В нашата статия ще разгледаме какво представляват чисти вещества и смеси, методи за разделяне на смеси. Всеки от нас ги използва в ежедневието. Срещат ли се изобщо в природата чисти вещества? И как да ги различим от смеси?
Чисти вещества и смеси: начини за разделяне на смеси
Чистите вещества са вещества, които съдържат частици само от определен тип. Учените смятат, че те практически не съществуват в природата, тъй като всички те, макар и в незначителни пропорции, съдържат примеси. Абсолютно всички вещества също са разтворими във вода. Дори ако, например, сребърен пръстен е потопен в тази течност, йоните на този метал ще преминат в разтвор.
Признак за чистите вещества е постоянството на състава и физичните свойства. В процеса на тяхното формиране настъпва промяна в количеството енергия. Освен това може както да се увеличи, така и да намалее. Чистото вещество може да бъде разделено на отделни компоненти само чрез химическа реакция. Например, само дестилираната вода има типична точка на кипене и замръзване за това вещество,липса на вкус и мирис. А кислородът и водородът му могат да бъдат разложени само чрез електролиза.
И как техните агрегати се различават от чистите вещества? Химията ще ни помогне да отговорим на този въпрос. Методите за разделяне на смеси са физически, тъй като не водят до промяна в химичния състав на веществата. За разлика от чистите вещества, смесите имат променлив състав и свойства и могат да бъдат разделени чрез физични методи.
Какво е смес
Сместа е съвкупност от отделни вещества. Пример за това е морската вода. За разлика от дестилираното, той има горчив или солен вкус, кипи при по-висока температура и замръзва при по-ниска температура. Методите за разделяне на смеси от вещества са физически. Така че, чиста сол може да се получи от морска вода чрез изпаряване и последваща кристализация.
Видове смеси
Ако добавите захар към водата, след известно време нейните частици ще се разтворят и ще станат невидими. В резултат на това те не могат да бъдат разграничени с просто око. Такива смеси се наричат хомогенни или хомогенни. Въздух, бензин, бульон, парфюм, сладка и солена вода и сплав от мед и алуминий също са примери за тях. Както можете да видите, хомогенните смеси могат да бъдат в различни агрегатни състояния, но най-често се срещат течности. Те също се наричат решения.
В хетерогенни или хетерогенни смеси могат да се разграничат частици от отделни вещества. Типични примери са железни и дървени стърготини, пясък и готварска сол. Хетерогенните смеси се наричат още суспензии. Сред тях се разграничават суспензии и емулсии. Първият се състои от течност и твърдо вещество. И така, емулсията е смес от вода и пясък. Емулсията е комбинация от две течности с различна плътност.
Има хетерогенни смеси със специални имена. И така, пример за пяна е пяната, а аерозолите включват мъгла, дим, дезодоранти, освежители за въздух, антистатични агенти.
Методи за разделяне на смеси
Разбира се, много смеси имат по-ценни свойства от отделните отделни вещества, които ги съставят. Но дори и в ежедневието има ситуации, когато те трябва да бъдат разделени. А в индустрията цели индустрии се основават на този процес. Например от нефт в резултат на неговата преработка се получават бензин, газьол, керосин, мазут, соларно масло и машинно масло, ракетно гориво, ацетилен и бензол. Съгласете се, по-изгодно е да използвате тези продукти, отколкото безсмислено изгаряне на масло.
Сега да видим дали има такова нещо като химически методи за разделяне на смеси. Да предположим, че трябва да получим чисти вещества от воден разтвор на сол. За да направите това, сместа трябва да се нагрее. В резултат на това водата ще се превърне в пара, а солта ще кристализира. Но в същото време няма да има трансформация на едно вещество в друго. Това означава, че основата на този процес са физическите явления.
Методите за разделяне на смеси зависят от агрегатното състояние, способността за разтваряне, разликата в точката на кипене, плътността и състава на нейните компоненти. Нека разгледаме всеки от тях по-подробно за конкретнипримери.
Филтриране
Този метод на разделяне е подходящ за смеси, съдържащи течност и неразтворимо твърдо вещество. Например вода и речен пясък. Тази смес трябва да се прекара през филтър. В резултат на това чистата вода ще премине свободно през него, а пясъкът ще остане.
Уреждане
Някои методи за разделяне на смеси се основават на действието на гравитацията. Така суспензиите и емулсиите могат да се разлагат до чисти вещества. Ако растителното масло попадне във водата, сместа трябва първо да се разклати. След това го оставете за известно време. В резултат на това водата ще бъде на дъното на съда, а маслото ще го покрие под формата на филм.
В лабораторни условия се използва разделителна фуния за утаяване. В резултат на работата му по-плътната течност се източва в съда, докато леката остава.
Уреждането се характеризира с ниска скорост на процеса. Отнема известно време, за да се образува утайката. В промишлени условия този метод се извършва в специални структури, наречени утаителни резервоари.
Екшън с магнит
Ако сместа съдържа метал, тя може да бъде разделена с помощта на магнит. Например, отделете железни и дървени стърготини. Но всички метали имат ли тези свойства? Въобще не. За този метод са подходящи само смеси, съдържащи феромагнети. В допълнение към желязото, те включват никел, кобалт, гадолиний, тербий, диспрозий, холмий, ербий.
Дестилация
Това е заглавието вв превод от латински означава „отцеждащи се капки“. Дестилацията е метод за разделяне на смеси въз основа на разликата в точките на кипене на веществата. Така дори у дома алкохолът и водата могат да бъдат разделени. Първото вещество започва да се изпарява вече при температура от 78 градуса по Целзий. Докосвайки студената повърхност, алкохолната пара кондензира, превръщайки се в течно състояние.
В промишлеността по този начин се получават продукти за рафиниране на нефт, ароматни вещества, чисти метали.
Изпаряване и кристализация
Тези методи за разделяне са подходящи за течни разтвори. Веществата, които съставляват техния състав, се различават по точката на кипене. Така е възможно да се получат кристали сол или захар от водата, в която са разтворени. За да направите това, разтворите се нагряват и се изпаряват до наситено състояние. В този случай кристалите се отлагат. Ако е необходимо да се получи чиста вода, тогава разтворът се довежда до кипене, последвано от кондензация на парите върху по-студена повърхност.
Методи за разделяне на газови смеси
Газовите смеси се разделят по лабораторни и индустриални методи, тъй като този процес изисква специално оборудване. Суровината с естествен произход е въздух, кокс, генератор, свързан и природен газ, който е комбинация от въглеводороди.
Физичните методи за разделяне на смеси в газообразно състояние са както следва:
- Кондензацията е постепенен процесохлаждане на сместа, при което настъпва кондензация на нейните компоненти. В този случай преди всичко висококипящите вещества, които се събират в сепаратори, преминават в течно състояние. По този начин се получава водород от коксов газ, а амонякът също се отделя от нереагиралата част от сместа.
- Сорбцията е усвояването на едни вещества от други. Този процес има противоположни компоненти, между които се установява равновесие по време на реакцията. Процесите напред и назад изискват различни условия. В първия случай това е комбинация от високо налягане и ниска температура. Този процес се нарича сорбция. В противен случай се използват противоположни условия: ниско налягане при висока температура.
- Мембранното разделяне е метод, при който се използва свойството на полупропускливи прегради за селективно преминаване на молекули от различни вещества.
- Рефлуксация - процесът на кондензация на висококипящи части от смеси в резултат на тяхното охлаждане. В този случай температурата на преход към течно състояние на отделните компоненти трябва да се различава значително.
Хроматография
Името на този метод може да се преведе като "пиша с цвят". Представете си, че към водата се добавя мастило. Ако спуснете края на филтърната хартия в такава смес, тя ще започне да се абсорбира. В този случай водата ще се абсорбира по-бързо от мастилото, което е свързано с различна степен на усвояване на тези вещества. Хроматографията е не само метод за разделяне на смеси, но и метод за изследване на свойствата на веществата като дифузия и разтворимост.
И така се срещнахмес понятия като "чисти вещества" и "смеси". Първите са елементи или съединения, състоящи се само от частици от определен тип. Техните примери са сол, захар, дестилирана вода. Смесите са съвкупност от отделни вещества. За разделянето им се използват редица методи. Начинът, по който са разделени, зависи от физичните свойства на съставните му части. Основните са утаяване, изпаряване, кристализация, филтриране, дестилация, намагнитване и хроматография.
