Metode de separare a amestecurilor

Cele mai multe substanțe de pe planeta noastră nu se găsesc în formă pură, ci în compuși și amestecuri, împreună cu alte substanțe.

Astfel, granitul conține trei substanțe care sunt vizibile cu ochiul liber.

Însă laptele ni se pare omogen până se acru. Acru

laptele se separă în zer limpede și un precipitat alb, dens - proteină

cazeină. Omul demult foloseste aceste substante , incluse în lapte, secretându-le

din amestec. Brânza de vaci este preparată din proteine ​​insolubile - cazeină și solubile

Proteinele din zer sunt folosite pentru alimentația terapeutică.

În ce moduri pot fi separate amestecurile?

1. Dacă substanța este insolubilă în apă, de exemplu cereale (orez, hrișcă, gris etc.), nisip de râu, cretă, argilă, atunci puteți folosi metoda de filtrare.

Filtrare-filtrarea lichidelor (gazelor) printr-un filtru pentru a le curăța de impuritățile solide.

1. Îndoiți filtrul. Pune-l într-o pâlnie, umezindu-l ușor cu apă.

2. Introduceți pâlnia cu filtrul în balon.

3. Treceți amestecul de substanță nedizolvată și apă printr-un filtru.

Concluzie. Apa filtrată trecea liber prin filtru; Pe filtru a rămas o substanță insolubilă în apă.

2. Dacă solidul este solubil în apă (sare de masă, zahăr, acid citric), atunci pentru separareamestecul poate fi utilizat prin metoda de evaporare.

Evaporare- separarea solidelor dizolvate într-un lichid prin transformarea acestuia în vapori.

Într-un pahar cu apă, sarea nu a dispărut, deși a devenit invizibilă - soluția este transparentă. Evaporarea a făcut posibilă izolarea unei substanțe dizolvate în apă dintr-un amestec de substanțe (apă și sare). Pe sticlă sunt vizibile cristale de sare de masă. Aceasta confirmă concluzia că că fiecare substanță (atât apa cât și sare) a amestecului își păstrează proprietățile.

Concluzie. Substanțele solubile pot fi izolate dintr-o soluție.

3 .Pentru a separa lichidele care sunt solubile unele în altele, pentru a obține apă pură (fără impurități), se folosește metoda de distilare

(sau distilare)

Distilare-distilare, separarea substanţelor conţinute în amestecurile lichide în funcţie de punctele de fierbere, urmată de răcirea aburului.

În natură, apa nu apare în forma sa pură (fără săruri). Apa de ocean, mare, râu, fântână și izvor sunt tipuri de soluții de săruri în apă. Cu toate acestea, oamenii au adesea nevoie de apă curată, care nu conține săruri (folosită la motoarele auto; în producția chimică pentru a obține diverse soluții și substanțe; în realizarea de fotografii). O astfel de apă se numește distilată, iar metoda de obținere a acesteia se numește distilare.

Să încălzim apa de la robinet peste flacăra unei lămpi cu alcool într-o eprubetă închisă cu un dop cu un tub de evacuare a gazului. Puneți capătul tubului într-o eprubetă curată și uscată, plasată într-un pahar cu gheață. Pe fundul și pereții eprubetei vor apărea picături de apă distilată (purificată de săruri și impurități) într-un pahar cu gheață.

Exercita

1. Privește într-un ibric gol în care fierbe apa. Există un strat alb de substanțe care au fost dizolvate în apă pe pereți și pe fund?

2. Din capacul ibricului în care s-a fiert apa curg picături de apă. Care apă - de pe capac sau din ibric în sine - conține mai multe săruri? Explicați-vă răspunsul.

3. Care este numele procesului prezentat în figură?

4. Dacă amestecul conține fier, atunci puteți folosi un magnet pentru a-l izola, deoarece fierul și aliajele sale sunt atrase de un magnet.

5. Pentru a separa două lichide nemiscibile (ulei și apă, ulei de floarea soarelui și apă), trebuie să utilizați o pâlnie de separare.

Lichidul cu densitate mai mare va curge în sticlă, iar lichidul mai ușor va rămâne în pâlnia de separare.

Iată denumirile diferitelor sisteme chimice. Împărțiți-le în: amestecuri; substanțe pure și soluții adevărate.

Apă distilată

apa de mare
Oxigen
Argint

Soluție injectabilă de clorură de sodiu

Hidrogen
Fontă
dioxid de carbon
Aer

Bazalt
Sticlă

Emulsie ulei în apă
Duce

Sugerați modalități de separare a amestecurilor: a) apă și nisip; b) pilitura din lemn si fier; c) apa si cerneala; d) apa si uleiul.

Substanțe pure și amestecuri.

În viața de zi cu zi, fiecare dintre noi se confruntă cu multe amestecuri de substanțe, care se ocupă nu numai de substanțe pure, ci și de substanțe contaminate. Este important să poți face distincția între aceste concepte și să poți determina prin caracteristici specifice cu ce ai de-a face: o substanță pură sau contaminată, o substanță individuală sau un amestec de substanțe. La urma urmei, o persoană vrea să bea doar apă care nu conține impurități dăunătoare. Ne dorim să respirăm aer care nu este poluat de gaze dăunătoare sănătății. În medicină și producția de medicamente, problema obținerii și utilizării substanțelor pure este deosebit de relevantă.

Să ne familiarizăm cu termenii de bază ai lecției.

Amestec- este ceea ce se formează atunci când două sau mai multe substanțe cu proprietăți diferite sunt amestecate.

Substanțele care alcătuiesc amestecul se numesc componente. De exemplu, aerul este un amestec de gaze: azot, oxigen, dioxid de carbon și altele.

Dacă masa unei componente este de zeci de ori mai mică decât masa altei componente a amestecului, atunci se numește amestec. Se spune că substanța este contaminată. De exemplu, aerul poate fi poluat cu monoxid de carbon, un produs al arderii incomplete a compușilor organici, în special benzină. Apropo, benzina este un amestec de substanțe organice - hidrocarburi.

CLASIFICAREA AMESTECURILOR

Amestecuri diferă unele de altele ca aspect. De exemplu, apă sărată (un amestec de sare de masă și apă) și un amestec de nisip de râu și apă. În primul caz, este imposibil să vezi interfața solid-lichid. Un astfel de amestec se numește omogen (sau omogen). Alte exemple de amestecuri omogene sunt oțetul (un amestec de acid acetic și apă), aerul și siropul de zahăr.

Un amestec de nisip de râu și apă este clasificat ca amestecuri eterogene (sau eterogene), deoarece compoziția unui astfel de amestec nu este aceeași în diferite puncte ale volumului. Amestecuri de argilă și apă, benzină și apă sunt eterogene.

Practic, tot ceea ce ne inconjoara este un amestec de substante.În plus, nu există substanțe care să fie absolut lipsite de impurități.

Dar se obișnuiește să se vorbească despre puritatea relativă a unei substanțe, adică. substanțele au grade diferite de puritate.

Puritatea substanței

Dacă impuritățile nu sunt detectate atunci când o substanță este utilizată în scopuri tehnice, atunci substanța este numită curat din punct de vedere tehnic. De exemplu, substanța din care este făcută cerneala violetă poate conține impurități. Dar dacă aceste impurități nu afectează în niciun fel calitatea cernelii, atunci aceasta este pură din punct de vedere tehnic.

Dacă impuritățile nu sunt detectate prin reacții chimice, atunci substanța este clasificată ca chimic pur. De exemplu, aceasta este apă distilată.

Semne ale individualității unei substanțe

O substanță pură este uneori numită substanță individuală, deoarece are proprietăți strict definite. De exemplu, doar apa distilată are un punct de topire de 0 C, un punct de fierbere de 100 C și nu are gust sau miros.

Se modifică proprietățile substanțelor dintr-un amestec? Pentru a răspunde la această întrebare, să facem un experiment simplu. Se amestecă pulberile de sulf și fier. Știm că fierul este atras de un magnet, dar sulful nu. Și-a păstrat fierul proprietățile după amestecarea cu sulf?

CONCLUZIE: Proprietățile substanțelor din amestec nu se modifică. Cunoștințele despre proprietățile componentelor unui amestec sunt utilizate pentru separarea amestecurilor și purificarea substanțelor.

Metode de separare a amestecurilor și de purificare a substanțelor

Să definim diferența dintre „metode de separare a amestecurilor” și „metode de purificare a substanțelor”. În primul caz, este important să obțineți toate componentele care compun amestecul în formă pură. La purificarea unei substanțe, obținerea impurităților în formă pură este de obicei neglijată.

DECONIZAREA

Cum se separă un amestec de nisip și argilă? Aceasta este una dintre etapele producției ceramice (de exemplu, în producția de cărămizi). Pentru a separa un astfel de amestec, se folosește metoda de decantare. Amestecul se pune în apă și se agită. Argila și nisipul se așează în apă în ritmuri diferite. Prin urmare, nisipul se va depune mult mai repede decât argila (Fig. 1).

Orez. 1. Separarea unui amestec de argilă și nisip prin decantare

Metoda de decantare este folosită și pentru a separa amestecuri de solide insolubile în apă de diferite densități. De exemplu, așa puteți separa un amestec de fier și pilitură de lemn (pilitura de lemn va pluti în apă, în timp ce pilitura de fier se va depune).

Un amestec de ulei vegetal și apă poate fi, de asemenea, separat prin decantare, deoarece uleiul nu se dizolvă în apă și are o densitate mai mică (Fig. 2). Astfel, prin decantare este posibilă separarea amestecurilor de lichide care sunt insolubile unele în altele și au densități diferite.

Orez. 2. Separarea unui amestec de ulei vegetal și apă prin decantare

Filtrare

Pentru a separa un amestec de sare de masă și nisip de râu, puteți utiliza metoda de decantare (atunci când este amestecată cu apă, sarea se va dizolva și nisipul se va depune), dar va fi mai sigur să separați nisipul de soluția de sare folosind o altă soluție. metoda - metoda de filtrare.

Filtrarea acestui amestec se poate face folosind un filtru de hârtie și o pâlnie coborâtă într-un pahar. Pe hârtia de filtru rămân granule de nisip, iar o soluție limpede de sare de masă trece prin filtru. În acest caz, nisipul de râu este sedimentul, iar soluția de sare este filtratul (Fig. 3).

Orez. 3. Utilizarea metodei de filtrare pentru a separa nisipul de râu de soluția de sare

Filtrarea poate fi efectuată nu numai folosind hârtie de filtru, ci și folosind alte materiale poroase sau în vrac. De exemplu, materialele în vrac includ nisip de cuarț, iar materialele poroase includ vată de sticlă și argilă coptă.

Unele amestecuri pot fi separate prin metoda „filtrare la cald”. De exemplu, un amestec de sulf și pulberi de fier. Fierul se topește la temperaturi peste 1500 C, iar sulful la aproximativ 120 C. Sulful topit poate fi separat din pulberea de fier folosind vată de sticlă încălzită.

În articolul nostru ne vom uita la ce sunt substanțele și amestecurile pure și metodele de separare a amestecurilor. Fiecare dintre noi le folosește în viața de zi cu zi. Se găsesc substanțe pure în natură? Și cum să le distingem de amestecuri?

Substanțe pure și amestecuri: metode de separare a amestecurilor

Substanțele care conțin doar anumite tipuri de particule se numesc pure. Oamenii de știință cred că practic nu există în natură, deoarece toate, deși în proporții nesemnificative, conțin impurități. Absolut toate substanțele sunt, de asemenea, solubile în apă. Chiar dacă, de exemplu, un inel de argint este scufundat în acest lichid, ionii acestui metal vor intra în soluție.

Un semn al substanțelor pure este constanța compoziției și proprietăților fizice. În timpul formării lor, cantitatea de energie se modifică. În plus, poate crește și scădea. O substanță pură poate fi separată în componentele sale individuale numai printr-o reacție chimică. De exemplu, doar apa distilată are punctul de fierbere și de îngheț tipic acestei substanțe și nu are gust și miros. Iar oxigenul și hidrogenul său pot fi descompuse doar prin electroliză.

Cum diferă agregatele lor de substanțele pure? Chimia ne va ajuta să răspundem la această întrebare. Metodele de separare a amestecurilor sunt fizice, deoarece nu duc la o modificare a compoziției chimice a substanțelor. Spre deosebire de substanțele pure, amestecurile au compoziție și proprietăți variabile și pot fi separate prin metode fizice.

Ce este un amestec

Un amestec este o colecție de substanțe individuale. Un exemplu în acest sens este apa de mare. Spre deosebire de distilat, are un gust amar sau sărat, fierbe la o temperatură mai mare și îngheață la o temperatură mai scăzută. Metodele de separare a amestecurilor de substanțe sunt fizice. Astfel, sare pură poate fi obținută din apa de mare prin evaporare și cristalizare ulterioară.

Tipuri de amestecuri

Dacă adăugați zahăr în apă, după un timp particulele sale se vor dizolva și devin invizibile. Ca urmare, vor fi imposibil de distins cu ochiul liber. Astfel de amestecuri se numesc omogene sau omogene. Exemple dintre ele sunt și aerul, benzina, bulionul, parfumul, apa dulce și sărată, un aliaj de cupru și aluminiu. După cum puteți vedea, acestea pot fi în diferite stări de agregare, dar lichidele sunt cele mai comune. Se mai numesc si solutii.

În amestecurile neomogene sau eterogene, particulele de substanțe individuale pot fi distinse. Pilitura de fier și lemn, nisipul și sarea de masă sunt exemple tipice. Amestecuri eterogene se mai numesc și suspensii. Printre acestea se disting suspensiile și emulsiile. Prima constă dintr-un lichid și un solid. Deci, o emulsie este un amestec de apă și nisip. O emulsie este o combinație de două lichide cu densități diferite.

Există amestecuri eterogene cu denumiri speciale. Deci, un exemplu de spumă este spuma de polistiren, iar aerosolii includ ceață, fum, deodorante, odorizante și agenți antistatici.

Metode de separare a amestecurilor

Desigur, multe amestecuri au proprietăți mai valoroase decât substanțele individuale incluse în compoziția lor. Dar chiar și în viața de zi cu zi apar situații când trebuie să fie separate. Și în industrie, producții întregi se bazează pe acest proces. De exemplu, benzina, motorina, kerosenul, păcura, motorina și uleiul de motor, combustibilul pentru rachete, acetilena și benzenul sunt obținute din ulei ca urmare a prelucrării acestuia. De acord, este mai profitabil să folosești aceste produse decât să arzi uleiul fără minte.

Acum să ne dăm seama dacă există metode chimice pentru separarea amestecurilor. Să presupunem că trebuie să obținem substanțe pure dintr-o soluție apoasă de sare. Pentru a face acest lucru, amestecul trebuie încălzit. Ca urmare, apa se va transforma în abur și sarea se va cristaliza. Dar în acest caz nu va exista nicio transformare a unor substanțe în altele. Aceasta înseamnă că baza acestui proces este fenomenele fizice.

Metodele de separare a amestecurilor depind de starea de agregare, solubilitate, diferența de punct de fierbere, densitatea și compoziția componentelor sale. Să ne uităm la fiecare dintre ele mai detaliat folosind exemple specifice.

Filtrare

Această metodă de separare este potrivită pentru amestecurile care conțin un lichid și un solid insolubil. De exemplu, apă și nisip de râu. Acest amestec trebuie trecut printr-un filtru. Drept urmare, apa curată va trece liber prin ea, dar nisipul va rămâne.

Advocacy

Unele metode de separare a amestecurilor se bazează pe gravitație. În acest fel, suspensiile și emulsiile pot fi separate. Dacă uleiul vegetal intră în apă, amestecul trebuie mai întâi agitat. Apoi lăsați-l puțin. Ca urmare, apa va ajunge la fundul vasului, iar uleiul o va acoperi sub forma unei pelicule.

În condiții de laborator, acestea sunt utilizate pentru decantare. Ca urmare a funcționării sale, lichidul mai dens este scurs în vas, iar lichidul mai ușor rămâne.

Decontarea se caracterizează printr-o viteză redusă a procesului. Este nevoie de ceva timp pentru ca un precipitat să se formeze. În condiții industriale, această metodă se realizează în structuri speciale numite rezervoare de decantare.

Acțiune prin magnet

Dacă amestecul conține metal, acesta poate fi separat cu ajutorul unui magnet. De exemplu, pentru a separa fierul și Dar toate metalele au astfel de proprietăți? Deloc. Doar amestecurile care conțin feromagneți sunt potrivite pentru această metodă. Pe lângă fier, acestea includ nichel, cobalt, gadoliniu, terbiu, disproziu, holmiu și erbiu.

Distilare

Acest nume tradus din latină înseamnă „picurare”. Distilarea este o metodă de separare a amestecurilor bazată pe diferențele de puncte de fierbere ale substanțelor. Astfel, chiar și acasă poți separa alcoolul și apa. Prima substanță începe să se evapore deja la o temperatură de 78 de grade Celsius. Atingând o suprafață rece, vaporii de alcool se condensează, transformându-se într-o stare lichidă.

În industrie, se obțin produse petroliere, substanțe aromatice și metale pure.

Evaporare și cristalizare

Aceste metode de separare a amestecurilor sunt potrivite pentru soluții lichide. Substanțele care le compun diferă prin punctul de fierbere. In acest fel, din apa in care sunt dizolvate se pot obtine cristale de sare sau zahar. Pentru a face acest lucru, soluțiile sunt încălzite și evaporate până la o stare saturată. În acest caz, se depun cristale. Dacă este necesar să se obțină apă curată, atunci soluția este adusă la fierbere, urmată de condensarea vaporilor pe o suprafață mai rece.

Metode de separare a amestecurilor de gaze

Amestecurile gazoase sunt separate prin metode de laborator și industriale, deoarece acest proces necesită echipamente speciale. Materiile prime de origine naturală sunt aerul, cuptorul de cocs, generatorul, asociat și gazul natural, care este o combinație de hidrocarburi.

Metodele fizice de separare a amestecurilor în stare gazoasă sunt următoarele:

• Condensarea este procesul de răcire treptată a unui amestec, în timpul căruia are loc condensarea componentelor acestuia. În acest caz, în primul rând, substanțele cu punct de fierbere ridicat, care sunt colectate în separatoare, trec în stare lichidă. În acest fel, se obține hidrogen și se separă și amoniacul din partea nereacționată a amestecului.
• Sorbarea este absorbția unor substanțe de către altele. Acest proces are componente opuse, între care se stabilește echilibrul în timpul reacției. Sunt necesare condiții diferite pentru procesele înainte și invers. În primul caz, este o combinație de presiune ridicată și temperatură scăzută. Acest proces se numește sorbție. În caz contrar, se folosesc condițiile opuse: presiune scăzută la temperatură ridicată.
• Separarea prin membrană este o metodă care utilizează proprietatea partițiilor semi-permeabile de a permite selectiv trecerea moleculelor de diferite substanțe.
• Refluxul este procesul de condensare a părților cu punct de fierbere ridicat ale amestecurilor ca urmare a răcirii acestora. În acest caz, temperatura de tranziție la starea lichidă a componentelor individuale ar trebui să difere semnificativ.

Cromatografia

Numele acestei metode poate fi tradus prin „Scriu cu culoare”. Imaginați-vă că adăugați cerneală în apă. Dacă scufundați capătul unei hârtie de filtru în acest amestec, acesta va începe să fie absorbit. În acest caz, apa va fi absorbită mai repede decât cerneala, ceea ce se datorează gradelor diferite de sorbție a acestor substanțe. Cromatografia nu este doar o metodă de separare a amestecurilor, ci și o metodă de studiere a unor proprietăți ale substanțelor precum difuzia și solubilitatea.

Deci, ne-am familiarizat cu concepte precum „substanțe pure” și „amestecuri”. Primele sunt elemente sau compuși constând numai din particule de un anumit tip. Exemple dintre acestea sunt sarea, zahărul, apa distilată. Amestecurile sunt o colecție de substanțe individuale. Se folosesc o serie de metode pentru a le separa. Metoda de separare a acestora depinde de proprietățile fizice ale componentelor sale. Principalele includ decantare, evaporare, cristalizare, filtrare, distilare, acțiune magnetică și cromatografia.

Fiecare substanță conține impurități. O substanță este considerată pură dacă aproape că nu conține impurități.

Amestecuri de substanțe pot fi omogene sau eterogene. Într-un amestec omogen, componentele nu pot fi detectate prin observație, dar într-un amestec eterogen acest lucru este posibil.

Unele proprietăți fizice ale unui amestec omogen diferă de proprietățile componentelor.

Într-un amestec eterogen, proprietățile componentelor sunt păstrate.

Amestecurile eterogene de substanțe sunt separate prin decantare, filtrare și uneori prin acțiunea unui magnet, iar amestecurile omogene sunt separate prin evaporare și distilare (distilare).

Substanțe pure și amestecuri

Trăim printre chimicale. Inspirăm aer, care este un amestec de gaze (azot, oxigen și altele), și expirăm dioxid de carbon. Ne spălăm cu apă - aceasta este o altă substanță, cea mai comună de pe Pământ. Bem lapte - un amestec de apă cu picături minuscule de grăsime din lapte, și nu numai: există și cazeina proteică din lapte, săruri minerale, vitamine și chiar zahăr, dar nu cea cu care bei ceai, ci o proteină specială din lapte. - lactoza. Mâncăm mere, care constau dintr-un set întreg de substanțe chimice - aici există zahăr, acid malic și vitamine... Când bucățile de mere mestecate intră în stomac, sucurile digestive umane încep să acționeze asupra lor, care ajută la absorbția tuturor gusturilor. și substanțe sănătoase nu numai mere, ci și orice alt aliment. Nu numai că trăim printre substanțe chimice, dar și noi înșine suntem făcuți din ele. Fiecare persoană - pielea, mușchii, sângele, dinții, oasele, părul lui este construit din substanțe chimice, ca o casă de cărămizi. Azotul, oxigenul, zahărul, vitaminele sunt substanțe de origine naturală, naturală. Sticla, cauciucul, oțelul sunt și ele substanțe, sau mai bine zis, materiale (amestecuri de substanțe). Atât sticla, cât și cauciucul sunt de origine artificială, nu au existat în natură. Substantele absolut pure nu se gasesc in natura sau se gasesc foarte rar.

Fiecare substanță conține întotdeauna o anumită cantitate de impurități. O substanță în care aproape nu există impurități se numește pură. Ei lucrează cu astfel de substanțe într-un laborator științific sau într-un laborator de chimie școlar. Rețineți că substanțele absolut pure nu există.

O substanță pură individuală are un anumit set de proprietăți caracteristice (proprietăți fizice constante). Doar apa distilată pură are punctul de topire = 0 °C, punctul de fierbere = 100 °C și nu are gust. Apa de mare îngheață la o temperatură mai scăzută și fierbe la o temperatură mai mare; gustul ei este amar și sărat. Apa Mării Negre îngheață la o temperatură mai scăzută și fierbe la o temperatură mai mare decât apa Mării Baltice. De ce? Cert este că apa de mare conține și alte substanțe, de exemplu săruri dizolvate, adică. este un amestec de diverse substanțe, a căror compoziție variază foarte mult, dar proprietățile amestecului nu sunt constante. Definiția conceptului „amestec” a fost dată în secolul al XVII-lea. Omul de știință englez Robert Boyle: „Un amestec este un sistem integral format din componente eterogene.”

Amestecuri includ aproape toate substanțele naturale, produsele alimentare (cu excepția sării, zahărului și a altora), multe medicamente și cosmetice, produse chimice de uz casnic și materiale de construcție.

Caracteristicile comparative ale amestecului și substanței pure

Fiecare substanță conținută într-un amestec se numește componentă.

Clasificarea amestecurilor

Există amestecuri omogene și eterogene.

Amestecuri omogene (omogene)

Adăugați o porție mică de zahăr într-un pahar cu apă și amestecați până se dizolvă tot zahărul. Lichidul va avea gust dulce. Astfel, zahărul nu a dispărut, ci a rămas în amestec. Dar nu îi vom vedea cristalele, chiar și atunci când examinăm o picătură de lichid printr-un microscop puternic. Amestecul preparat de zahăr și apă este omogen; cele mai mici particule din aceste substanțe sunt amestecate uniform.

Amestecuri în care componentele nu pot fi detectate prin observare se numesc omogene.

Majoritatea aliajelor metalice sunt, de asemenea, amestecuri omogene. De exemplu, într-un aliaj de aur și cupru (folosit pentru a face bijuterii), nu există particule de cupru roșu și particule de aur galben.

Multe articole pentru diverse scopuri sunt realizate din materiale care sunt amestecuri omogene de substanțe.

Amestecurile omogene includ toate amestecurile de gaze, inclusiv aerul. Există multe amestecuri omogene de lichide.

Amestecuri omogene se mai numesc si solutii, chiar daca sunt solide sau gazoase.

Să dăm exemple de soluții (aer într-un balon, sare de masă + apă, schimbare mică: aluminiu + cupru sau nichel + cupru).

Amestecuri eterogene (eterogene)

Știți că creta nu se dizolvă în apă. Dacă pulberea sa este turnată într-un pahar cu apă, atunci în amestecul rezultat puteți găsi întotdeauna particule de cretă care sunt vizibile cu ochiul liber sau printr-un microscop.

Amestecuri în care componentele pot fi detectate prin observare sunt numite eterogene.

Amestecurile eterogene includ majoritatea mineralelor, solul, materialele de construcție, țesuturile vii, apa noroioasă, laptele și alte produse alimentare, unele medicamente și produse cosmetice.

Într-un amestec eterogen, proprietățile fizice ale componentelor sunt păstrate. Astfel, pilitura de fier amestecată cu cupru sau aluminiu nu își pierd capacitatea de a fi atrase de un magnet.

Unele tipuri de amestecuri eterogene au denumiri speciale: spumă (de exemplu, spumă de polistiren, spumă de săpun), suspensie (un amestec de apă cu o cantitate mică de făină), emulsie (lapte, ulei vegetal bine agitat și apă), aerosol ( fum, ceață).

Metode de separare a amestecurilor

În natură, substanțele există sub formă de amestecuri. Pentru cercetarea de laborator, producția industrială și pentru nevoile de farmacologie și medicină sunt necesare substanțe pure.

Există multe metode de separare a amestecurilor. Acestea sunt selectate luând în considerare tipul de amestec, starea de agregare și diferențele în proprietățile fizice ale componentelor.

Metode de separare a amestecurilor

Aceste metode se bazează pe diferențele dintre proprietățile fizice ale componentelor amestecului.

Să luăm în considerare modalități de a separa amestecurile eterogene și omogene.

Exemplu de amestec	Metoda de separare
Suspensie - un amestec de nisip de râu și apă	Advocacy Separarea prin decantare se bazează pe diferite densități de substanțe. Nisipul mai greu se depune pe fund. De asemenea, puteți separa emulsia: separați uleiul sau uleiul vegetal de apă. În laborator, acest lucru se poate face folosind o pâlnie de separare. Petrolul sau uleiul vegetal formează stratul superior, mai ușor. Ca urmare a depunerii, roua cade din ceață, funinginea se depune din fum și smântâna se depune în lapte.
Un amestec de nisip și sare de masă în apă	Filtrare Separarea amestecurilor eterogene prin filtrare se bazează pe diferite solubilități ale substanțelor în apă și diferite dimensiuni ale particulelor. Doar particulele de substanțe comparabile cu acestea trec prin porii filtrului, în timp ce particulele mai mari sunt reținute pe filtru. În acest fel puteți separa un amestec eterogen de sare de masă și nisip de râu. Ca filtre pot fi folosite diverse substanțe poroase: vată, cărbune, lut copt, sticlă presată și altele. Metoda de filtrare este baza pentru funcționarea aparatelor de uz casnic, precum aspiratoarele. Este folosit de chirurgi - bandaje de tifon; foratori și lucrători ai lifturilor - măști respiratorii. Folosind o strecurătoare de ceai pentru a filtra frunzele de ceai, Ostap Bender - eroul lucrării lui Ilf și Petrov - a reușit să ia unul dintre scaunele de la Ellochka Ogresa („Doisprezece scaune”).
Amestec de fier și pulbere de sulf	Acțiune prin magnet sau apă Pulberea de fier era atrasă de un magnet, dar pulberea de sulf nu. Pulbere de sulf neumezibilă a plutit la suprafața apei, iar pulberea grea de fier umectabilă s-a depus pe fund.
O soluție de sare în apă este un amestec omogen	Evaporare sau cristalizare Apa se evaporă, lăsând cristale de sare în cana de porțelan. Când apa este evaporată din lacurile Elton și Baskunchak, se obține sare de masă. Această metodă de separare se bazează pe diferența de puncte de fierbere a solventului și a solutului. Dacă o substanță, de exemplu zahărul, se descompune atunci când este încălzită, atunci apa nu este complet evaporată - soluția este evaporată, iar apoi cristalele de zahăr sunt precipitate din soluția saturată. Uneori este necesară îndepărtarea impurităților din solvenții cu un punct de fierbere mai scăzut, cum ar fi sarea din apă. În acest caz, vaporii substanței trebuie colectați și apoi condensați la răcire. Această metodă de separare a unui amestec omogen se numește distilare sau distilare. În dispozitivele speciale - distilatoare, se obține apă distilată, care este utilizată pentru nevoile de farmacologie, laboratoare și sisteme de răcire a mașinilor. Puteți construi un astfel de distilator acasă.

Dacă separați un amestec de alcool și apă, atunci alcoolul cu punctul de fierbere = 78 °C va fi distilat mai întâi (colectat într-o eprubetă receptoare), iar apa va rămâne în eprubetă. Distilarea este folosită pentru a produce benzină, kerosen și motorină din petrol.

Dacă atârnă o bandă de hârtie de filtru peste un recipient cu cerneală roșie, scufundând în ea doar capătul benzii. Soluția este absorbită de hârtie și se ridică de-a lungul acesteia. Dar limita de creștere a vopselei rămâne în urmă față de limita de creștere a apei. Așa se separă două substanțe: apa și materia colorantă din cerneală.

Folosind cromatografia, botanistul rus M. S. Tsvet a fost primul care a izolat clorofila din părțile verzi ale plantelor. În industrie și laboratoare, amidonul, cărbunele, calcarul și oxidul de aluminiu sunt folosite în locul hârtiei de filtru pentru cromatografie. Sunt întotdeauna necesare substanțe cu același grad de purificare?

Pentru diferite scopuri, sunt necesare substanțe cu grade diferite de purificare. Apa de gătit trebuie lăsată să stea suficient pentru a îndepărta impuritățile și clorul folosit pentru a o dezinfecta. Apa de băut trebuie mai întâi fiartă. Iar în laboratoarele chimice pentru prepararea soluțiilor și efectuarea experimentelor, în medicină este nevoie de apă distilată, purificată cât mai mult posibil din substanțele dizolvate în ea. Substanțele în special pure, cu conținutul de impurități în care nu depășește o milioneme dintr-un procent, sunt utilizate în electronice, semiconductori, tehnologie nucleară și alte industrii de precizie.

eterogen (eterogen)	omogen (omogen)
Amestecuri eterogene sunt acelea în care interfața dintre componentele originale poate fi identificată fie cu ochiul liber, fie sub lupă sau microscop:	Substanțele din astfel de amestecuri sunt amestecate între ele cât mai mult posibil, s-ar putea spune, la nivel molecular. În astfel de amestecuri, este imposibil să se identifice interfața dintre componentele originale chiar și la microscop:
Exemple
Suspensie (solid + lichid) Emulsie (lichid + lichid) Fum (solid + gaz) Amestec de pulbere solidă (solid+solid)	Soluții adevărate (de exemplu, o soluție de sare de masă în apă, o soluție de alcool în apă) Soluții solide (aliaje metalice, hidrați de sare cristalină) Soluții gazoase (un amestec de gaze care nu reacționează între ele)

Metode de separare a amestecurilor

Amestecurile eterogene de tip gaz-lichid, lichid-solid, gaz-solid sunt instabile în timp sub influența gravitației. În astfel de amestecuri, componentele cu o densitate mai mică se ridică treptat (plutesc), iar cu o densitate mai mare, se scufundă (se așează). Acest proces de separare spontană a amestecurilor în timp se numește apărând. De exemplu, un amestec de nisip fin și apă se împarte destul de repede în mod spontan în două părți:

Pentru a accelera procesul de depunere a substanțelor cu o densitate mai mare dintr-un lichid în condiții de laborator, ei recurg adesea la o versiune mai avansată a metodei de decantare - centrifugare. Rolul gravitației în centrifuge este jucat de forța centrifugă, care apare întotdeauna în timpul rotației. Deoarece forța centrifugă depinde direct de viteza de rotație, ea poate fi făcută de multe ori mai mare decât forța gravitațională prin simpla creștere a numărului de rotații ale centrifugei pe unitatea de timp. Datorită acestui fapt, se realizează o separare mult mai rapidă a amestecului în comparație cu decantarea.

După decantare sau centrifugare, supernatantul poate fi separat de sediment folosind metoda decantare— prin scurgerea cu grijă a lichidului din sediment.

Puteți separa un amestec de două lichide care sunt insolubile unul în celălalt (după decantare) folosind o pâlnie de separare, al cărei principiu de funcționare este clar din următoarea ilustrație:

Pentru a separa amestecurile de substanțe în diferite stări de agregare, pe lângă sedimentare și centrifugare, filtrarea este, de asemenea, utilizată pe scară largă. Metoda constă în faptul că filtrul are un debit diferit în raport cu componentele amestecului. Cel mai adesea acest lucru se datorează dimensiunilor diferitelor particule, dar se poate datora și faptului că componentele individuale ale amestecului interacționează mai puternic cu suprafața filtrului ( sunt adsorbite ei).

De exemplu, o suspensie dintr-o pulbere solidă insolubilă cu apă poate fi separată folosind un filtru de hârtie poroasă. Solidul rămâne pe filtru, iar apa trece prin el și este colectată într-un recipient situat sub el:

În unele cazuri, amestecurile eterogene pot fi separate datorită proprietăților magnetice diferite ale componentelor. De exemplu, un amestec de sulf și pulberi metalice de fier poate fi separat cu ajutorul unui magnet. Particulele de fier, spre deosebire de particulele de sulf, sunt atrase și ținute de un magnet:

Separarea componentelor amestecului folosind un câmp magnetic se numește separare magnetică.

Dacă amestecul este o soluție dintr-un solid refractar într-un lichid, această substanță poate fi separată de lichid prin evaporarea soluției:

Pentru a separa amestecurile omogene lichide, o metodă numită distilare, sau distilare. Această metodă are un principiu de funcționare similar cu evaporarea, dar vă permite să separați nu numai componentele volatile de cele nevolatile, ci și substanțele cu puncte de fierbere relativ apropiate. Una dintre cele mai simple opțiuni pentru aparatul de distilare este prezentată în figura de mai jos:

Semnificația procesului de distilare este că atunci când un amestec de lichide fierbe, vaporii componentei cu fierbere mai ușoară se evaporă mai întâi. Vaporii acestei substanțe, după ce trec prin frigider, se condensează și curg în receptor. Metoda de distilare este utilizată pe scară largă în industria petrolului în timpul rafinării primare a petrolului pentru a separa petrolul în fracții (benzină, kerosen, motorină etc.).

Metoda de distilare produce și apă purificată din impurități (în primul rând săruri). Apa care a fost purificată prin distilare se numește apă distilată.