Теоретичний блок

Визначення поняття «суміш» було дано XVII в. англійським ученим Робертом Бойлем: «Суміш – цілісна система, що складається з різноманітних компонентів».

Порівняльна характеристика суміші та чистої речовини

Ознаки порівняння

Чиста речовина

Суміш

Постійний

Непостійний

Речовини

Одне і теж

Різні

Фізичні властивості

Постійні

Непостійні

Зміна енергії під час освіти

Відбувається

Не відбувається

Поділ

За допомогою хімічних реакцій

Фізичними методами

Суміші відрізняються один від одного на вигляд.

Класифікація сумішей показана у таблиці:

Наведемо приклади суспензій (річковий пісок + вода), емульсій (олія + вода) та розчинів (повітря в колбі, кухонна сіль + вода, розмінна монета: алюміній + мідь або нікель + мідь).

Способи поділу сумішей

У природі речовини існують як суміші. Для лабораторних досліджень, промислових виробництв, потреб фармакології та медицини потрібні чисті речовини.

Для очищення речовин застосовуються різні способи поділу сумішей

Випарювання - виділення розчинених у рідині твердих речовин способом її перетворення на пару.

Дистиляція-перегонка, поділ речовин, що містяться в рідких сумішах, за температурами кипіння з подальшим охолодженням пари.

У природі вода у чистому вигляді (без солей) не зустрічається. Океанічна, морська, річкова, колодязна та джерельна вода – це різновиди розчинів солей у воді. Однак часто людям необхідна чиста вода, що не містить солей (використовується в двигунах автомобілів; у хімічному виробництві для отримання різних розчинів та речовин; при виготовленні фотографій). Таку воду називають дистильованою, а спосіб її отримання – дистиляцією.


Фільтрування-проціджування рідин (газів) через фільтр з метою їх очищення від твердих домішок.

Ці способи ґрунтуються на відмінностях у фізичних властивостях компонентів суміші.

Розглянемо способи поділу гетерогеннихта гомогенних сумішей.

Приклад суміші

Спосіб поділу

Суспензія – суміш річкового піску з водою

Відстоювання

Поділ відстоюваннямзасноване на різних густинах речовин. Тяжкий пісок осідає на дно. Також можна розділити і емульсію: відокремити нафту або олію від води. У лабораторії це можна зробити за допомогою ділильної вирви. Нафта або олія утворює верхній, легший шар. В результаті відстоювання випадає роса з туману, осаджується сажа з диму, відстоюються вершки у молоці.

Поділ суміші води та олії відстоюванням

Суміш піску та кухонної солі у воді

Фільтрування

На чому ґрунтується поділ гетерогенних сумішей за допомогою фільтрування?На різній розчинності речовин у воді та на різних розмірах частинок. Через пори фільтра проходять лише порівняні з ними частинки речовин, тоді як великі частки затримуються на фільтрі. Так можна розділити гетерогенну суміш кухонної солі та річкового піску. Як фільтри можна використовувати різні пористі речовини: вату, вугілля, обпалену глину, пресоване скло та інші. Спосіб фільтрування – це основа роботи побутової техніки, наприклад, пилососів. Його використовують хірурги – марлеві пов'язки; буровики та робітники елеваторів – респіраторні маски. За допомогою чайного ситечка для фільтрування чаїнок Остапу Бендеру – героєві твору Ільфа та Петрова – вдалося забрати один із стільців у Еллочки Людоїдки («Дванадцять стільців»).

Поділ суміші крохмалю та води фільтруванням

Суміш порошку заліза та сірки

Дія магнітом чи водою

Порошок заліза притягувався магнітом, а порошок сірки – ні.

Несмачивающийся порошок сірки спливав на поверхню води, а важкий порошок заліза, що змочується, осідав на дно.

Поділ суміші сірки та заліза за допомогою магніту та води

Розчин солі у воді – гомогенна суміш

Випарювання або кристалізація

Вода випаровується, а у фарфоровій чашці залишаються кристали солі. При випаровуванні води з озер Ельтон та Баскунчак одержують кухонну сіль. Цей спосіб поділу заснований на відмінності в температурах кипіння розчинника та розчиненої речовини. Якщо речовина, наприклад цукор, розкладається при нагріванні, воду випаровують неповністю - упарюють розчин, а потім з насиченого розчину осаджують кристали цукру. Іноді потрібно очистити від домішок розчинники з меншою температурою кипіння, наприклад, воду від солі. У цьому випадку пари речовини необхідно зібрати і сконденсувати при охолодженні. Такий спосіб поділу гомогенної суміші називається дистиляцією, або перегонкою. У спеціальних приладах – дистиляторах одержують дистильовану воду, яку використовують для потреб фармакології, лабораторій, систем охолодження автомобілів. У домашніх умовах можна сконструювати такий дистилятор:

Якщо ж розділяти суміш спирту і води, то першим відганятиметься (збиратися в пробірці-приймачі) спирт з tкіп = 78 ° С, а в пробірці залишиться вода. Перегонка використовується для отримання бензину, гасу, газойлю з нафти.

Поділ однорідних сумішей

Особливим методом поділу компонентів, заснованим на різній поглинальності їх певною речовиною, є хроматографія.

За допомогою хроматографії російський ботанік вперше виділив хлорофіл із зелених частин рослин. У промисловості та лабораторіях замість фільтрувального паперу для хроматографії використовують крохмаль, вугілля, вапняк, оксид алюмінію. А чи завжди потрібні речовини з однаковим ступенем очищення?

Для різних цілей необхідні речовини з різним ступенем очищення. Воду для приготування їжі достатньо відстояти для видалення домішок та хлору, що використовується для її знезараження. Воду для пиття потрібно попередньо прокип'ятити. А в хімічних лабораторіях для приготування розчинів та проведення дослідів у медицині необхідна дистильована вода, максимально очищена від розчинених у ній речовин. Особливо чисті речовини, вміст домішок у яких не перевищує однієї мільйонної відсотка, застосовуються в електроніці, напівпровідниковій, ядерній техніці та інших точних галузях промисловості.

Способи вираження складу сумішей.

· Масова частка компонента у суміші- Відношення маси компонента до маси всієї суміші. Зазвичай масову частку виражають у %, але не обов'язково.

ω [«омега»] = mкомпонента/mсуміші

· Мольна частка компонента в суміші- відношення числа моль (кількості речовини) компонента до сумарного числа моль всіх речовин у суміші. Наприклад, якщо суміш входять речовини А, В і С, то:

χ [«хі»] компонента А = nкомпоненту А/(n(A) + n(B) + n(С))

· Мольне співвідношення компонентів.Іноді завдання для суміші вказується молярне співвідношення її складових. Наприклад:


n-компонента А: n-компонента В = 2: 3

· Об'ємна частка компонента у суміші (тільки для газів)- Відношення обсягу речовини А до загального обсягу всієї газової суміші.

φ [«фі»] = Vкомпонента / Vсуміші

практичний блок.

Розглянемо три приклади завдань, у яких суміші металів реагують з солянийкислотою:

приклад 1.При дії на суміш міді та заліза масою 20 г надлишком соляної кислоти виділилося 5,6 л газу (н. у.). Визначити масові частки металів у суміші.

У першому прикладі мідь не реагує із соляною кислотою, тобто водень виділяється при реакції кислоти із залізом. Таким чином, знаючи обсяг водню, ми відразу зможемо знайти кількість та масу заліза. І, відповідно, масові частки речовин у суміші.

Рішення прикладу 1.


n = V/Vm = 5,6/22,4 = 0,25 моль.

2. По рівнянню реакції:

3. Кількість заліза також 0,25 моль. Можна знайти його масу:
mFe = 0,25 56 = 14 р.

Відповідь: 70% заліза, 30% міді.

приклад 2.При дії на суміш алюмінію та заліза масою 11 г надлишком соляної кислоти виділилося 8,96 л газу (н. у.). Визначити масові частки металів у суміші.

У другому прикладі вступають у реакцію обидваметалу. Тут уже водень із кислоти виділяється в обох реакціях. Тому прямим розрахунком тут не можна користуватися. У таких випадках зручно вирішувати за допомогою дуже простої системи рівнянь, прийнявши за х – число моль одного з металів, а за у – кількість речовини другого.

Рішення прикладу 2.

1. Знаходимо кількість водню:
n = V/Vm = 8,96/22,4 = 0,4 моль.

2. Нехай кількість алюмінію – х моль, а заліза у моль. Тоді можна висловити через х і у кількість водню, що виділився:

2HCl = FeCl2 +

4. Нам відома загальна кількість водню: 0,4 моль. Значить,
1,5х + у = 0,4 (це перше рівняння у системі).

5. Для суміші металів слід виразити масичерез кількість речовин.
m = M n
Значить, маса алюмінію
mAl = 27x,
маса заліза
mFe = 56у,
а маса всієї суміші
27х + 56у = 11 (це друге рівняння у системі).

6. Отже, ми маємо систему із двох рівнянь:

7. Вирішувати такі системи набагато зручніше методом віднімання, домноживши перше рівняння на 18:
27х + 18у = 7,2
і віднімаючи перше рівняння з другого:

8. (56 − 18)у = 11 − 7,2
у = 3,8/38 = 0,1 моль (Fe)
х = 0,2 моль (Al)

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

відповідно,
ωAl = 100% − 50,91% = 49,09%

Відповідь: 50,91 % заліза, 49,09 % алюмінію.

Приклад 3.16 г суміші цинку, алюмінію та міді обробили надлишком розчину соляної кислоти. При цьому виділилося 5,6 л газу (н. у.) та не розчинилося 5 г речовини. Визначити масові частки металів у суміші.

У третьому прикладі два метали реагують, а третій метал (мідь) не входить у реакцію. Тому залишок 5 г – це маса міді. Кількості решти двох металів - цинку та алюмінію (врахуйте, що їх загальна маса 16 − 5 = 11 г) можна знайти за допомогою системи рівнянь, як у прикладі №2.

Відповідь до Прикладу 3: 56,25% цинку, 12,5% алюмінію, 31,25% міді.

Приклад 4.На суміш заліза, алюмінію та міді подіяли надлишком холодної концентрованої сірчаної кислоти. При цьому частина суміші розчинилася і виділилося 5,6 л газу (н. у.). Суміш, що залишилася, обробили надлишком розчину їдкого натру. Виділилося 3,36 л газу і залишилося 3 г залишку, що не розчинився. Визначити масу та склад вихідної суміші металів.

У цьому прикладі слід пам'ятати, що холодна концентрованасірчана кислота не реагує із залізом та алюмінієм (пасивація), але реагує з міддю. У цьому виділяється оксид сірки (IV).
З лугомреагує тільки алюміній- амфотерний метал (крім алюмінію, у лугах розчиняються ще цинк та олово, у гарячому концентрованому лугу – ще можна розчинити берилій).

Рішення прикладу 4.

1. З концентрованою сірчаною кислотою реагує лише мідь, число моль газу:
nSO2 = V / Vm = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль

2H2SO4 (конц.) = CuSO4 +

2. (не забудьте, що такі реакції слід обов'язково зрівнювати за допомогою електронного балансу)

3. Оскільки молярне співвідношення міді та сірчистого газу 1:1, то міді теж 0,25 моль. Можна знайти масу міді:
mCu = n M = 0,25 64 = 16 р.

4. У реакцію з розчином лугу вступає алюміній, при цьому утворюється гідроксокомплекс алюмінію та водень:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

Al0 − 3e = Al3+

5. Число моль водню:
nH2 = 3,36/22,4 = 0,15 моль,
молярне співвідношення алюмінію та водню 2:3 і, отже,
nAl = 0,15/1,5 = 0,1 моль.
Маса алюмінію:
mAl = n M = 0,1 27 = 2,7 г

6. Залишок – це залізо, масою 3 г. Можна знайти масу суміші:
m суміші = 16 + 2,7 + 3 = 21,7 р.

7. Масові частки металів:

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

Відповідь: 73,73% міді, 12,44% алюмінію, 13,83% заліза.

Приклад 5.21,1 г суміші цинку та алюмінію розчинили у 565 мл розчину азотної кислоти, що містить 20 мас. % НNО3 та має щільність 1,115 г/мл. Об'єм газу, що виділився, що є простою речовиною і єдиним продуктом відновлення азотної кислоти, склав 2,912 л (н. у.). Визначте склад отриманого розчину масових відсотках. (РХТУ)

У тексті цього завдання чітко вказано продукт відновлення азоту – «просту речовину». Оскільки азотна кислота з металами не дає водню, це - азот. Обидва метали розчинилися в кислоті.
У задачі питається не склад вихідної суміші металів, а склад розчину, що вийшов після реакцій. Це робить завдання складнішим.

Рішення прикладу 5.

1. Визначаємо кількість речовини газу:
nN2 = V/Vm = 2,912/22,4 = 0,13 моль.

2. Визначаємо масу розчину азотної кислоти, масу та кількість речовини розчиненої HNO3:

mрозчину = ρ V = 1,115 565 = 630,3 г
mHNO3 = ω mрозчину = 0,2 630,3 = 126,06 г
nHNO3 = m / M = 126,06 / 63 = 2 моль

Зверніть увагу, що оскільки метали повністю розчинилися, значить - кислоти точно вистачило(З водою ці метали не реагують). Відповідно, треба буде перевірити, чи не виявилася кислота в надлишкуі скільки її залишилося після реакції в отриманому розчині.

3. Складаємо рівняння реакцій ( не забудьте про електронний баланс) і, для зручності розрахунків, приймаємо за 5х – кількість цинку, а за 10у – кількість алюмінію. Тоді, відповідно до коефіцієнтів у рівняннях, азоту в першій реакції вийде х моль, а в другій - 3у моль:

12HNO3 = 5Zn(NO3)2 +

Zn0 − 2e = Zn2+

36HNO3 = 10Al(NO3)3 +

Al0 − 3e = Al3+

5. Тоді, враховуючи, що маса суміші металів 21,1 г, їх молярні маси - 65 г/моль у цинку та 27 г/моль у алюмінію, отримаємо таку систему рівнянь:

6. Вирішувати цю систему зручно, примноживши перше рівняння на 90 і віднімаючи перше рівняння другого.

7. х = 0,04, отже, nZn = 0,04 5 = 0,2 моль
у = 0,03, отже, nAl = 0,03 10 = 0,3 моль

8. Перевіримо масу суміші:
0,2 65 + 0,3 27 = 21,1 р.

9. Тепер переходимо до складу розчину. Зручно буде переписати реакції ще раз і записати над реакціями кількості всіх речовин, що прореагували і утворилися (крім води):

10. Наступне питання: чи залишилася в розчині азотна кислота та скільки її залишилося?
За рівняннями реакцій кількість кислоти, що вступила в реакцію:
nHNO3 = 0,48 + 1,08 = 1,56 моль,
т. е. кислота була надлишку і можна обчислити її залишок у розчині:
nHNO3ост. = 2 − 1,56 = 0,44 моль.

11. Отже, в підсумковому розчинімістяться:

нітрат цинку в кількості 0,2 моль:
mZn(NO3)2 = n M = 0,2 189 = 37,8 г
нітрат алюмінію в кількості 0,3 моль:
mAl(NO3)3 = n M = 0,3 213 = 63,9 г
надлишок азотної кислоти в кількості 0,44 моль:
mHNO3ост. = n M = 0,44 63 = 27,72 г

12. Яка маса підсумкового розчину?
Згадаємо, що маса підсумкового розчину складається з тих компонентів, які ми змішували (розчини та речовини) мінус ті продукти реакції, які пішли з розчину (осади та гази):

13.
Тоді для нашого завдання:

14. mнов. розчину = маса розчину кислоти + маса сплаву металів - маса азоту
mN2 = n M = 28 (0,03 + 0,09) = 3,36 г
мнов. розчину = 630,3 + 21,1 − 3,36 = 648,04 г

ωZn(NO3)2 = mв-ва / mр-ра = 37,8/648,04 = 0,0583
ωAl(NO3)3 = mв-ва / mр-ра = 63,9 / 648,04 = 0,0986
ωHNO3ост. = mв-ва/mр-ра = 27,72/648,04 = 0,0428

Відповідь: 5,83% нітрату цинку, 9,86% нітрату алюмінію, 4,28% азотної кислоти.

Приклад 6.При обробці 17,4 г суміші міді, заліза та алюмінію надлишком концентрованої азотної кислоти виділилося 4,48 л газу (н. у.), а при дії на цю суміш такої ж маси надлишку хлороводневої кислоти - 8,96 л газу (н. у.). Визначте склад вихідної суміші. (РХТУ)

При вирішенні цього завдання треба згадати, по-перше, що концентрована азотна кислота з неактивним металом (мідь) дає NO2, а залізо та алюміній з нею не реагують. Соляна кислота, навпаки, не реагує з міддю.

Відповідь наприклад 6: 36,8% міді, 32,2% заліза, 31% алюмінію.

Завдання для самостійного вирішення.

1. Нескладні завдання із двома компонентами суміші.

1-1. Суміш міді та алюмінію масою 20 г обробили 96% розчином азотної кислоти, при цьому виділилося 8,96 л газу (н. у.). Визначити масову частку алюмінію у суміші.

1-2. Суміш міді та цинку масою 10 г обробили концентрованим розчином лугу. При цьому виділилося 2,24 л газу (н. y.). Обчисліть масову частку цинку у вихідній суміші.

1-3. Суміш магнію та оксиду магнію масою 6,4 г обробили достатньою кількістю розведеної сірчаної кислоти. При цьому виділилося 2,24 л газу (н. у.). Знайти масову частку магнію у суміші.

1-4. Суміш цинку та оксиду цинку масою 3,08 г розчинили у розведеній сірчаній кислоті. Отримали сульфат цинку масою 6,44 р. Обчисліть масову частку цинку у вихідній суміші.

1-5. При дії суміші порошків заліза та цинку масою 9,3 г на надлишок розчину хлориду міді (II) утворилося 9,6 г міді. Визначте склад вихідної суміші.

1-6. Яка маса 20%-ного розчину соляної кислоти буде потрібна для повного розчинення 20 г суміші цинку з оксидом цинку, якщо при цьому виділився водень об'ємом 4,48 л (н. у.)?

1-7. При розчиненні у розведеній азотній кислоті 3,04 г суміші заліза та міді виділяється оксид азоту (II) об'ємом 0,896 л (н. у.). Визначте склад вихідної суміші.

1-8. При розчиненні 1,11 г суміші залізної та алюмінієвої тирси в 16%-ному розчині соляної кислоти (ρ = 1,09 г/мл) виділилося 0,672 л водню (н. у.). Знайдіть масові частки металів у суміші та визначте обсяг витраченої соляної кислоти.

2. Завдання складніші.

2-1. Суміш кальцію та алюмінію масою 18,8 г прожарили без доступу повітря з надлишком порошку графіту. Продукт реакції обробили розведеною соляною кислотою, при цьому виділилося 112 л газу (н. у.). Визначте масові частки металів у суміші.

2-2. Для розчинення 1,26 г сплаву магнію з алюмінієм використано 35 мл 19,6% розчину сірчаної кислоти (ρ = 1,1 г/мл). Надлишок кислоти вступив у реакцію з 286 мл розчину гідрокарбонату калію з концентрацією 14 моль/л. Визначте масові частки металів у сплаві та об'єм газу (н. у.), що виділився при розчиненні сплаву.

Чим відрізняються чисті речовини від сумішей речовин?

Індивідуальна чиста речовина має певний набір характеристичних властивостей (постійними фізичними властивостями). Тільки чиста дистильована вода має tпл = 0 ° С, tкіп = 100 ° С, не має смаку. Морська вода замерзає при нижчій, а закипає при вищій температурі, смак у неї гірко-солона. Вода Чорного моря замерзає за нижчої, а закипає за вищої температури, ніж вода Балтійського моря. Чому? Річ у тім, що у морській воді містяться інші речовини, наприклад розчинені солі, тобто. вона є сумішшю різних речовин, склад якої змінюється в широких межах, властивості ж суміші не є постійними. Визначення поняття «суміш» було дано XVII в. англійським ученим Робертом Бойлем: «Суміш – цілісна система, що складається з різноманітних компонентів».

Порівняльна характеристика суміші та чистої речовини

Суміші відрізняються один від одного на вигляд.

Класифікація сумішей показана у таблиці:

Наведемо приклади суспензій (річковий пісок + вода), емульсій (олія + вода) та розчинів (повітря в колбі, кухонна сіль + вода, розмінна монета: алюміній + мідь або нікель + мідь).

У суспензіях видно частинки твердої речовини, в емульсіях – крапельки рідини, такі суміші називаються неоднорідними (гетерогенними), а розчинах компоненти не помітні, є однорідними (гомогенными) сумішами.

Способи поділу сумішей

У природі речовини існують як суміші. Для лабораторних досліджень, промислових виробництв, потреб фармакології та медицини потрібні чисті речовини.



Для очищення речовин застосовуються різні способи поділу сумішей

Ці способи ґрунтуються на відмінностях у фізичних властивостях компонентів суміші.

Розглянемо способи поділу гетерогенних та гомогенних сумішей .

Приклад суміші Спосіб поділу
Суспензія – суміш річкового піску з водою Відстоювання Поділ відстоюванням заснований на різних густинах речовин. Тяжкий пісок осідає на дно. Також можна розділити і емульсію: відокремити нафту або олію від води. У лабораторії це можна зробити за допомогою ділильної вирви. Нафта або олія утворює верхній, легший шар.В результаті відстоювання випадає роса з туману, осаджується сажа з диму, відстоюються вершки у молоці.Поділ суміші води та олії відстоюванням
Суміш піску та кухонної солі у воді Фільтрування На чому засновано поділ гетерогенних сумішей за допомогою фільтрування? На різній розчинності речовин у воді та на різних розмірах частинок.Через пори фільтра проходять лише порівняні з ними частинки речовин, тоді як великі частки затримуються на фільтрі. Так можна розділити гетерогенну суміш кухонної солі та річкового піску.Як фільтри можна використовувати різні пористі речовини: вату, вугілля, обпалену глину, пресоване скло та інші. Спосіб фільтрування – це основа роботи побутової техніки, наприклад, пилососів. Його використовують хірурги – марлеві пов'язки; буровики та робітники елеваторів – респіраторні маски. За допомогою чайного ситечка для фільтрування чаїнок Остапу Бендеру – героєві твору Ільфа та Петрова – вдалося забрати один із стільців у Еллочки Людоїдки («Дванадцять стільців»).Поділ суміші крохмалю та води фільтруванням
Суміш порошку заліза та сірки Дія магнітом чи водою Порошок заліза притягувався магнітом, а порошок сірки – ні. Несмачивающийся порошок сірки спливав на поверхню води, а важкий порошок заліза, що змочується, осідав на дно. Поділ суміші сірки та заліза за допомогою магніту та води
Розчин солі у воді – гомогенна суміш Випарювання або кристалізація Вода випаровується, а у фарфоровій чашці залишаються кристали солі. При випаровуванні води з озер Ельтон та Баскунчак одержують кухонну сіль. Цей спосіб поділу заснований на відмінності в температурах кипіння розчинника і розчиненої речовини. кипіння, наприклад, воду від солі. У цьому випадку пари речовини необхідно зібрати і сконденсувати при охолодженні. Такий спосіб поділу гомогенної суміші називається дистиляцією, або перегонкою. У спеціальних приладах – дистиляторах одержують дистильовану воду, яку використовують для потреб фармакології, лабораторій, систем охолодження автомобілів. У домашніх умовах можна сконструювати такий дистилятор: Якщо ж розділяти суміш спирту і води, то першим відганятиметься (збиратися в пробірці-приймачі) спирт з t кип = 78 ° С, а в пробірці залишиться вода. Перегонка використовується для отримання бензину, гасу, газойлю з нафти.Поділ однорідних сумішей

Особливим методом поділу компонентів, заснованим на різній поглинальності їх певною речовиною, є хроматографія.

Вдома ви можете зробити наступний досвід. Підвісьте смужку з фільтрувального паперу над посудиною з червоним чорнилом, занурюючи в них лише кінець смужки. Розчин вбирається папером і піднімається нею. Але межа підйому фарби відстає від межі підйому води. Так відбувається поділ двох речовин: води та барвника в чорнилі.

За допомогою хроматографії російський ботанік М. С. Колір вперше виділив хлорофіл із зелених частин рослин. У промисловості та лабораторіях замість фільтрувального паперу для хроматографії використовують крохмаль, вугілля, вапняк, оксид алюмінію. А чи завжди потрібні речовини з однаковим ступенем очищення?

Для різних цілей необхідні речовини з різним ступенем очищення. Воду для приготування їжі достатньо відстояти для видалення домішок та хлору, що використовується для її знезараження. Воду для пиття потрібно попередньо прокип'ятити. А в хімічних лабораторіях для приготування розчинів та проведення дослідів у медицині необхідна дистильована вода, максимально очищена від розчинених у ній речовин. Особливо чисті речовини, вміст домішок у яких не перевищує однієї мільйонної відсотка, застосовуються в електроніці, напівпровідниковій, ядерній техніці та інших точних галузях промисловості.

Прочитайте вірш Л. Мартинова «Дистильована вода»:

Вода
Благоволила
Литися!
Вона
Блищала
Така чиста,
Що не напитися,
Не вмитися.
І це було недарма.
Їй не вистачало
Верби, тала
І гіркоти квітучих лоз,
Їй водоростей не вистачало
І риби, жирної від бабок.
Їй не вистачало бути хвилястою,
Їй не вистачало текти скрізь.
Їй життя не вистачало
Чистий –
Дистильованій воді!

З способи поділу сумішей (і гетерогенних і гомогенних) засновані на тому факті, що речовини, що входять до складу суміші, зберігають свої індивідуальні властивості. Гетерогенні суміші можуть різнитися за складом та фазовим станом, наприклад: газ+рідина; тверда речовина+рідина; дві рідини, що не змішуються, та ін. Основні способи поділу сумішей представлені на схемі нижче. Розглянемо кожен спосіб окремо.

Поділ гетерогенних сумішей

Для поділу гетерогенних сумішей,тверде тіло - рідина або тверде тіло - газ, що являють собою системи, виділяють три основні способи:

    • фільтрування,
    • відстоювання (декантування,
    • магнітна сепарація

Фільтрування

метод заснований на різній розчинності речовин та різних розмірах частинок компонентів суміші. Фільтрування дозволяє відокремити тверду речовину від рідини або газу.


Для фільтрування рідин можна використовувати фільтрувальний папір, який зазвичай складають у четверо і вставляють у скляну вирву. Вирву поміщають у склянки, в яку накопичується фільтрат- Рідина, що пройшла через фільтр.

Розмір часу у фільтрувальному папері такий, що дозволяє молекулам води та молекулам розчиненої речовини безперешкодно просочуватися. Частинки розміром більше 0,01мм затримуються на фільтріпроходять крізь нього, у такий спосіб формується шар осаду.

Запам'ятай!За допомогою фільтрування не можна розділити справжні розчини речовин, тобто розчини, у яких розчинення відбулося лише на рівні молекул чи іонів.

Крім фільтрувального паперу в хімічних лабораторіях використовують спеціальні фільтри


різним розміром часу.

Фільтрування газових сумішей принципово не відрізняється від фільтрування рідин. Різниця полягає тільки в тому, що при фільтруванні газів від твердих зважених частинок (ТВЧ) використовуються фільтри спеціальних конструкцій (паперовий, вугільний) та насоси для примусового прокачування газової суміші через фільтр, наприклад, фільтрація повітря в салоні автомобіля або витяжка над плитою.

Фільтруванням можна розділити:

    • крупи та воду,
    • крейда та воду,
    • пісок та воду тощо.
    • пил та повітря (різні конструкції пилососів)

ВІДСТОЮВАННЯ

Метод заснований на різній швидкості осідання твердих частинок з різною вагою (щільністю) у рідкому або повітряному середовищі. Метод використовують для поділу двох і твердіших нерозчинних речовин у воді (або іншому розчиннику). Суміш нерозчинних речовин поміщають у воду, ретельно перемішують. Через деякий час речовини з щільністю більше одиниці осідають на дно судини, а речовини з щільністю менше одиниці - спливають. Якщо в суміші знаходиться кілька речовин з різною силою тяжіння, то в нижньому шарі відстоюватимуться важчі речовини, а потім легші. Такі шари також можна розділити. Раніше так виділяли крупинки золота із подрібненої золотоносної породи. Золотоносний пісок поміщали на похилий жолоб, яким пускали струмінь води. Потік води підхоплював і забирав порожню породу, а важкі крупинки золота осідали на дні ринви. У разі газових сумішей відбувається осідання твердих частинок на твердих поверхнях, наприклад осідання пилу на меблів або листі рослин.

Даним методом можна розділяти і рідини, що не змішуються. Для цього використовують ділильну вирву.

Наприклад для поділу бензину та води, суміш поміщають у ділильну вирву, чекають моменту, поки не з'явиться чітка межа розділу фаз. Після цього акуратно відкривають краник і в склянку стікає вода.

Відстоюванням можна розділити суміші:

    • річкового піску та глини,
    • важкого кристалічного осаду від розчину
    • нафти та води
    • рослинної олії та води і т.д.

МАГНІТНА СЕПАРАЦІЯ

Метод ґрунтується на різних магнітних властивостях твердих компонентів суміші. Даний метод використовують за наявності в суміші речовин-феромагнетиків, тобто речовин, що володіють магнітними властивостями, наприклад, заліза.

Всі речовини, відносно магнітного поля, умовно можна розділити на три великі групи:

    1. феромагнетики: притягуються магнітом-Fe, Co, Ni, Gd, Dy
    2. парамагнетики: слабо притягуються-Al, Cr, Ti, V, W, Mo
    3. діамагнетики: відштовхуються від магніту-Cu, Ag, Au, Bi, Sn, латунь

Магнітною сепарацією можна розділитиь:

    • порошок сірки та заліза
    • сажу та залізо і т.д.

Поділ гомогенних сумішей

Для розділення рідких гомогенних сумішей (істинних розчинів)використовують такі методи:

    • випарювання (кристалізація),
    • дистиляція (перегонка),
    • хроматографія.

Випарювання. КРИСТАЛІЗАЦІЯ.

Метод заснований на різних температурах кипіння розчинника та розчиненої речовини. Використовується виділення розчинних твердих речовин з розчинів. Випарювання зазвичай проводять наступним чином: розчин наливають у фарфорову чашку та нагрівають її, постійно перемішуючи розчин. Вода поступово випаровується, і на дні чашки залишається тверда речовина.

ВИЗНАЧЕННЯ

Кристалізація- фазовий перехід речовини з газоподібного (пароподібного), рідкого або твердого аморфного стану кристалічний.

При цьому випарену речовину (воду або розчинник) можна зібрати методом конденсування більш холодної поверхні. Наприклад, якщо помістити холодне предметне скло над чашкою, що випарює, то на його поверхні утворюються краплі води. На цьому принципі заснований метод дистиляції.

ДИСТИЛЯЦІЯ. ПЕРЕГОНКА.

Якщо речовина, наприклад цукор, розкладається при нагріванні, воду випаровують не повністю - упарюють розчин, а потім з насиченого розчину осаджують кристали цукру. Іноді потрібно очистити розчинники від домішок, наприклад, воду від солі. В цьому випадку розчинник слід випарувати, а потім його пари необхідно зібрати та сконденсувати при охолодженні. Такий спосіб поділу гомогенної суміші називається дистиляцією,або перегонкою.



У природі вода у чистому вигляді (без солей) не зустрічається. Океанічна, морська, річкова, колодязна та джерельна вода – це різновиди розчинів солей у воді. Однак часто людям необхідна чиста вода, що не містить солей (використовується в двигунах автомобілів; у хімічному виробництві для отримання різних розчинів та речовин; при виготовленні фотографій). Таку воду називають дистильованої,саме її застосовують у лабораторії для проведення хімічних дослідів.

Перегонкою можна поділити:

    • воду та спирт
    • нафту (на різні фракції)
    • ацетон та воду і т.д.

ХРОМАТОГРАФІЯ

Метод поділу та аналізу сумішей речовин. Заснований на різних швидкостях розподілу досліджуваної речовини між двома фазами - нерухомою та рухомою (елюент). Нерухлива фаза, як правило, є сорбентом (дрібнодисперсний порошок, наприклад оксид алюмінію або оксид цинку або фільтрувальний папір) з розвиненою поверхнею, а рухлива - потік газу або рідини. Потік рухомої фази фільтрується через шар сорбенту або переміщається вздовж шару сорбенту, наприклад, по поверхні фільтрувального паперу.


Можна самостійно отримати хроматограму та побачити сутність методу на практиці. Потрібно змішати кілька чорнил і краплю отриманої суміші нанести на фільтрувальний папір. Потім точно в середину кольорової цятки почнемо по краплях приливати чисту воду. Кожну краплю потрібно вносити лише після того, як убереться попередня. Вода грає роль елюенту, що переносить досліджувану речовину по сорбенту - пористому папері. Речовини, що входять до складу суміші, затримуються папером по-різному: одні добре утримуються нею, інші вбираються повільніше і продовжують деякий час розтікатися разом із водою. Незабаром по листку паперу почне розповзатися справжня барвиста хроматограма: пляма одного кольору в центрі, оточена різнокольоровими концентричними кільцями.

Особливо велике поширення набула тонкошарова хроматографія, в органічному аналізі. Переваги тонкошарової хроматографії в тому, що можна використовувати найпростіший і дуже чутливий метод детектування – візуальний контроль. Виявляти невидимі очі плями можна різними реактивами, а також використовуючи ультрафіолетове світло або авторадіографію.

В аналізі органічних та неорганічних речовин застосовують хроматографію на папері. Розроблено численні методи поділу складних сумішей іонів, наприклад сумішей рідкісноземельних елементів, продуктів розподілу урану, елементів групи платини.

СПОСОБИ РОЗДІЛЕННЯ СУМІШІВ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ У ПРОМИСЛОВОСТІ.

Способи поділу сумішей, що використовуються в промисловості, трохи відрізняються від лабораторних способів, описаних вище.

Для поділу нафти найчастіше використовують ректифікацію (перегонку). Докладніше цей процес описаний у темі "Переробка нафти".

Найпоширенішими методами очищення та поділу речовин у промисловості є відстоювання, фільтрація, сорбція та екстракція. Методи фільтрації та відстоювання проводяться аналогічно лабораторному методу, з тією різницею, що використовуються відстійники та фільтри великих обсягів. Найчастіше ці методи використовуються для очищення стічних вод. Тому розглянемо докладніше методи екстракціїі сорбції.

Термін «екстракція» докладемо до різних фазових рівноваг (рідина – рідина, газ – рідина, рідина – тверде тіло і т.д.), але найчастіше його застосовують до систем рідина – рідина, тому найчастіше можна зустріти таке визначення:

ВИЗНАЧЕННЯ

Екстракціїя -метод поділу, очищення і виділення речовин, заснований на процесі розподілу речовини між двома розчинниками, що не змішуються.

Одним з розчинників, що не змішуються, зазвичай є вода, другим - органічний розчинник, проте це не обов'язково. Екстракційний метод відрізняється універсальністю, він придатний виділення багатьох елементів у різних концентраціях. Екстракція дозволяє розділяти складні багатокомпонентні суміші найчастіше ефективніше та швидше, ніж інші методи. Виконання екстракційного відділення або поділу не потребує складного та дорогого обладнання. Процес може бути автоматизований, при необхідності ним можна керувати на відстані.

ВИЗНАЧЕННЯ

Сорбція- метод виділення та очищення речовин, заснований на поглинанні твердим тілом (адсорбція) або рідиною-сорбентом (абсорбція) різних речовин (сорбатів) із газових або рідких сумішей.

Найчастіше у промисловості методи абсорбції використовують для очищення газоповітряних викидів від частинок пилу чи диму, і навіть токсичних газоподібних речовин. У разі поглинання газоподібних речовин між сорбентом і розчиненою речовиною може протікати хімічна реакція. Наприклад, при поглинанні газоподібного аміакуNH 3розчином азотної кислоти HNO 3 утворюється нітрат амонію NH 4 NO 3(аміачна селітра), який можна використовувати як високоефективне азотне добрива.

Чи знаєте ви, які існують способи поділу сумішей? Не поспішайте із негативною відповіддю. Багато хто з них ви застосовуєте у своїй повсякденній діяльності.

Чиста речовина: що це таке

Атоми, молекули, речовини та суміші – це основні хімічні поняття. Що вони означають? У таблиці Д. І. Менделєєва 118 хімічних елементів. Це різні типи елементарних частинок – атомів. Вони різняться між собою масою.

З'єднуючись між собою, атоми утворюють молекули або речовини. Останні, з'єднуючись між собою, утворюють суміші. Чисті речовини мають постійний склад та властивості. Це однорідні структури. Але їх можна розділити на складові у вигляді хімічних реакцій.

Вчені стверджують, що чистих речовин у природі практично не існує. Незначна кількість домішок є у кожному їх. Це тому, що більшість речовин відрізняються активністю. Навіть метали, занурені у воду, розчиняються у ній лише на рівні іонів.

Склад чистих речовин завжди незмінний. Змінити його просто неможливо. Так, якщо в молекулі вуглекислого газу збільшити кількість вуглецю або кисню, це буде зовсім інша речовина. А в суміші можна збільшити чи зменшити кількість компонентів. Це змінить її склад, але з факт існування.

Що таке суміш

Сукупність кількох речовин називають сумішшю. Вони можуть бути двох видів. Якщо окремі компоненти в суміші невиразні, її називають однорідною, або гомогенною. Є ще одна назва, яка найчастіше застосовується у побуті – розчин. Компоненти такої суміші не можна поділити фізичними методами. Наприклад, із соляного розчину не вдасться механічно витягти кристали, які у ньому розчинені. У природі зустрічаються як рідкі розчини. Так, повітря - це однорідна газоподібна суміш, а сплав металів - тверда.

У неоднорідних або гетерогенних сумішах окремі частинки помітні неозброєним оком. Вони відрізняються один від одного складом та властивостями. Це означає, що відокремити їх один від одного можна чисто механічно. З таким завданням чудово впоралася Попелюшка, яку зла мачуха змусила відокремити квасолю від гороху.

Хімія: способи поділу сумішей

У побуті та природі зустрічається величезна кількість сумішей. Як правильно підібрати спосіб їхнього поділу? Він обов'язково має бути заснований на фізичних властивостях окремих компонентів. Якщо речовини мають різну температуру кипіння, то ефективними будуть випарювання з подальшою кристалізацією, а також дистиляція. Такі способи застосовують для поділу гомогенних розчинів. Для поділу неоднорідних сумішей використовують різницю в інших властивості їх складових: щільності, змочуваності, розчинності, розмірах, магнітності тощо.

Фізичні способи поділу сумішей

При відділенні компонентів суміші склад речовин не змінюється. Тому не можна назвати способи поділу сумішей хімічним процесом. Так, шляхом відстоювання, фільтрування та впливу магнітом можна розділити окремі компоненти механічно. У лабораторії при цьому використовуються різні прилади: ділильна вирва, фільтрувальний папір, магнітні смуги. Це способи поділу неоднорідних сумішей.

Просіювання

Цей спосіб є, мабуть, найпростішим. З ним знайома кожна домогосподарка. Заснований він на відмінності у розмірах жорстких компонентів суміші. Просіювання застосовується у побуті при відділенні борошна від домішок, личинок комах та різноманітних забруднень. У сільськогосподарському виробництві у такий спосіб очищають зерна злаків від стороннього сміття. Будівельники просіюють суміш піску та гравію.

Відстоювання

Цей спосіб поділу сумішей застосовується для компонентів із різною щільністю. Якщо пісок потрапив у воду, отриманий розчин потрібно добре перемішати та залишити на деякий час. Те саме можна зробити із сумішшю води та рослинної олії або нафти. Пісок осяде на дно. А ось олія, навпаки, збиратиметься зверху. Такий спосіб спостерігається у побуті та природі. Наприклад, з диму осідає сажа, із туману - окремі краплі роси. А якщо залишити домашнє молоко на ніч, то на ранок можна буде зібрати вершки.

Фільтрування

Любителі заварного чаю застосовують цей метод щодня. Йдеться про фільтрування - спосіб поділу сумішей, заснований на різній розчинності компонентів. Уявіть, що у воду потрапили залізна тирса і сіль. Великі нерозчинні частинки залишаться на фільтрі. А розчинена сіль пройде крізь нього. Принцип цього методу є основою роботи пилососів, дії респіраторних масок і марлевих пов'язок.

Дія магнітом

Запропонуйте спосіб поділу сумішей порошків сірки та заліза. Звичайно, це дія магнітом. Чи всі метали здатні до цього? Зовсім ні. За ступенем сприйнятливості розрізняють три групи речовин. Наприклад, золото, мідь та цинк не прикріпляться до магніту. Вони входять до групи діамагнетиків. Слабким сприйняттям відрізняються магній, платина та алюміній. А от якщо до складу суміші входять феромагнетики, то цей метод буде найефективнішим. До них відносяться, наприклад, залізо, кобальт, нікель, тербій, гольмій, тулій.

Випарювання

Який спосіб поділу сумішей підійде для однорідного водного розчину? Це випарювання. Якщо у вас є тільки солона вода, а потрібна чиста – не варто одразу засмучуватися. Потрібно нагрівати суміш до температури кипіння. В результаті вода випарується. А на дні посуду буде видно кристали розчиненої речовини. Щоб зібрати воду, її необхідно конденсувати – перевести з газоподібного стану в рідкий. Для цього пари охолоджуються, торкаючись поверхні з меншою температурою і стікають у приготовлену тару.

Кристалізація

У науці цей термін у ширшому значенні. Це не просто спосіб отримання чистих речовин. За своєю природою кристалами є айсберги, мінерали, кістки та зубна емаль.

Їхнє зростання відбувається за наявності однакових умов. Кристали формуються в результаті охолодження рідин або перенасичення пари, а надалі температура не повинна змінюватися. Отже, спочатку досягаються деякі граничні умови. В результаті виникає центр кристалізації, навколо якого збираються атоми рідини, розплаву, газу чи скла.

Дистиляція

Напевно, ви чули про воду, яку називають дистильованою. Ця очищена рідина необхідна виготовлення лікарських засобів, лабораторних досліджень, систем охолодження. А отримують її у спеціальних приладах. Вони називаються дистиляторами.

Дистиляція - це спосіб поділу сумішей речовин із різною температурою кипіння. У перекладі з латинської термін означає "стікання краплями". З допомогою цього, наприклад, можна назвати спирт і воду з розчину. Перша речовина почне закипати за температури +78 про С. Пари спирту надалі конденсуються. Вода ж залишиться у рідкому вигляді.

Подібним способом із нафти отримують продукти її переробки: бензин, гас, газойль. Цей процес є хімічної реакцією. Нафта поділяється деякі фракції, кожна з яких має власну температуру кипіння. Відбувається це у кілька етапів. Спочатку здійснюється первинна сепарація нафти. Її очищають від попутного газу, механічних домішок та водяної пари. На наступному етапі отриманий продукт поміщають у колони ректифікації і починають нагрівати. Це і є атмосферне перегонування нафти. При температурі менше 62 градусів випаровуються залишки попутного газу. Нагріваючи суміш до 180 градусів, отримують бензинові фракції, до 240 – гас, до 350 – дизельне паливо. Залишком термічної переробки нафти є мазут, який використовують як мастильний матеріал.

Хроматографія

Цей метод отримав назву на прізвище вченого, який уперше використав його. Звали його Михайло Семенович Колір. Спочатку метод застосовували для поділу пігментів рослин. А буквально хроматографія перекладається з грецької мови як "пишу кольором". Опустимо фільтрувальний папір у суміш води та чорнила. Перша одразу почне вбиратися. Це зумовлено різним ступенем адсорбуючих властивостей. При цьому також враховується дифузія та ступінь розчинності.

Адсорбція

Деякі речовини мають здатність притягати молекули іншого виду. Наприклад, ми приймаємо активоване вугілля при отруєнні, щоб позбавитися токсинів. Для цього процесу необхідна поверхня розділу між двома фазами.

Цей спосіб застосовують у хімічній промисловості при виділенні бензолу із газоподібних сумішей, очищення рідких продуктів переробки нафти, їх очищення від домішок.

Отже, у статті ми розглянули основні способи поділу сумішей. Людина використовує їх як і побуті, і у промислових масштабах. Вибір методу залежить від виду суміші. p align="justify"> Важливим фактором є особливості фізичних властивостей її компонентів. Для поділу розчинів, у яких окремі частини візуально невиразні, використовують методи випарювання, кристалізації, хроматографію та дистиляцію. Якщо окремі компоненти можна визначити, такі суміші називають неоднорідними. Для їх поділу застосовують способи відстоювання, фільтрування та дії магнітом.

I. Новий матеріал

Під час підготовки уроку використані матеріали автора:Н.К.Черемісіної,

вчителі хімії середньої школи № 43

(м. Калінінград),

Ми мешкаємо серед хімічних речовин. Ми вдихає повітря, а це суміш газів ( азоту, киснюта інших), видихаємо вуглекислий газ. Вмиваємось водою- це ще одна речовина, найпоширеніша на Землі. П'ємо молоко- суміш водиз дрібними крапельками молочного жиру, і не лише: тут ще є молочний білок казеїнмінеральні солі, вітаміниі навіть цукор, але не той, з яким п'ють чай, а особливий, молочний. лактоза. Їмо яблука, які складаються з цілого набору хімічних речовин – тут і цукор, і яблучна кислота, і вітаміни... Коли прожовані шматочки яблука потрапляють у шлунок, на них починають діяти травні соки людини, які допомагають засвоювати всі смачні та корисні речовини не лише яблука, а й будь-якої іншої їжі. Ми не лише живемо серед хімічних речовин, а й самі їх складаємо. Кожна людина - її шкіра, м'язи, кров, зуби, кістки, волосся збудовані з хімічних речовин, як будинок із цегли. Азот, кисень, цукор, вітаміни – речовини природного, природного походження. Скло, гума, сталь - це теж речовини, точніше, матеріали(суміші речовин). І скло, і гума – штучного походження, у природі їх не було. Цілком чисті речовини в природі не зустрічаються або зустрічаються дуже рідко.

Чим відрізняються чисті речовини від сумішей речовин?

Індивідуальна чиста речовина має певний набір характеристичних властивостей (постійними фізичними властивостями). Тільки чиста дистильована вода має tпл = 0 ° С, tкіп = 100 ° С, не має смаку. Морська вода замерзає при нижчій, а закипає при вищій температурі, смак у неї гірко-солона. Вода Чорного моря замерзає за нижчої, а закипає за вищої температури, ніж вода Балтійського моря. Чому? Річ у тім, що у морській воді містяться інші речовини, наприклад розчинені солі, тобто. вона є сумішшю різних речовин, склад якої змінюється в широких межах, властивості ж суміші не є постійними. Визначення поняття «суміш» було дано XVII в. англійським ученим Робертом Бойлем : «Суміш – цілісна система, що складається з різноманітних компонентів».

Порівняльна характеристика суміші та чистої речовини

Ознаки порівняння

Чиста речовина

Суміш

склад

Постійний

Непостійний

Речовини

Одне і теж

Різні

Фізичні властивості

Постійні

Непостійні

Зміна енергії під час освіти

Відбувається

Не відбувається

Поділ

За допомогою хімічних реакцій

Фізичними методами

Суміші відрізняються один від одного на вигляд.

Класифікація сумішей показана у таблиці:

Наведемо приклади суспензій (річковий пісок + вода), емульсій (олія + вода) та розчинів (повітря в колбі, кухонна сіль + вода, розмінна монета: алюміній + мідь або нікель + мідь).

У суспензіях видно частинки твердої речовини, в емульсіях – крапельки рідини, такі суміші називаються неоднорідними (гетерогенними), а розчинах компоненти не помітні, є однорідними (гомогенными) сумішами.

Способи поділу сумішей

У природі речовини існують як суміші. Для лабораторних досліджень, промислових виробництв, потреб фармакології та медицини потрібні чисті речовини.

Для очищення речовин застосовуються різні способи поділу сумішей

Ці способи ґрунтуються на відмінностях у фізичних властивостях компонентів суміші.

Розглянемо способиподілугетерогенних і гомогенні сумішей .

Приклад суміші

Спосіб поділу

Суспензія – суміш річкового піску з водою

Відстоювання

Поділ відстоюваннямзасноване на різних густинах речовин. Тяжкий пісок осідає на дно. Також можна розділити і емульсію: відокремити нафту або олію від води. У лабораторії це можна зробити за допомогою ділильної вирви. Нафта або олія утворює верхній, легший шар.В результаті відстоювання випадає роса з туману, осаджується сажа з диму, відстоюються вершки у молоці.

Поділ суміші води та олії відстоюванням

Суміш піску та кухонної солі у воді

Фільтрування

На чому ґрунтується поділ гетерогенних сумішей за допомогою фільтрування?На різній розчинності речовин у воді та на різних розмірах частинок.Через пори фільтра проходять лише порівняні з ними частинки речовин, тоді як великі частки затримуються на фільтрі. Так можна розділити гетерогенну суміш кухонної солі та річкового піску.Як фільтри можна використовувати різні пористі речовини: вату, вугілля, обпалену глину, пресоване скло та інші. Спосіб фільтрування – це основа роботи побутової техніки, наприклад, пилососів. Його використовують хірурги – марлеві пов'язки; буровики та робітники елеваторів – респіраторні маски. За допомогою чайного ситечка для фільтрування чаїнок Остапу Бендеру – героєві твору Ільфа та Петрова – вдалося забрати один із стільців у Еллочки Людоїдки («Дванадцять стільців»).

Суміш порошку заліза та сірки

Дія магнітом чи водою

Порошок заліза притягувався магнітом, а порошок сірки – ні.

Несмачивающийся порошок сірки спливав на поверхню води, а важкий порошок заліза, що змочується, осідав на дно.

Поділ суміші сірки та заліза за допомогою магніту та води

Розчин солі у воді – гомогенна суміш

Випарювання або кристалізація

Вода випаровується, а у фарфоровій чашці залишаються кристали солі. При випаровуванні води з озер Ельтон та Баскунчак одержують кухонну сіль. Цей спосіб поділу заснований на відмінності в температурах кипіння розчинника і розчиненої речовини. кипіння, наприклад, воду від солі. У цьому випадку пари речовини необхідно зібрати і сконденсувати при охолодженні. Такий спосіб поділу гомогенної суміші називається дистиляцією, або перегонкою. У спеціальних приладах –дистилятори отримують дистильовану воду , якувикористовують для потреб фармакології, лабораторій, систем охолодження автомобілів . У домашніх умовах можна сконструювати такий дистилятор:

Якщо ж розділяти суміш спирту і води, то першим відганятиметься (збиратися в пробірці-приймачі) спирт з t кіп = 78 ° С, а в пробірці залишиться вода. Перегонка використовується для отримання бензину, гасу, газойлю з нафти.

Поділ однорідних сумішей

Особливим методом поділу компонентів, заснованим на різній поглинальності їх певною речовиною, є хроматографія.

Вдома ви можете зробити наступний досвід. Підвісьте смужку з фільтрувального паперу над посудиною з червоним чорнилом, занурюючи в них лише кінець смужки. Розчин вбирається папером і піднімається нею. Але межа підйому фарби відстає від межі підйому води. Так відбувається поділ двох речовин: води та барвника в чорнилі.

За допомогою хроматографії російський ботанік М. С. Колір вперше виділив хлорофіл із зелених частин рослин. У промисловості та лабораторіях замість фільтрувального паперу для хроматографії використовують крохмаль, вугілля, вапняк, оксид алюмінію. А чи завжди потрібні речовини з однаковим ступенем очищення?

Для різних цілей необхідні речовини з різним ступенем очищення. Воду для приготування їжі достатньо відстояти для видалення домішок та хлору, що використовується для її знезараження. Воду для пиття потрібно попередньо прокип'ятити. А в хімічних лабораторіях для приготування розчинів та проведення дослідів у медицині необхідна дистильована вода, максимально очищена від розчинених у ній речовин. Особливо чисті речовини, вміст домішок у яких не перевищує однієї мільйонної відсотка, застосовуються в електроніці, напівпровідниковій, ядерній техніці та інших точних галузях промисловості.

Прочитайте вірш Л. Мартинова «Дистильована вода»:

Вода
Благоволила
Литися!
Вона
Блищала
Така чиста,
Що не напитися,
Не вмитися.
І це було недарма.
Їй не вистачало
Верби, тала
І гіркоти квітучих лоз,
Їй водоростей не вистачало
І риби, жирної від бабок.
Їй не вистачало бути хвилястою,
Їй не вистачало текти скрізь.
Їй життя не вистачало
Чистий –
Дистильованій воді!

Застосування дистильованої води

ІІ. Завдання для закріплення

1) Попрацюйте з тренажерами №1-4(необхіднозавантажити тренажер, він відкриється у браузері Internet Explorer)