststof.

Weet u welke methoden er zijn om mengsels te scheiden? Haast je niet naar een negatief antwoord. Veel daarvan pas je toe in je dagelijkse bezigheden.

Zuivere substantie: wat is het?

Atomen, moleculen, stoffen en mengsels zijn de chemische basisconcepten. Waar staan ze voor? In de tabel van D. I. Mendelejev staan 118 chemische elementen. Dit zijn verschillende soorten elementaire deeltjes - atomen. Ze verschillen in massa.

Atomen combineren met elkaar om moleculen of stoffen te vormen. De laatste vormen, wanneer ze met elkaar worden gecombineerd, mengsels. Zuivere stoffen hebben een constante samenstelling en eigenschappen. Dit zijn homogene structuren. Maar ze kunnen door chemische reacties in componenten worden gescheiden.

Wetenschappers zeggen dat pure stoffen in de natuur praktisch niet bestaan. Elk van hen bevat een kleine hoeveelheid onzuiverheden. Dit komt omdat de meeste stoffen verschillen in activiteit. Zelfs metalen die in water zijn ondergedompeld, lossen erin op op ionenniveau.

De samenstelling van zuivere stoffen is altijd constant. Het is gewoon onmogelijk om het te veranderen. Dus als de hoeveelheid koolstof of zuurstof in een koolstofdioxidemolecuul wordt verhoogd, wordt het een heel andere stof. En in het mengsel kunt u het aantal componenten verhogen of verlagen. Hierdoor verandert de samenstelling, maar niet het bestaan.

Wat is een mengsel?

Een combinatie van meerdere stoffen wordt een mengsel genoemd. Ze kunnen van twee soorten zijn. Als de afzonderlijke componenten in het mengsel niet van elkaar te onderscheiden zijn, wordt het homogeen of homogeen genoemd. Er is een andere naam die het meest wordt gebruikt in het dagelijks leven - een oplossing. De componenten van een dergelijk mengsel kunnen niet worden gescheiden door fysische methoden. Uit een zoutoplossing zal het bijvoorbeeld niet mogelijk zijn om de kristallen die erin zijn opgelost mechanisch te extraheren. In de natuur zijn er niet alleen vloeibare oplossingen. Dus lucht is een gasvormig homogeen mengsel en een legering van metalen is een vaste stof.

In heterogene of heterogene mengsels zijn individuele deeltjes zichtbaar voor het blote oog. Ze verschillen van elkaar in samenstelling en eigenschappen. Dit betekent dat ze puur mechanisch van elkaar kunnen worden gescheiden. Assepoester voldeed perfect aan deze taak, die de slechte stiefmoeder dwong om de bonen van de erwten te scheiden.

Chemie: manieren om mengsels te scheiden

Een groot aantal mengsels zijn te vinden in het dagelijks leven en de natuur. Hoe kies je de juiste manier om ze te scheiden? Het moet noodzakelijkerwijs gebaseerd zijn op de fysieke eigenschappen van de afzonderlijke componenten. Als stoffen verschillende kookpunten hebben, zal verdamping gevolgd door kristallisatie, evenals destillatie, effectief zijn. Dergelijke methoden worden gebruikt om homogene oplossingen te scheiden. Om heterogene mengsels te scheiden, wordt het verschil in andere eigenschappen van hun bestanddelen gebruikt: dichtheid, bevochtigbaarheid, oplosbaarheid, grootte, magnetisme, enz.

Fysische methoden voor het scheiden van mengsels

Wanneer de componenten van het mengsel worden gescheiden, verandert de samenstelling van de stoffen zelf niet. Daarom is het onmogelijk om methoden voor het scheiden van mengsels een chemisch proces te noemen. Door het bezinken, filteren en aanbrengen van een magneet is het dus mogelijk om de afzonderlijke componenten mechanisch te scheiden. In het laboratorium worden verschillende apparaten gebruikt: scheitrechter, filtreerpapier, magneetstrips. Dit zijn methoden om heterogene mengsels te scheiden.

screening

Deze methode is misschien wel de eenvoudigste. Elke huisvrouw kent hem. Het is gebaseerd op het verschil in de grootte van de vaste componenten van het mengsel. Zeven wordt in het dagelijks leven gebruikt om meel te scheiden van onzuiverheden, insectenlarven en verschillende verontreinigingen. In de landbouwproductie worden graankorrels dus ontdaan van vreemd afval. Bouwvakkers zeven een mengsel van zand en grind.

beslechten

Deze methode van scheiding van mengsels wordt gebruikt voor componenten met verschillende dichtheden. Als het zand in het water komt, moet de resulterende oplossing goed worden gemengd en een tijdje worden bewaard. Hetzelfde kan gedaan worden met een mengsel van water en plantaardige olie of olie. Het zand zakt naar de bodem. Maar de olie daarentegen zal van bovenaf worden verzameld. Deze methode wordt waargenomen in het dagelijks leven en de natuur. Roet bezinkt bijvoorbeeld uit rook en scheidt dauwdruppels van mist. En als je zelfgemaakte melk voor de nacht achterlaat, kun je 's ochtends de room verzamelen.

Filtratie

Drinkers van gezette thee gebruiken deze methode dagelijks. We hebben het over filtratie - een methode om mengsels te scheiden op basis van de verschillende oplosbaarheid van de componenten. Stel je voor dat ijzervijlsel en zout in het water kwamen. Grote onoplosbare deeltjes blijven op het filter achter. En het opgeloste zout zal er doorheen gaan. Het principe van deze methode ligt ten grondslag aan het werk van stofzuigers, de werking van ademhalingsmaskers en gaasverbanden.

Magneet actie

Stel een methode voor om mengsels van zwavel- en ijzerpoeders te scheiden. Dit is natuurlijk de werking van een magneet. Zijn alle metalen hiertoe in staat? Helemaal niet. Naar mate van gevoeligheid worden drie groepen stoffen onderscheiden. Goud, koper en zink hechten bijvoorbeeld niet aan een magneet. Ze behoren tot de groep van diamagneten. Magnesium, platina en aluminium verschillen in zwakke waarneming. Maar als de samenstelling van het mengsel ferromagneten bevat, is deze methode het meest effectief. Deze omvatten bijvoorbeeld ijzer, kobalt, nikkel, terbium, holmium, thulium.

Verdamping

Welke methode van scheiding van mengsels is geschikt voor een waterige homogene oplossing? Dit is verdamping. Als je alleen zout water hebt, maar schoon water nodig hebt, raak dan niet meteen van streek. Je moet het mengsel opwarmen tot het kookpunt. Hierdoor zal het water verdampen. En op de bodem van de schaal zullen kristallen van de opgeloste stof zichtbaar zijn. Om water te verzamelen, moet het worden gecondenseerd - overgebracht van een gasvormige naar een vloeibare toestand. Om dit te doen, worden de dampen afgekoeld, raken ze het oppervlak met een lagere temperatuur aan en stromen ze in de voorbereide container.

Kristallisatie

In de wetenschap wordt deze term in bredere zin beschouwd. Het is niet zomaar een methode om zuivere stoffen te verkrijgen. Van nature zijn ijsbergen, mineralen, botten en tandglazuur kristallen.

Hun groei vindt plaats onder dezelfde omstandigheden. Kristallen worden gevormd als gevolg van koelvloeistoffen of oververzadiging van stoom en in de toekomst zou de temperatuur niet meer moeten veranderen. Zo worden eerst enkele beperkende voorwaarden bereikt. Als resultaat verschijnt er een kristallisatiecentrum waarrond atomen van een vloeistof, smelt, gas of glas zich verzamelen.

Distillatie

Je hebt vast wel eens gehoord van het water, dat gedestilleerd wordt genoemd. Deze gezuiverde vloeistof is nodig voor de vervaardiging van medicijnen, laboratoriumonderzoek en koelsystemen. En ze krijgen het in speciale apparaten. Ze worden distilleerders genoemd.

Destillatie is een methode om mengsels van stoffen met verschillende kookpunten te scheiden. Vertaald uit het Latijn betekent de term "drainerende druppels". Met deze methode kunnen bijvoorbeeld alcohol en water uit een oplossing worden gescheiden. De eerste stof begint te koken bij een temperatuur van +78 o C. Alcoholdampen zullen vervolgens condenseren. Het water blijft in vloeibare vorm.

Op dezelfde manier worden de producten van de verwerking ervan verkregen uit olie: benzine, kerosine, gasolie. Dit proces is geen chemische reactie. Olie wordt gescheiden in afzonderlijke fracties, die elk hun eigen kookpunt hebben. Dit gebeurt in verschillende fasen. Eerst wordt de primaire scheiding van olie uitgevoerd. Het wordt ontdaan van bijbehorend gas, mechanische onzuiverheden en waterdamp. In de volgende fase wordt het resulterende product in destillatiekolommen geplaatst en verwarmd. Dit is de atmosferische destillatie van olie. Bij een temperatuur van minder dan 62 graden vervluchtigt het resterende bijbehorende gas. Door het mengsel tot 180 graden te verwarmen, worden benzinefracties verkregen, tot 240 - kerosine, tot 350 - dieselbrandstof. Het residu van de thermische olieverwerking is stookolie, die als smeermiddel wordt gebruikt.

chromatografie

Deze methode is vernoemd naar de wetenschapper die hem voor het eerst gebruikte. Zijn naam was Mikhail Semenovich Tsvet. Aanvankelijk werd de methode gebruikt om plantpigmenten te scheiden. Letterlijk wordt chromatografie uit het Grieks vertaald als "Ik schrijf met kleur." Dompel het filtreerpapier in het mengsel van water en inkt. De eerste zal onmiddellijk worden geabsorbeerd. Dit komt door de verschillende mate van adsorberende eigenschappen. Hierbij wordt ook rekening gehouden met diffusie en de mate van oplosbaarheid.

adsorptie

Sommige stoffen hebben het vermogen om moleculen van een andere soort aan te trekken. We nemen bijvoorbeeld actieve kool voor vergiftiging om gifstoffen kwijt te raken. Dit proces vereist een interface tussen de twee fasen.

Deze methode wordt gebruikt in de chemische industrie voor de scheiding van benzeen uit gasvormige mengsels, zuivering van vloeibare producten van olieraffinage, hun zuivering van onzuiverheden.

Daarom hebben we in ons artikel de belangrijkste methoden voor het scheiden van mengsels onderzocht. Een persoon gebruikt ze zowel thuis als op industriële schaal. De keuze van de methode hangt af van het type mengsel. Een belangrijke factor zijn de kenmerken van de fysieke eigenschappen van de componenten. Om oplossingen te scheiden waarin afzonderlijke delen visueel niet te onderscheiden zijn, worden verdampings-, kristallisatie-, chromatografie- en destillatiemethoden gebruikt. Als de afzonderlijke componenten kunnen worden bepaald, worden dergelijke mengsels heterogeen genoemd. Om ze te scheiden, worden methoden van bezinking, filtering en gebruik van een magneet gebruikt.

I. Nieuw materiaal

Bij het voorbereiden van de les is gebruik gemaakt van materialen van de auteur: NK Cheremisina,

leraar scheikunde middelbare school nr. 43

(Kaliningrad),

We leven tussen chemicaliën. We inhaleren lucht, en dit is een mengsel van gassen ( stikstof, zuurstof en anderen), adem uit kooldioxide. We wassen onszelf water- Dit is een andere stof, de meest voorkomende op aarde. Wij drinken melk- mengsel water met kleine druppeltjes melk dik, en niet alleen: er is nog melkeiwit caseïne, mineraal zout, vitamines en zelfs suiker, maar niet die waarmee ze thee drinken, maar een speciale, melkachtige - lactose. We eten appels, die uit een hele reeks chemicaliën bestaan - hier en suiker, en Appelzuur, en vitamines... Wanneer de gekauwde stukjes van een appel de maag binnenkomen, beginnen menselijke spijsverteringssappen erop in te werken, die helpen om alle smakelijke en gezonde stoffen te absorberen, niet alleen van de appel, maar ook van elk ander voedsel. We leven niet alleen tussen chemicaliën, we zijn er zelf ook van gemaakt. Elke persoon - zijn huid, spieren, bloed, tanden, botten, haar zijn gemaakt van chemicaliën, zoals een huis van bakstenen. Stikstof, zuurstof, suiker, vitamines zijn stoffen van natuurlijke, natuurlijke oorsprong. Glas, rubber, staal is ook een stof, meer precies, materialen(mengsels van stoffen). Zowel glas als rubber zijn van kunstmatige oorsprong; ze bestonden niet in de natuur. Volledig zuivere stoffen komen in de natuur niet voor of zijn zeer zeldzaam.

Wat is het verschil tussen zuivere stoffen en mengsels van stoffen?

Een individuele zuivere stof heeft een bepaalde reeks karakteristieke eigenschappen (constante fysieke eigenschappen). Alleen zuiver gedestilleerd water heeft tmelt = 0 °С, tboil = 100 °С, en heeft geen smaak. Zeewater bevriest bij een lagere temperatuur en kookt bij een hogere temperatuur, de smaak is bitterzout. Het water van de Zwarte Zee bevriest bij een lagere temperatuur en kookt bij een hogere temperatuur dan het water van de Oostzee. Waarom? Feit is dat zeewater andere stoffen bevat, bijvoorbeeld opgeloste zouten, d.w.z. het is een mengsel van verschillende stoffen waarvan de samenstelling over een groot bereik varieert, maar de eigenschappen van het mengsel zijn niet constant. Het concept van "mengsel" werd gedefinieerd in de 17e eeuw. Engelse wetenschapper Robert Boyle : "Een mengsel is een integraal systeem dat bestaat uit heterogene componenten."

Vergelijkende kenmerken van een mengsel en een zuivere stof

Tekenen van vergelijking	pure substantie	Mengsel
Verbinding	Constante	onvoorspelbaar
stoffen	Dezelfde	Verscheidene
Fysieke eigenschappen	permanent	Onvoorspelbaar
Energieverandering tijdens vorming	aan de hand	Zal niet gebeuren
Scheiding	Door chemische reacties	fysieke methoden

Mengsels verschillen qua uiterlijk van elkaar.

De classificatie van mengsels wordt weergegeven in de tabel:

Hier zijn voorbeelden van suspensies (rivierzand + water), emulsies (plantaardige olie + water) en oplossingen (lucht in een kolf, zout + water, kleingeld: aluminium + koper of nikkel + koper).

Methoden voor het scheiden van mengsels

In de natuur komen stoffen voor in de vorm van mengsels. Voor laboratoriumonderzoek, industriële productie, voor farmacologie en geneeskunde zijn pure stoffen nodig.

Voor het zuiveren van stoffen worden verschillende methoden voor het scheiden van mengsels gebruikt.

Deze methoden zijn gebaseerd op verschillen in de fysieke eigenschappen van de componenten van het mengsel.

Overwegen manierenscheidingheterogeen en homogeen mengsels .

Blend voorbeeld	Scheidingsmethode:
Suspensie - een mengsel van rivierzand met water	beslechten Scheiding handhaven gebaseerd op verschillende dichtheden van stoffen. Zwaarder zand zakt naar de bodem. Je kunt de emulsie ook scheiden: om olie of plantaardige olie van water te scheiden. In het laboratorium kan dit met behulp van een scheitrechter. Aardolie of plantaardige olie vormt een bovenste, lichtere laag.Als gevolg van bezinking valt dauw uit de mist, wordt roet afgezet uit rook, wordt room bezinkt in melk. Scheiding van een mengsel van water en plantaardige olie door bezinking
Een mengsel van zand en keukenzout in water	Filtratie Wat is de basis voor de scheiding van heterogene mengsels met behulp van filteren* Over verschillende oplosbaarheid van stoffen in water en over verschillende groottes van deeltjes.* Aan de overkant de poriën van het filter laten alleen evenredige stofdeeltjes door, terwijl grotere deeltjes op het filter worden vastgehouden. Zo kun je een heterogeen mengsel van keukenzout en rivierzand scheiden.Als filters kunnen verschillende poreuze stoffen worden gebruikt: watten, kolen, gebakken klei, persglas en andere. De filtermethode is de basis voor de werking van huishoudelijke apparaten, zoals stofzuigers. Het wordt gebruikt door chirurgen - gaasverbanden; boormachines en werknemers van liften - ademhalingsmaskers. Met behulp van een theezeefje voor het filteren van theebladeren, slaagde Ostap Bender, de held van het werk van Ilf en Petrov, erin een van de stoelen van Ellochka Ogre ("The Twelve Chairs") over te nemen.
Een mengsel van ijzerpoeder en zwavel	Actie door magneet of water IJzerpoeder werd aangetrokken door een magneet, maar zwavelpoeder niet.. Het niet-bevochtigbare zwavelpoeder dreef naar het wateroppervlak, terwijl het zware bevochtigbare ijzerpoeder naar de bodem zakte.. Scheiding van een mengsel van zwavel en ijzer met behulp van een magneet en water
Een oplossing van zout in water is een homogeen mengsel	Verdamping of kristallisatie Het water verdampt en zoutkristallen blijven in het porseleinen kopje. Wanneer water uit de meren Elton en Baskunchak wordt verdampt, wordt keukenzout verkregen. Deze scheidingsmethode is gebaseerd op het verschil in kookpunten van het oplosmiddel en de opgeloste stof.Als een stof, zoals suiker, ontleedt bij verhitting, dan is het water niet volledig verdampt - de oplossing wordt verdampt en vervolgens worden suikerkristallen neergeslagen uit een verzadigde oplossing Soms is het nodig om onzuiverheden te verwijderen uit oplosmiddelen met een lagere kooktemperatuur, zoals water uit zout. In dit geval moeten de dampen van de stof worden opgevangen en vervolgens bij afkoeling worden gecondenseerd. Deze methode om een homogeen mengsel te scheiden heet distillatie of distillatie. In speciale apparatendistilleerders produceren gedestilleerd water , diegebruikt voor de behoeften van farmacologie, laboratoria, autokoelsystemen; . Thuis kun je zo'n distilleerder ontwerpen: Als er echter een mengsel van alcohol en water wordt gescheiden, dan is de eerste die wordt afgedestilleerd (verzameld in een opvangbuis) alcohol met tbp = 78 ° C, en er blijft water in de reageerbuis. Destillatie wordt gebruikt om benzine, kerosine en gasolie uit olie te verkrijgen. Scheiding van homogene mengsels

Een speciale methode om componenten te scheiden, gebaseerd op hun verschillende absorptie door een bepaalde stof, is: chromatografie.

Voor verschillende doeleinden zijn stoffen met verschillende zuiveringsgraden nodig. Kookwater is voldoende bezonken om onzuiverheden te verwijderen en chloor dat wordt gebruikt om het te desinfecteren. Drinkwater moet eerst gekookt worden. En in chemische laboratoria voor de bereiding van oplossingen en experimenten, in de geneeskunde, is gedestilleerd water nodig, zo gezuiverd mogelijk van de daarin opgeloste stoffen. Zeer zuivere stoffen, waarvan het gehalte aan onzuiverheden niet hoger is dan een miljoenste van een procent, worden gebruikt in de elektronica, halfgeleiders, nucleaire technologie en andere precisie-industrieën.

Lees het gedicht "Gedistilleerd water" van L. Martynov:

Toepassing van gedestilleerd water

II. Taken voor het repareren

1) Werken met machines #1-4(nodigdownload de simulator, deze wordt geopend in de Internet Explorer-browser)