Každá látka obsahuje nečistoty. Látka sa považuje za čistú, ak neobsahuje takmer žiadne nečistoty.
Zmesi látok môžu byť homogénne alebo heterogénne. V homogénnej zmesi sa zložky nedajú zistiť pozorovaním, ale v heterogénnej zmesi je to možné.
Niektoré fyzikálne vlastnosti homogénnej zmesi sa líšia od vlastností zložiek.
V heterogénnej zmesi sú zachované vlastnosti komponentov.
Heterogénne zmesi látok sa oddeľujú usadzovaním, filtrovaním, niekedy aj pôsobením magnetu, homogénne zmesi sa oddeľujú odparovaním a destiláciou (destiláciou).
Čisté látky a zmesi
Žijeme medzi chemikáliami. Vdychujeme vzduch, ktorý je zmesou plynov (dusík, kyslík a iné), a vydychujeme oxid uhličitý. Umývame sa vodou – to je ďalšia látka, najrozšírenejšia na Zemi. Pijeme mlieko - zmes vody s drobnými kvapkami mliečneho tuku, a nielen: je tu aj mliečna bielkovina kazeín, minerálne soli, vitamíny a dokonca aj cukor, no nie ten, s ktorým pijete čaj, ale špeciálna mliečna bielkovina. - laktóza. Jeme jablká, ktoré sa skladajú z celého súboru chemikálií - tu je cukor, kyselina jablčná, vitamíny... Keď sa kúsky rozžutých jabĺk dostanú do žalúdka, začnú na ne pôsobiť ľudské tráviace šťavy, ktoré pomáhajú absorbovať všetko chutné. a užitočný materiál nielen jablká, ale akékoľvek iné jedlo. Nielenže žijeme medzi chemikáliami, ale sami sme z nich stvorení. Každý človek – jeho koža, svaly, krv, zuby, kosti, vlasy sú postavené z chemikálií, ako dom z tehál. Dusík, kyslík, cukor, vitamíny sú látky prírodného pôvodu. Sklo, guma, oceľ sú tiež látky, alebo skôr materiály (zmesi látok). Sklo aj guma sú umelého pôvodu, v prírode neexistovali. Absolútne čisté látky sa v prírode nenachádzajú alebo sa vyskytujú veľmi zriedkavo.
Každá látka vždy obsahuje určité množstvo nečistôt. Látka, v ktorej nie sú takmer žiadne nečistoty, sa nazýva čistá. S takýmito látkami pracujú vo vedeckom laboratóriu alebo školskom chemickom laboratóriu. Všimnite si, že absolútne čisté látky neexistujú.
Jednotlivá čistá látka má určitý súbor charakteristických vlastností (stále fyzikálne vlastnosti). Iba čistá destilovaná voda má bod topenia = 0 °C, bod varu = 100 °C a je bez chuti. Morská voda zamŕza pri nižšej teplote a vrie pri vyššej jej chuť je horkastá a slaná. Voda v Čiernom mori zamŕza pri nižšej teplote a vrie pri vyššej teplote ako voda v Baltskom mori. prečo? Morská voda totiž obsahuje iné látky, napríklad rozpustené soli, t.j. ide o zmes rôznych látok, ktorých zloženie sa značne líši, ale vlastnosti zmesi nie sú konštantné. Definícia pojmu „zmes“ bola uvedená v 17. storočí. Anglický vedec Robert Boyle: "Zmes je integrálny systém pozostávajúci z heterogénnych komponentov."
Zmesi zahŕňajú takmer všetky prírodné látky, potravinárske výrobky (okrem soli, cukru a niektorých ďalších), mnohé lieky a kozmetiku, chemikálie pre domácnosť, Konštrukčné materiály.
Porovnávacie charakteristiky zmesi a čistej látky
Každá látka obsiahnutá v zmesi sa nazýva komponent.
Klasifikácia zmesí
Existujú homogénne a heterogénne zmesi.
Homogénne zmesi (homogénne)
Pridajte malú časť cukru do pohára vody a miešajte, kým sa všetok cukor nerozpustí. Tekutina bude chutiť sladko. Cukor teda nezmizol, ale zostal v zmesi. Jeho kryštály však neuvidíme ani pri skúmaní kvapky kvapaliny výkonný mikroskop. Pripravená zmes cukru a vody je homogénna; najmenšie častice týchto látok sú rovnomerne zmiešané.
Zmesi, v ktorých sa zložky nedajú zistiť pozorovaním, sa nazývajú homogénne.
Väčšina kovových zliatin sú tiež homogénne zmesi. Napríklad v zliatine zlata a medi (používanej na výrobu šperkov) nie sú žiadne častice červenej medi a častice žltého zlata.
Mnohé predmety na rôzne účely sa vyrábajú z materiálov, ktoré sú homogénnymi zmesami látok.
Homogénne zmesi zahŕňajú všetky zmesi plynov vrátane vzduchu. Existuje veľa homogénnych zmesí kvapalín.
Homogénne zmesi sa tiež nazývajú roztoky, aj keď sú pevné alebo plynné.
Uveďme príklady riešení (vzduch v banke, soľ+ voda, malá zmena: hliník + meď alebo nikel + meď).
Heterogénne zmesi (heterogénne)
Viete, že krieda sa vo vode nerozpúšťa. Ak sa jeho prášok naleje do pohára vody, potom vo výslednej zmesi vždy nájdete častice kriedy, ktoré sú viditeľné voľným okom alebo mikroskopom.
Zmesi, v ktorých môžu byť zložky detekované pozorovaním, sa nazývajú heterogénne.
Medzi heterogénne zmesi patrí väčšina minerálov, pôda, stavebné materiály, živé tkanivá, kalná voda, mlieko a iné potravinárske výrobky, niektoré lieky a kozmetika.
V heterogénnej zmesi sú zachované fyzikálne vlastnosti komponentov. Železné piliny zmiešané s meďou alebo hliníkom teda nestrácajú svoju schopnosť priťahovať sa k magnetu.
Niektoré typy heterogénnych zmesí majú špeciálne názvy: pena (napríklad polystyrénová pena, mydlová pena), suspenzia (zmes vody s malým množstvom múky), emulzia (mlieko, dobre pretrepaný rastlinný olej a voda), aerosól ( dym, hmla).
Spôsoby oddeľovania zmesí
V prírode existujú látky vo forme zmesí. Pre laboratórny výskum, priemyselnú výrobu a pre potreby farmakológie a medicíny sú potrebné čisté látky.
Existuje mnoho spôsobov oddeľovania zmesí. Vyberajú sa s prihliadnutím na typ zmesi, stav agregácie a rozdiely v fyzikálne vlastnosti komponentov.
Spôsoby oddeľovania zmesí
Tieto metódy sú založené na rozdieloch vo fyzikálnych vlastnostiach zložiek zmesi.
Uvažujme o spôsoboch oddelenia heterogénnych a homogénnych zmesí.
Príklad zmesi |
Separačná metóda |
Suspenzia - zmes riečneho piesku a vody |
advokácia Separácia usadzovaním je založená na rôznych hustotách látok. Na dne sa usádza ťažší piesok. Môžete tiež oddeliť emulziu: oddeľte olej alebo rastlinný olej od vody. V laboratóriu sa to dá urobiť pomocou oddeľovacieho lievika. Ropa alebo rastlinný olej tvoria vrchnú, ľahšiu vrstvu. V dôsledku usadzovania padá z hmly rosa, z dymu sa usadzujú sadze a v mlieku sa usadzuje smotana. |
Zmes piesku a kuchynskej soli vo vode |
Filtrácia Separácia heterogénnych zmesí filtráciou je založená na rozdielnej rozpustnosti látok vo vode a rôznej veľkosti častíc. Cez póry filtra prechádzajú len častice látok im porovnateľných, pričom väčšie častice sa na filtri zadržia. Týmto spôsobom môžete oddeliť heterogénnu zmes kuchynskej soli a riečneho piesku. Ako filtre sa dajú použiť rôzne porézne látky: vata, uhlie, pálená hlina, lisované sklo a iné. Základom práce je metóda filtrovania domáce prístroje, ako sú vysávače. Používajú ho chirurgovia - gázové obväzy; vŕtačky a výťahári - dýchacie masky. Pomocou čajového sitka na filtrovanie čajových lístkov sa Ostapovi Benderovi - hrdinovi diela Ilfa a Petrova - podarilo vziať jednu zo stoličiek od Ellochky zlobry („Dvanásť stoličiek“). |
Zmes práškového železa a síry |
Pôsobenie magnetom alebo vodou Železný prášok bol priťahovaný magnetom, ale prášok síry nie. Nezmáčateľný sírový prášok vyplával na hladinu vody a ťažký zmáčateľný železný prášok sa usadil na dne. |
Roztok soli vo vode je homogénna zmes |
Odparovanie alebo kryštalizácia Voda sa odparí a v porcelánovej šálke zostanú kryštáliky soli. Keď sa voda z jazier Elton a Baskunchak odparí, získa sa kuchynská soľ. Táto separačná metóda je založená na rozdiele teplôt varu rozpúšťadla a rozpustenej látky. Ak sa látka, napríklad cukor, pri zahrievaní rozloží, potom sa voda úplne neodparí - odparí sa roztok a následne sa z nasýteného roztoku vyzrážajú kryštály cukru. Niekedy je potrebné odstrániť nečistoty z rozpúšťadiel s nižším bodom varu, ako je soľ z vody. V tomto prípade sa pary látky musia zhromaždiť a potom po ochladení kondenzovať. Tento spôsob oddeľovania homogénnej zmesi sa nazýva destilácia alebo destilácia. IN špeciálne zariadenia- liehovarníci vyrábajú destilovanú vodu, ktorá sa používa pre potreby farmakológie, laboratórií a chladiacich systémov automobilov. Takýto destilátor si môžete postaviť aj doma. Ak oddelíte zmes liehu a vody, tak sa najskôr oddestiluje lieh s bodom varu = 78 °C (zachytí sa do prijímacej skúmavky) a voda zostane v skúmavke. Destilácia sa používa na výrobu benzínu, petroleja a plynového oleja z ropy. |
Špeciálnou metódou oddeľovania zložiek na základe ich rozdielnej absorpcie konkrétnou látkou je chromatografia.
Ak zavesíte prúžok filtračného papiera na nádobu s červeným atramentom, ponoríte doň iba koniec prúžku. Roztok je absorbovaný papierom a stúpa pozdĺž neho. Hranica stúpania farby však zaostáva za hranicou stúpania vody. Takto sa oddeľujú dve látky: voda a farbivo v atramente.
Ruský botanik M. S. Tsvet pomocou chromatografie ako prvý izoloval chlorofyl zo zelených častí rastlín. V priemysle a laboratóriách sa namiesto filtračného papiera na chromatografiu používa škrob, uhlie, vápenec a oxid hlinitý. Sú vždy potrebné látky s rovnakým stupňom čistenia?
Na rôzne účely sú potrebné látky s rôznym stupňom čistenia. Vodu na varenie treba nechať dostatočne odstáť, aby sa z nej odstránili nečistoty a chlór používaný na dezinfekciu. Voda na pitie musí byť najskôr prevarená. A v chemických laboratóriách na prípravu roztokov a vykonávanie experimentov, v medicíne je potrebná destilovaná voda, čo najviac očistená od látok v nej rozpustených. Obzvlášť čisté látky, ktorých obsah nečistôt nepresahuje jednu milióntinu percenta, sa používajú v elektronike, polovodičoch, jadrovej technike a iných presných odvetviach.
V našom článku sa pozrieme na to, čo sú čisté látky a zmesi, a na spôsoby oddeľovania zmesí. Každý z nás ich používa v každodennom živote. Nachádzajú sa čisté látky vôbec v prírode? A ako ich odlíšiť od zmesí?
Čisté látky a zmesi: metódy oddeľovania zmesí
Látky, ktoré obsahujú len určité druhy častíc, sa nazývajú čisté. Vedci sa domnievajú, že v prírode prakticky neexistujú, pretože všetky, aj keď v nevýznamných pomeroch, obsahujú nečistoty. Absolútne všetky látky sú tiež rozpustné vo vode. Aj keď je ponorený do tejto tekutiny napr. strieborný prsteň, ióny tohto kovu prejdú do roztoku.
Znakom čistých látok je stálosť zloženia a fyzikálnych vlastností. Pri ich vzniku sa mení množstvo energie. Okrem toho sa môže zvyšovať aj znižovať. Čistá látka sa môže rozdeliť na jednotlivé zložky iba pomocou chemická reakcia. Napríklad iba destilovaná voda má pre túto látku typický bod varu a tuhnutia, chýba jej chuť a vôňa. A jeho kyslík a vodík sa dajú rozložiť iba elektrolýzou.
Ako sa ich agregáty líšia od čistých látok? Na túto otázku nám pomôže odpovedať chémia. Metódy oddeľovania zmesí sú fyzikálne, pretože nevedú k zmene chemické zloženie látok. Na rozdiel od čistých látok majú zmesi premenlivé zloženie a vlastnosti a dajú sa oddeliť fyzikálnymi metódami.
Čo je zmes
Zmes je súborom jednotlivých látok. Príkladom toho je morská voda. Na rozdiel od destilovaného má horkú alebo slanú chuť, vrie pri vyššej teplote a mrazí pri nižšej teplote. Metódy oddeľovania zmesí látok sú fyzikálne. Čistá soľ sa teda dá z morskej vody získať odparením a následnou kryštalizáciou.
Druhy zmesí
Ak do vody pridáte cukor, po chvíli sa jeho častice rozpustia a stanú sa neviditeľnými. V dôsledku toho ich nebude možné rozlíšiť voľným okom. Takéto zmesi sa nazývajú homogénne alebo homogénne. Príkladmi sú aj vzduch, benzín, vývar, parfum, sladká a slaná voda, zliatina medi a hliníka. Ako vidíte, môžu byť v rôznych stavoch agregácie, ale najčastejšie sú tekutiny. Nazývajú sa aj riešenia.
V nehomogénnych alebo heterogénnych zmesiach možno rozlíšiť častice jednotlivých látok. Typickými príkladmi sú železné a drevené piliny, piesok a kuchynská soľ. Heterogénne zmesi sa tiež nazývajú suspenzie. Medzi nimi sa rozlišujú suspenzie a emulzie. Prvý pozostáva z kvapaliny a tuhej látky. Emulzia je teda zmes vody a piesku. Emulzia je kombináciou dvoch kvapalín s rôznou hustotou.
Existujú heterogénne zmesi so špeciálnymi názvami. Príkladom peny je polystyrénová pena a aerosóly zahŕňajú hmlu, dym, deodoranty, osviežovače vzduchu a antistatické činidlá.
Spôsoby oddeľovania zmesí
Samozrejme, mnohé zmesi majú hodnotnejšie vlastnosti ako jednotlivé látky zahrnuté v ich zložení. Ale aj v bežnom živote vznikajú situácie, keď ich treba oddeliť. A v priemysle sú na tomto procese založené celé výroby. Napríklad z ropy sa v dôsledku jej spracovania získava benzín, plynový olej, petrolej, vykurovací olej, nafta a motorový olej, raketové palivo acetylén a benzén. Súhlasíte, že je výhodnejšie používať tieto produkty ako bezmyšlienkovite spaľovať olej.
Teraz poďme zistiť, či existuje niečo ako chemické metódy na oddeľovanie zmesí. Povedzme, že potrebujeme získať čisté látky z vodného roztoku soli. Aby ste to dosiahli, zmes sa musí zahriať. V dôsledku toho sa voda zmení na paru a soľ bude kryštalizovať. Ale v tomto prípade nedôjde k transformácii niektorých látok na iné. To znamená, že základom tohto procesu sú fyzikálne javy.
Spôsoby delenia zmesí závisia od stavu agregácie, rozpustnosti, rozdielu teploty varu, hustoty a zloženia jej zložiek. Pozrime sa na každý z nich podrobnejšie pomocou konkrétnych príkladov.
Filtrácia
Táto separačná metóda je vhodná pre zmesi, ktoré obsahujú kvapalinu a nerozpustnú pevnú látku. Napríklad voda a riečny piesok. Táto zmes musí prejsť cez filter. V dôsledku toho cez ňu bude voľne prechádzať čistá voda, ale piesok zostane.
advokácia
Niektoré metódy oddeľovania zmesí sa spoliehajú na gravitáciu. Týmto spôsobom je možné oddeliť suspenzie a emulzie. Ak sa rastlinný olej dostane do vody, musí sa zmes najprv pretrepať. Potom nechajte chvíľu pôsobiť. Výsledkom je, že voda skončí na dne nádoby a olej ju zakryje vo forme filmu.
V laboratórnych podmienkach sa používajú na usadzovanie V dôsledku jej činnosti sa hustejšia kvapalina vypustí do nádoby a ľahšia kvapalina zostane.
Osídlenie sa vyznačuje nízkou rýchlosťou procesu. Trvá určitý čas, kým sa vytvorí zrazenina. V priemyselných podmienkach sa táto metóda vykonáva v špeciálnych štruktúrach nazývaných usadzovacie nádrže.
Pôsobenie magnetom
Ak zmes obsahuje kov, je možné ho oddeliť pomocou magnetu. Napríklad na oddelenie železa a Ale majú všetky kovy také vlastnosti? Vôbec nie. Pre túto metódu sú vhodné iba zmesi obsahujúce feromagnety. Okrem železa sem patria nikel, kobalt, gadolínium, terbium, dysprosium, holmium a erbium.
Destilácia
Tento názov preložený z latinčiny znamená „kvapkanie“. Destilácia je metóda delenia zmesí založená na rozdieloch v bodoch varu látok. Takže aj doma môžete oddeliť alkohol a vodu. Prvá látka sa začína odparovať už pri teplote 78 stupňov Celzia. Pri dotyku so studeným povrchom kondenzuje alkoholová para a mení sa na kvapalný stav.
V priemysle sa týmto spôsobom získavajú ropné produkty, aromatické látky a čisté kovy.
Odparovanie a kryštalizácia
Tieto spôsoby delenia zmesí sú vhodné pre kvapalné roztoky. Látky, ktoré ich tvoria, sa líšia bodom varu. Takto sa dajú z vody, v ktorej sú rozpustené, získať kryštály soli alebo cukru. Za týmto účelom sa roztoky zahrievajú a odparujú do nasýteného stavu. V tomto prípade sa ukladajú kryštály. Ak je potrebné získať čistú vodu, potom sa roztok privedie do varu, po ktorom nasleduje kondenzácia pár na chladnejšom povrchu.
Spôsoby oddeľovania zmesí plynov
Plynné zmesi sa separujú laboratórne a priemyselné metódy, pretože tento proces vyžaduje špeciálne vybavenie. Suroviny prírodného pôvodu sú vzduch, koksárenská pec, generátor, pridružený a zemný plyn, ktorý je kombináciou uhľovodíkov.
Fyzikálne metódy na separáciu zmesí v plynnom stave sú tieto:
- Kondenzácia je proces postupného ochladzovania zmesi, pri ktorom dochádza ku kondenzácii jej zložiek. V tomto prípade prechádzajú do kvapalného stavu predovšetkým vysokovriace látky, ktoré sa zhromažďujú v separátoroch. Týmto spôsobom sa z nezreagovanej časti zmesi získava vodík a tiež sa oddeľuje amoniak.
- Sorbovanie je absorpcia niektorých látok inými. Tento proces má opačné zložky, medzi ktorými sa počas reakcie ustanoví rovnováha. Pre dopredné a spätné procesy sú potrebné rôzne podmienky. V prvom prípade táto kombinácia vysoký tlak a nízka teplota. Tento proces sa nazýva sorpcia. V opačnom prípade sa používajú opačné podmienky: nízky tlak pri vysokej teplote.
- Membránová separácia je metóda, ktorá využíva vlastnosť semipermeabilných priečok na selektívne umožnenie prechodu molekúl rôznych látok.
- Refluxácia je proces kondenzácie vysokovriacich častí zmesí v dôsledku ich ochladzovania. V tomto prípade by sa teplota prechodu jednotlivých zložiek do kvapalného stavu mala výrazne líšiť.
Chromatografia
Názov tejto metódy možno preložiť ako „Píšem farbou“. Predstavte si pridanie atramentu do vody. Ak do tejto zmesi ponoríte koniec filtračného papiera, začne sa absorbovať. V tomto prípade bude voda absorbovaná rýchlejšie ako atrament, čo je spôsobené rôznym stupňom sorpcie týchto látok. Chromatografia nie je len metóda na separáciu zmesí, ale aj metóda na štúdium takých vlastností látok, ako je difúzia a rozpustnosť.
Zoznámili sme sa teda s pojmami ako „čisté látky“ a „zmesi“. Prvé sú prvky alebo zlúčeniny pozostávajúce iba z častíc určitého typu. Príkladmi sú soľ, cukor, destilovaná voda. Zmesi sú súborom jednotlivých látok. Na ich oddelenie sa používa množstvo metód. Spôsob ich separácie závisí od fyzikálnych vlastností jej zložiek. Medzi hlavné patrí usadzovanie, odparovanie, kryštalizácia, filtrácia, destilácia, magnetické pôsobenie a chromatografia.
Ak sa dispergované častice uvoľňujú z média pomaly alebo je potrebné vopred prečisťovať heterogénny systém, používajú sa metódy ako flokulácia, flotácia, klasifikácia, koagulácia atď.
Koagulácia je proces adhézie častíc v koloidných systémoch (emulziách alebo suspenziách) s tvorbou agregátov. K adhézii dochádza v dôsledku kolízie častíc počas Brownovho pohybu. Koagulácia sa týka spontánneho procesu, ktorý má tendenciu prejsť do stavu, ktorý má nižšiu voľná energia. Koagulačný prah je minimálna koncentrácia podávanej látky, ktorá spôsobuje zrážanie. Koaguláciu možno umelo urýchliť pridávaním špeciálnych látok - koagulátorov - do koloidného systému, ako aj pôsobením elektrického poľa na systém (elektrokoagulácia), mechanickým pôsobením (vibrácie, miešanie) atď.
Počas koagulácie sa do oddelenej heterogénnej zmesi často pridávajú koagulačné chemikálie, ktoré ničia solvatované obaly a zároveň znižujú difúznu časť dvojitej elektrickej vrstvy umiestnenej na povrchu častíc. To uľahčuje aglomeráciu častíc a tvorbu agregátov. V dôsledku tvorby väčších frakcií dispergovanej fázy sa teda usadzovanie častíc urýchľuje. Ako koagulanty sa používajú soli železa, hliníka alebo soli iných viacmocných kovov.
Peptizácia je proces reverznej koagulácie, čo je rozklad agregátov na primárne častice. Peptizácia sa uskutočňuje pridaním peptizačných látok do disperzného média. Tento proces podporuje dezagregáciu látok na primárne častice. Peptizačné činidlá môžu byť povrchovo aktívne látky alebo elektrolyty, ako sú humínové kyseliny alebo chlorid železitý. Proces peptizácie sa používa na výrobu kvapaliny rozptýlené systémy z pást alebo práškov.
Flokulácia je zase typ koagulácie. V tomto procese malé častice, ktoré sú suspendované v plynnom alebo kvapalnom médiu, tvoria vločkovité agregáty nazývané vločky. Ako flokulanty sa používajú rozpustné polyméry, napríklad polyelektrolyty. Látky, ktoré tvoria vločky počas vločkovania, sa dajú ľahko odstrániť filtráciou alebo usadzovaním. Flokulácia sa používa na prípravu vody a izolácie cenné látky od Odpadová voda, ako aj pri obohacovaní nerastných surovín. V prípade úpravy vody sa flokulanty používajú v nízkych koncentráciách (od 0,1 do 5 mg/l).
Na zničenie agregátov v kvapalných systémoch sa používajú prísady, ktoré vyvolávajú náboje na časticiach, ktoré im bránia v priblížení sa k sebe. Tento efekt je možné dosiahnuť aj zmenou pH prostredia. Táto metóda sa nazýva deflokulácia.
Flotácia je proces oddeľovania pevných hydrofóbnych častíc z kvapalnej spojitej fázy ich selektívnym fixovaním na rozhraní medzi kvapalnou a plynnou fázou (kontaktný povrch kvapaliny a plynu alebo povrch bublín v kvapalnej fáze). tuhé častice a plynové inklúzie sa odstránia z povrchu kvapalnej fázy. Tento proces sa používa nielen na odstránenie častíc dispergovanej fázy, ale aj na oddelenie rôznych častíc v dôsledku rozdielov v ich zmáčavosti. V tomto procese sú hydrofóbne častice fixované na rozhraní a oddelené od hydrofilných častíc, ktoré sa usadzujú na dne. Najlepšie výsledky flotácie sa dosiahnu, keď je veľkosť častíc medzi 0,1 a 0,04 mm.
Existuje niekoľko typov flotácie: pena, olej, film atď. Najbežnejšia je penová flotácia. Tento proces umožňuje, aby sa častice ošetrené činidlami dostali na povrch vody pomocou vzduchových bublín. To umožňuje vytvorenie penovej vrstvy, ktorej stabilita sa upravuje pomocou penového koncentrátu.
Klasifikácia sa používa v zariadeniach s premenlivým prierezom. S jeho pomocou je možné oddeliť určitý počet malých častíc od hlavného produktu pozostávajúceho z veľkých častíc. Klasifikácia sa vykonáva pomocou odstrediviek a hydrocyklónov v dôsledku účinku odstredivej sily.
Separácia suspenzií pomocou magnetickej úpravy systému je veľmi perspektívna metóda. Voda, ktorá bola upravená v magnetickom poli dlho zachováva modifikované vlastnosti, napríklad zníženú zmáčavosť. Tento proces umožňuje zintenzívniť separáciu suspenzií.
Čisté látky a zmesi. Spôsoby oddeľovania zmesí.Ak chcete zistiť vlastnosti látky, musíte ju mať v čistej forme, ale látky sa v prírode nenachádzajú v čistej forme. Každá látka vždy obsahuje určité množstvo nečistôt. Látka, v ktorej nie sú takmer žiadne nečistoty, sa nazýva čistá. S takýmito látkami pracujú vo vedeckom laboratóriu alebo školskom chemickom laboratóriu. Všimnite si, že absolútne čisté látky neexistujú.
Zmesi zahŕňajú takmer všetky prírodné látky, potraviny (okrem soli, cukru a niektorých ďalších), stavebné materiály, chémiu pre domácnosť a mnohé lieky a kozmetiku.
Prírodné látky sú zmesi, ktoré niekedy pozostávajú z veľmi veľkého počtu rôznych látok. Napríklad prírodná voda vždy obsahuje rozpustené soli a plyny. Niekedy môže veľmi malé množstvo nečistoty viesť k veľmi silnej zmene niektorých vlastností látky. Napríklad obsah len stotín železa alebo medi v zinku urýchľuje jeho interakciu s kyselina chlorovodíková stokrát. Ak je jedna z látok v zmesi v prevažujúcom množstve, zvyčajne nesie jej názov celá zmes.
Zložka je každá látka obsiahnutá v zmesi.
Homogénne zmesi.
Pridajte malú časť cukru do pohára vody a miešajte, kým sa všetok cukor nerozpustí. Tekutina bude chutiť sladko. Cukor teda nezmizol, ale zostal v zmesi. Jeho kryštály ale neuvidíme ani pri skúmaní kvapky tekutiny cez výkonný mikroskop.
Ryža. 3. Homogénna zmes ( vodný roztok sahara)
Pripravená zmes cukru a vody je homogénna (obr. 3); najmenšie častice týchto látok sú v ňom rovnomerne premiešané.
Zmesi, v ktorých sa zložky nedajú zistiť voľným okom, sa nazývajú homogénne.
Voda zmiešaná s pieskom, kriedou alebo hlinou mrzne pri teplote O 0 C a vrie pri 100 0 C.
Niektoré typy heterogénnych zmesí majú špeciálne názvy: pena (napríklad polystyrénová pena, mydlová pena), suspenzia (zmes vody s malým množstvom múky), emulzia (mlieko, dobre pretrepaný rastlinný olej a voda), aerosól ( dym, hmla).
Ryža. 5. Heterogénne zmesi:
a - zmes vody a síry;
b - zmes zeleninový olej a voda;
c - zmes vzduchu a vody
Existovať rôzne cesty separácia zmesí. Výber spôsobu separácie zmesi je ovplyvnený vlastnosťami látok tvoriacich zmes.
Pozrime sa bližšie na každú metódu:
advokácia- bežný spôsob čistenia kvapalín od mechanických nečistôt nerozpustných vo vode, príp kvapalné látky, ktoré sú navzájom nerozpustné a majú rôznu hustotu.
Sedimentácia sa využíva pri príprave vody pre technologické a domáce potreby, čistení odpadových vôd, dehydratácii a odsoľovaní ropy av mnohých chemicko-technologických procesoch. Je to dôležitá etapa prirodzeného samočistenia prírodných a umelých nádrží.
Filtrácia– oddelenie kvapaliny od pevných nerozpustných nečistôt; Molekuly kvapaliny prechádzajú cez póry filtra a zadržiavajú sa veľké častice nečistôt.
Predstavte si, že pred vami je zmes riečneho piesku a vody. Určite typ zmesi. ( heterogénne). Porovnajte fyzikálne vlastnosti riečneho piesku a vody. (Ide o látky, ktoré sú navzájom nerozpustné a majú rôznu hustotu). Navrhnite spôsob oddelenia tejto zmesi ( filtrovanie).
Pôsobenie magnetom je metóda oddeľovania heterogénnych zmesí, keď jednu z látok v zmesi je možné pritiahnuť magnetom
Odparovanie – ide o spôsob oddeľovania homogénnych zmesí, pri ktorom sa pri zahriatí z roztoku uvoľňuje tuhá rozpustná látka, voda sa odparuje a zostávajú kryštály tuhej látky.
Destilácia (po latinsky „kvapkanie“) – Ide o metódu oddeľovania homogénnych zmesí, pri ktorej sa tekuté zmesi rozdeľujú na frakcie, ktoré sa líšia zložením. Vykonáva sa čiastočným odparením kvapaliny s následnou kondenzáciou pary. Destilovaná frakcia (destilát) je obohatená o relatívne prchavejšie (nízkovrúce) látky a nedestilovaná kvapalina (dná) je obohatená o relatívne menej prchavé (vysokovrúce) látky.
V laboratóriu sa destilácia vykonáva na špeciálna inštalácia(obr. 6). Pri zahrievaní zmesi kvapalín najskôr vrie látka s najnižším bodom varu. Jeho para opúšťa nádobu, ochladzuje sa, kondenzuje1 a výsledná kvapalina prúdi do prijímača. Keď už táto látka v zmesi nie je, teplota začne stúpať a po čase vykypí ďalšia tekutá zložka. V nádobe zostávajú neprchavé kvapaliny.
Ryža. 6. Laboratórne zariadenie na destiláciu: a - konvenčné; b - zjednodušené
1 - zmes kvapalín s rozdielne teploty vriaci;
2 - teplomer;
3 - chladnička na vodu;
4 - prijímač
Pozrime sa, ako niektorí používajú metódy separácia zmesí.
Proces filtrácie je základom činnosti respirátora - zariadenia, ktoré chráni pľúca človeka pracujúceho vo veľmi prašnej miestnosti. Respirátor má filtre, ktoré zabraňujú vniknutiu prachu do pľúc (obr. 7). Najjednoduchším respirátorom je obväz vyrobený z niekoľkých vrstiev gázy. Vysávač má tiež filter, ktorý odstraňuje prach zo vzduchu.
Ryža. 7. Pracovník v respirátore
Uveďte, akými metódami môžete oddeliť zmes rozpustných a nerozpustných látok vo vode.
1. Vyplňte medzery v texte slovami „komponenty“, „rozdiely“, „dva“, „fyzické“.
Zmes sa môže pripraviť zmiešaním aspoň dvoch látok. Zmesi možno rozdeliť na jednotlivé zložky pomocou fyzikálnych metód založených na rozdieloch vo fyzikálnych vlastnostiach zložiek.
2. Doplňte vety.
a) Spôsob vyrovnania je založený na Faktom je, že častice tuhej látky sú pomerne veľké, rýchlo sa usadia na dne a kvapalinu je možné opatrne vypustiť zo sedimentu.
b) Metóda odstreďovania je založená na pôsobenie odstredivej sily - ťažšie častice sa usadia a ľahké skončia na vrchu.
c) Metóda filtrovania je založená na prechod roztoku pevnej látky cez filter, kde sa pevné častice zadržia na filtri.
3. Doplňte chýbajúce slovo:
a) múka a granulovaný cukor - sito; sírové a železné piliny - magnet.
b) voda a slnečnicový olej - oddeľovací lievik; voda a riečny piesok - filter.
c) vzduch a prach - respirátor; vzduch a jedovatý plyn - absorbent.
4. Urobte si zoznam potrebné vybavenie na filtrovanie.
a) papierový filter
b) pohár s roztokom
c) sklenený lievik
d) čisté sklo
d) sklenená tyč
e) statív s nohou
5. Laboratórne skúsenosti. Výroba bežných a skladaných filtrov z filtračného papiera alebo papierových obrúskov.
Ktorý filter podľa vás prejde rýchlejšie – bežný alebo skladaný? prečo?
Cez zložený - kontaktná plocha filtrácie je väčšia ako pri bežnom filtri.
6. Navrhnite spôsoby separácie zmesí uvedených v tabuľke 16.
Spôsoby oddeľovania niektorých zmesí
7. Domáce skúsenosti. Adsorpcia farbív Pepsi-Cola aktívnym uhlím.
Činidlá a vybavenie: sýtený nápoj, aktívne uhlie; panvica, lievik, filtračný papier, elektrický (plynový) sporák.
Pokrok. Do panvice nalejte pol šálky (100 ml) sýteného nápoja. Pridajte tam 5 tabliet aktívneho uhlia. Panvicu zohrievajte 10 minút na sporáku. Prefiltrujte uhlík. Vysvetlite výsledky experimentu.
Roztok sa zafarbil v dôsledku absorpcie farbív aktívnym uhlím.
8. Domáce skúsenosti. Adsorpcia zapáchajúcich pár kukuričnými tyčinkami.
Činidlá a vybavenie: kukuričné tyčinky, parfum alebo kolínska voda; 2 rovnaké sklenené nádoby s uzáverom.
Pokrok. Vložte kvapku parfumu do dvoch sklenených nádob. Vložte 4-5 kukuričných tyčiniek do jednej z pohárov. Obe nádoby uzavrite viečkami. Nádobou s kukuričnými tyčinkami trochu potraste. Prečo?
Na zvýšenie rýchlosti adsorpcie.
Otvorte obe nádoby. Vysvetlite výsledky experimentu.
V nádobe, kde boli kukuričné tyčinky, nie je žiadny zápach, pretože absorbovala vôňu parfumu.