Виписати способи поділу сумішей. Методи поділу сумішей та очищення речовин

Перед вами найменування різних хімічних систем. Розділіть їх на: суміші; чисті речовини та справжні розчини.

Дистильована вода

Морська вода
Кисень
Срібло

Розчин хлориду натрію для ін'єкцій

Водень
Чавун
Вуглекислий газ
Повітря

Базальт
Скло

Емульсія «масло у воді»
Свинець

Запропонуйте способи поділу сумішей:а) вода та пісок; б) деревна та залізна тирса; в) вода та чорнило; г) вода та нафта.

Чисті речовини та суміші.

У повсякденному житті кожен із нас стикається з безліччю сумішей речовин, має справу не лише з чистими, а й забрудненими речовинами. Важливо вміти розрізняти дані поняття та вміти визначати за конкретними ознаками, з чим маєш справу: чистою чи забрудненою речовиною, індивідуальною речовиною чи сумішшю речовин. Адже людина хоче вживати лише ту воду, яка не містить шкідливих домішок. Дихати ми хочемо повітрям, не забрудненим шкідливими для здоров'я газами. У медицині та виробництві лікарських препаратівпроблема отримання та використання чистих речовин особливо актуальна.

Познайомимося із основними термінами уроку.

Суміш- Це те, що утворюється при перемішуванні двох і більше різних за властивостями речовин.

Речовини, що становлять суміш, називають компонентами. Наприклад, повітря – суміш газів: азоту, кисню, вуглекислого газу та інших.

Якщо маса одного компонента в десятки разів менша за масу іншого компонента суміші, то його називають домішкою. Говорять, що речовина забруднена. Наприклад, повітря може бути забруднене чадним газом, продуктом неповного згоряння. органічних сполук, зокрема бензину. До речі, бензин – це суміш органічних речовин – вуглеводнів.

КЛАСИФІКАЦІЯ СУМІШІВ

Суміші відрізняються один від одного по зовнішньому вигляду. Наприклад, солона вода (суміш кухонної солі та води) та суміш річкового піску та води. У першому випадку не можна побачити межі розділу фаз тверде-рідке. Таку суміш називають однорідною (або гомогенною). Іншими прикладами однорідних сумішей є оцет (суміш оцтової кислотиі води), повітря, цукровий сироп.

Суміш річкового піску та води відносять до неоднорідних (або гетерогенних) сумішей, т.к. склад такої суміші неоднаковий у різних точках обсягу. Неоднорідними є суміші глини та води, бензину та води.

В основному все, що нас оточує, – це суміші речовин.Більше того, речовин, які абсолютно не містять домішок, не буває.

Але заведено говорити про відносну чистоту речовини, тобто. речовини мають різний ступінь чистоти.

Ступінь чистоти речовини

Якщо домішки не виявляються при використанні речовини в технічних цілях, речовина називається технічно чистим. Наприклад, речовина, з якої роблять фіолетове чорнило, може мати у своєму складі домішки. Але якщо ці домішки ніяк не впливають на якість чорнила, воно - технічно чисте.

Якщо домішки не виявляються за допомогою хімічних реакцій, речовина відносять до хімічно чистим. Наприклад, це дистильована вода.

Ознаки індивідуальності речовини

Чиста речовина іноді називають індивідуальною речовиною, т.к. воно має строго певні властивості. Наприклад, тільки дистильована вода має температуру плавлення 0°С, температуру кипіння 100°С і не має смаку та запаху.

А чи змінюються властивості речовин у суміші? Щоб відповісти це питання, проведемо простий досвід. Змішаємо порошки сірки та заліза. Ми знаємо, що залізо притягується магнітом, а сірка – ні. Чи зберегло залізо свою властивість після змішування із сіркою?

ВИСНОВОК: Властивості речовин у суміші не змінюються. Знання про властивості компонентів суміші використовують для поділу сумішей та очищення речовин.

Методи поділу сумішей та очищення речовин

Визначимо різницю між «методами поділу сумішей» і «методами очищення речовин». У першому випадку важливо одержати в чистому вигляді всі компоненти, що складають суміш. При очищенні речовини одержанням у чистому вигляді домішок, як правило, нехтують.

ВІДСТОЮВАННЯ

Як поділити суміш, що складається з піску та глини? Це одна із стадій у керамічному виробництві (наприклад, у виробництві цегли). Для поділу такої суміші використовують метод відстоювання. Суміш поміщають у воду та перемішують. Глина та пісок з різною швидкістю осідають у воді. Тому пісок осяде значно швидше за глину (Рис.1).

Мал. 1. Поділ суміші глини та піску методом відстоювання

Метод відстоювання використовують також для поділу сумішей нерозчинних у воді твердих речовин із різною щільністю. Наприклад, так можна розділити суміш залізної і тирси (деревна тирса у воді спливе, а залізна осяде).

Суміш рослинної олії та води теж можна розділити методом відстоювання, тому що олія не розчиняється у воді і має меншу щільність (Рис. 2). Таким чином, відстоювання можна розділяти суміші нерозчинних один в одному рідин з різною щільністю.

Мал. 2. Поділ суміші рослинної олії та води методом відстоювання

Фільтрування

Для поділу суміші кухонної солі та річкового піску можна скористатися методом відстоювання (при змішуванні з водою сіль розчиниться, пісок осяде), але надійніше відокремити пісок від розчину солі іншим методом – методом фільтрування.

Фільтрування даної суміші можна провести за допомогою паперового фільтра та лійки, опущеної в склянку. Крупинки піску залишаються на фільтрувальному папері, а прозорий розчин кухонної солі проходить через фільтр. У даному випадкурічковий пісок – це осад, а розчин солі – фільтрат (Мал. 3).

Мал. 3. Використання методу фільтрування для відокремлення річкового піску від розчину солі

Фільтрування можна проводити не тільки за допомогою фільтрувального паперу, але і з використанням інших пористих або сипких матеріалів. Наприклад, до сипких матеріалів відноситься кварцевий пісок, а до пористих – скловата та обпалена глина.

Деякі суміші можна розділити за допомогою методу гаряче фільтрування. Наприклад, суміш порошків сірки та заліза. Залізо плавиться при температурі понад 1500 С, а сірка – близько 120 С. Розплавлену сірку можна відокремити від порошку заліза за допомогою скловати, що підігрівається.

Способи поділу сумішей

Більшість речовин на нашій планеті знаходяться не в чистому вигляді, а в сполуках та сумішах, разом з іншими речовинами.

Так, до складу граніту входять три речовини, помітні неозброєним оком.

А ось молоко здається нам однорідним доти, доки не прокисне. Кисле

молоко поділяється на прозору сироватку та білий щільний осад – білок

казеїн. Людина давно використовує ці речовини , входять у молоко, виділяючи їх

із суміші. З нерозчинного білка – казеїну готують сир, а розчинні

сироваткові білки використовують для лікувального харчування.

Якими способами можна розділити суміші?

1. Якщо речовина нерозчинна у воді, наприклад крупи (рис, гречка, манка та ін), річковий пісок, крейда, глина, можна скористатися методом фільтрування.

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

1. Складаємо фільтр. Поміщаємо його у вирву, злегка змочивши водою.

2. Вставляємо лійку з фільтром у колбу.

3. Пропускаємо суміш нерозчиненої речовини та води через фільтр.

Висновок. Очищена фільтруванням вода вільно пройшла через фільтр; на фільтрі залишилася нерозчинна у воді речовина.

2. Якщо тверда речовинарозчинно у воді (кухонна сіль, цукор, лимонна кислота), то для поділусуміші можна застосувати метод випарювання.

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

У склянці з водою сіль не зникла, хоча стала невидимою – розчин прозорий. Випарювання дозволило виділити із суміші речовин (води та солі) розчинену у воді речовину. На склі видно кристали кухонної солі. При цьому підтверджується висновок про те, що кожна речовина (і вода, і сіль) суміші зберігає свої властивості.

Висновок. З розчину можна виділити розчинні речовини.

3 .Для поділу рідин розчинних один в одному, отримання чистої (без домішок) води використовують метод дистиляції.

(або перегонки)

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

Нагріємо над полум'ям спиртування водопровідну водуу пробірці, закритою пробкою із газовідвідною трубкою. Кінець трубки опустимо в чисту суху пробірку, вміщену в склянку з льодом. На дні та стінках пробірки, що знаходиться у склянці з льодом, з'являться краплі дистильованої (очищеної від солей та домішок) води.

Завдання

1. Заглянь у порожній чайник, у якому кип'ятять воду. Чи є на стінках і дні білий наліт(Накип) речовин, які були розчинені у воді?

2. З кришки чайника, в якому закип'ятили воду, стікають крапельки води. У якій воді – на кришці чи в самому чайнику – міститься більше солей? Поясни відповідь.

3. Як називається процес, показаний малюнку?

4. Якщо суміші міститься залізо, то його виділення можна скористатися магнітом, т.к. залізо та його сплави притягуються магнітом.

5. Щоб розділити дві рідини, що не змішуються (нафта і вода, соняшникова оліяі вода), потрібно скористатися ділильною лійкою.

Рідина з більшою щільністю зіллється в склянку, а в ділильній лійці залишиться легша рідина.

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 більш високій 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 у межах, властивості ж суміші є постійними. Визначення поняття «суміш» було дано XVII в. англійським вченим Робертом Бойлем: "Суміш - цілісна система, що складається з різнорідних компонентів".

Порівняльна характеристика суміші та чистої речовини

Суміші відрізняються один від одного на вигляд.

Класифікацію сумішей показано в таблиці:

Наведемо приклади суспензій (річковий пісок + вода), емульсій ( рослинна 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 виробництвДля потреб фармакології та медицини потрібні чисті речовини.

Для очищення речовин застосовуються різні способи поділу сумішей

Ці способи засновані на відмінностях у фізичні властивостікомпонентів 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. Тяжкіший пісок осідає на дно. Так само можна розділити і емульсію: відокремити нафту або олію від води. У лабораторії це можна зробити за допомогою ділильної лійки. Нафта або олія утворює верхній, легший шар.Внаслідок 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? різної розчинностіречовин у воді та на різних розмірах частинок.Через пори фільтра проходять лише порівняні з ними частинки речовин, тоді як більші частинки 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 – герою 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. Порошок сірки, що не змочується, 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 чи кристалізація Вода випаровується, а у фарфоровій чашці залишаються кристали солі. При випаровуванні води з озер Ельтон та Баскунчак отримуютькухонну 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 поглинання їх певною речовиною, є.

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
Вподобала
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!

У нашій статті ми розглянемо, що таке чисті речовини та суміші, способи поділу сумішей. У повсякденному житті їх використовує кожен із нас. А чи трапляються взагалі в природі чисті речовини? І як відрізнити їх від сумішей?

Чисті речовини та суміші: способи поділу сумішей

Чистими називають речовини, що містять частинки лише певного виду. Вчені вважають, що в природі їх практично не існує, оскільки всі вони, хоч і в незначних частках, містять домішки. Абсолютно всі речовини є розчинними у воді. Навіть якщо занурити в цю рідину, наприклад, срібне кільце, іони цього металу перейдуть у розчин.

Ознакою чистих речовин є сталість складу та фізичних властивостей. У процесі їхньої освіти відбувається зміна кількості енергії. Причому може як збільшуватися, і зменшуватися. Розділити чисту речовину на окремі складові можна лише за допомогою хімічної реакції. Наприклад, лише дисцильована вода має типової для цієї речовини температуру кипіння і замерзання, відсутність смаку і запаху. А розкласти її кисень та водень можна лише шляхом електролізу.

А чим відрізняються від чистих речовин їхньої сукупності? Відповісти це питання нам допоможе хімія. Способи поділу сумішей є фізичними, оскільки вони не призводять до зміни хімічного складуречовин. На відміну від чистих речовин, суміші мають непостійний склад та властивості, а розділити їх можна фізичними методами.

Що таке суміш

Суміші називають сукупність індивідуальних речовин. Її прикладом є морська вода. На відміну від дисцильованої, вона має гіркий або солоний смак, кипить при вищій, а замерзає при нижчій температурі. Способи поділу сумішей речовин є фізичними. Так, з морської води можна видобути чисту сіль шляхом випарювання та подальшої кристалізації.

Види сумішей

Якщо додати цукор у воду, через деякий час його частинки розчиняться і стануть невидимими. В результаті їх неможливо відрізнити неозброєним оком. Такі суміші називають однорідними або гомогенними. Їх прикладами також є повітря, бензин, бульйон, парфуми, солодка та солона вода, сплав міді та алюмінію. Як бачите, можуть бути в різних агрегатних станах, але найчастіше зустрічаються рідини. Їх також називають розчинами.

У неоднорідних або гетерогенних сумішах можна розрізнити частинки індивідуальних речовин. Залізна і дерев'яна тирса, пісок і кухонна сіль є їх типовими прикладами. Неоднорідні суміші також називають суспензією. Серед них розрізняють суспензії та емульсії. До складу перших входить рідина та тверда речовина. Так, емульсією є суміш води та піску. Емульсією називають сукупність двох рідин із різною щільністю.

Існують неоднорідні суміші та зі спеціальними назвами. Так, прикладом піни є пінопласт, а до аерозолів належать туман, дим, дезодоранти, освіжувачі повітря, антистатики.

Способи поділу сумішей

Безумовно, багато сумішей мають більш цінні властивості, ніж окремо взяті індивідуальні речовини, що входять до їх складу. Але навіть у побуті виникають ситуації, коли їх потрібно поділити. А в промисловості на цьому процесі ґрунтуються цілі виробництва. Наприклад, з нафти в результаті її переробки отримують бензин, газойль, гас, мазут, солярове та машинне масло, ракетне паливо, ацетилен і бензол. Погодьтеся, вигідніше використовувати ці продукти, ніж бездумно спалювати нафту.

Тепер давайте розберемося, чи існує таке поняття, як хімічні способиподілу сумішей. Допустимо, з водного розчину солі нам необхідно отримати чисті речовини. Для цього суміш необхідно нагріти. В результаті вода перетвориться на пару, а сіль кристалізується. Але при цьому не станеться перетворення одних речовин на інші. Це означає, що основою даного процесує фізичні явища.

Способи поділу сумішей залежать від агрегатного стану, здатності до розчинності, різниці у температурі кипіння, щільності та складу її компонентів. Розглянемо кожен із них докладніше на конкретних прикладах.

Фільтрування

Цей спосіб поділу підходить для сумішей, до складу яких входять рідина та нерозчинна в ньому тверда речовина. Наприклад, вода та річковий пісок. Цю суміш потрібно пропустити через фільтр. У результаті чиста вода вільно пройде крізь нього, а пісок залишиться.

Відстоювання

Деякі способи поділу сумішей ґрунтуються на дії сили тяжіння. Таким чином можна розкласти суспензії та емульсії. Якщо у воду потрапила олія, таку суміш спочатку необхідно збовтати. Потім залиште її на деякий час. В результаті вода опиниться на дні судини, а масло у вигляді плівки покриватиме її.

В лабораторних умовах для відстоювання використовують В результаті її роботи щільніша рідина зливається в посудину, а легка залишається.

Відстоювання характеризується низькою швидкістю перебігу процесу. Необхідний певний час, щоб сформувався осад. У промислових умовцей спосіб здійснюють у спеціальних конструкціях, які називаються відстійниками.

Дія магнітом

Якщо до складу суміші входить метал, її можна розділити за допомогою магніту. Приміром, відокремити залізні і чи всі метали мають такі властивості? Зовсім ні. Для цього способу підійдуть лише суміші, що містять феромагнетики. Крім заліза до них належать нікель, кобальт, гадоліній, тербій, диспрозій, гольмій, ербій.

Дистиляція

Ця назва в перекладі з латинської мовиозначає "стікання краплями". Дистиляція представляє способи поділу сумішей, що ґрунтуються на різниці в температурах кипіння речовин. Таким чином, навіть у домашніх умовах можна розділити спирт та воду. Перша речовина починає випаровуватися вже за температури 78 градусів за Цельсієм. Торкаючись холодної поверхні пари спирту конденсуються, переходячи у рідкий стан.

У промисловості у такий спосіб отримують продукти переробки нафти, запашні речовини, чисті метали.

Випарювання та кристалізація

Ці способи поділу сумішей підходять для рідких розчинів. Речовини, що входять до їх складу, відрізняються температурою кипіння. Таким чином, можна отримати кристали солі або цукру з води, де вони розчинені. Для цього розчини нагрівають та випарюють до насиченого стану. І тут кристали осаджуються. Якщо ж необхідно отримати чисту водутоді розчин доводять до кипіння з подальшою конденсацією парів на більш холодній поверхні.

Способи поділу газових сумішей

Газоподібні суміші поділяють лабораторними та промисловими способами, оскільки цей процес потребує наявності спеціального обладнання. Сировиною природного походження є повітря, коксовий, генераторний, попутний і природний газ, що є сукупністю вуглеводнів.

Фізичні способи поділу сумішей, що знаходяться в газоподібному стані, наступні:

Конденсація - це процес поступового охолодження суміші, у ході якого відбувається конденсація її складових. При цьому в першу чергу рідкий стан переходять висококиплячі речовини, які збираються в сепараторах. Таким чином отримують водень з а також відокремлюють аміак з непрореагував частини суміші.
Сорбування – це поглинання одних речовин іншими. Цей процес має протилежні складові, між якими під час реакції встановлюється рівновага. Для прямого та зворотного процесу необхідні різні умови. У першому випадку це поєднання високого тискута низької температури. Такий процес називають сорбцією. У протилежному випадку використовують протилежні умови: низький тиск за високої температури.
Мембранний поділ - спосіб, при якому використовують властивість напівпроникних перегородок вибірково пропускати молекули різних речовин.
Дефлегмація - процес конденсації висококиплячих частин сумішей внаслідок їхнього охолодження. При цьому температура переходу в рідкий стан окремих компонентів має відрізнятися значною мірою.

Хроматографія

Назву цього способу можна перекласти як "пишу кольором". Уявіть, що у воду додано чорнило. Якщо опустити в таку суміш кінець фільтрувального паперу, він почне всмоктуватися. При цьому вода буде поглинатися швидше за чорнило, що пов'язано з різним ступенем сорбируемости цих речовин. Хроматографія є не тільки способом поділу сумішей, а й методом вивчення таких властивостей речовин, як дифузія та розчинність.

Отже, ми познайомилися з такими поняттями, як "чисті речовини" та "суміші". Перші є елементами або сполуками, що складаються тільки з частинок певного виду. Їх прикладами є сіль, цукор, дистильована вода. Суміші – це сукупність індивідуальних речовин. Для їхнього поділу використовують ряд методів. Спосіб їхнього поділу залежить від фізичних властивостей його складових. До основних з них відносяться відстоювання, випарювання, кристалізація, фільтрування, дистиляція, дія магнітом та хроматографія.

Кожна речовина містить домішки. Чистою вважають речовину, в якій домішок майже немає.

Суміші речовин бувають однорідними та неоднорідними. У однорідній суміші компоненти неможливо виявити спостереженням, а неоднорідної суміші це можливо.

Деякі фізичні властивості однорідної суміші від властивостей компонентів.

У неоднорідній суміші властивості компонентів зберігаються.

Неоднорідні суміші речовин поділяють відстоюванням, фільтруванням, іноді – дією магніту, а однорідні – випарюванням та перегонкою (дистиляцією).

Чисті речовини та суміші

Ми мешкаємо серед хімічних речовин. Ми вдихаємо повітря, а це суміш газів (азоту, кисню та інших), видихаємо вуглекислий газ. Вмиваємось водою - це ще одна речовина, найпоширеніша на Землі. П'ємо молоко - суміш води з дрібними крапельками молочного жиру, і не тільки: тут ще є молочний білок казеїн, мінеральні солі, вітаміни і 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 шматочки яблука, що прожували, потрапляють у шлунок, на них починають діяти травні соки людини, які допомагають засвоювати всі смачні та корисні речовини не тільки яблука, але й будь-якої іншої їжі. Ми не тільки живемо серед хімічних речовин, а й самі їх складаємо. Кожна людина – її шкіра, м'язи, кров, зуби, кістки, волосся побудовані з хімічних речовин, як будинок із цегли. Азот, кисень, цукор, вітаміни – речовини природного, природного походження. Скло, гума, сталь – це також 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.

Кожна речовина завжди містить певну кількість домішок. Речовину, в якій майже немає домішок, називають чистою. З такими речовинами працюють у науковій лабораторії, шкільному хімічному кабінеті. Зауважимо, що абсолютно чистих речовин немає.

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-солоний. 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 у межах, властивості ж суміші є постійними. Визначення поняття «суміш» було дано XVII в. англійським вченим Робертом Бойлем: «Суміш – цілісна система, що складається з різнорідних компонентів».

Сумішами є майже всі природні речовини, продукти харчування (крім солі, цукру, деяких інших), багато лікарських та косметичних засобів, товари побутової хімії, будівельні матеріали.

Порівняльна характеристика суміші та чистої речовини

Кожну речовину, що міститься у суміші, називають компонентом.

Класифікація сумішей

Існують однорідні та неоднорідні суміші.

Однорідні суміші (гомогенні)

Додамо невелику порцію цукру в склянку з водою і перемішуватимемо, поки весь цукор не розчиниться. Рідина матиме солодкий смак. Таким чином, цукор не зник, а залишився у суміші. Але його кристаликів ми не побачимо, навіть розглядаючи краплю рідини у потужний мікроскоп. Приготовлена суміш цукру та води є однорідною в ній рівномірно перемішані найдрібніші частинки цих речовин.

Суміші, у яких компоненти неможливо виявити спостереженням, називають однорідними.

Більшість металевих сплавів – також однорідні суміші. Наприклад, у сплаві золота з міддю (його використовують для виготовлення ювелірних прикрас) відсутні червоні частинки міді та жовті частинки золота.

З матеріалів, які є однорідними сумішами речовин, виготовляють багато предметів різноманітного призначення.

До однорідних сумішей належать всі суміші газів, у тому числі повітря. Існує чимало однорідних сумішей рідин.

Однорідні суміші ще називають розчинами, навіть якщо вони тверді чи газоподібні.

Наведемо приклади розчинів (повітря в колбі, кухонна сіль+вода, розмінна монета: алюміній+мідь або нікель+мідь).

Неоднорідні суміші (гетерогенні)

Вам відомо, що крейда не розчиняється у воді. Якщо його порошок всипати в склянку з водою, то в суміші, що утворилася, завжди можна виявити частинки крейди, які видно неозброєним оком або в мікроскоп.

Суміші, у яких компоненти можна знайти спостереженням, називають неоднорідними.

До неоднорідних сумішей належать більшість мінералів, ґрунт, будівельні матеріали, живі тканини, каламутна вода, молоко та інші продукти харчування, деякі лікарські та косметичні засоби.

У неоднорідній суміші фізичні властивості компонентів зберігаються. Так, залізна тирса, змішана з мідними або алюмінієвими, не втрачає здатності притягуватися до магніту.

Деякі види неоднорідних сумішеймають спеціальні назви: піна (наприклад, пінопласт, мильна піна), суспензія (суміш води з невеликою кількістю борошна), емульсія (молоко, добре збовтана рослинна олія з водою), аерозоль (дим, туман).

Способи поділу сумішей

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

Існує багато методів поділу сумішей. Їх вибирають, враховуючи тип суміші, агрегатний стан та відмінності у фізичних властивостях компонентів.

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. Тяжкіший пісок осідає на дно. Так само можна розділити і емульсію: відокремити нафту або олію від води. У лабораторії це можна зробити за допомогою ділильної лійки. Нафта або олія утворює верхній, легший шар. Внаслідок відстоювання випадає роса з туману, осаджується сажа з диму, відстоюються вершки у молоці.
Суміш піску та кухонної солі у воді	Фільтрування Поділ гетерогенних сумішей за допомогою фільтрування заснований на різній розчинності речовин у воді та на різних розмірах частинок. Через пори фільтра проходять лише порівняні з ними частинки речовин, тоді як більші частинки 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.
Розчин солі у воді - гомогенна суміш	Випарювання чи 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 сформулювати такий дистилятор.

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

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

Якщо підвісити 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.

Вам можуть бути цікаві такі матеріали