I. Neues Material

Bei der Vorbereitung des Unterrichts wurden Materialien des Autors verwendet: N. K. Cheremisina,

Chemielehrer der Sekundarschule Nr. 43

(Kaliningrad),

Wir leben inmitten von Chemikalien. Wir inhalieren Luft, und dies ist ein Gasgemisch ( Stickstoff, Sauerstoff und andere), ausatmen Kohlendioxid. Wir waschen uns Wasser- Dies ist eine andere Substanz, die auf der Erde am häufigsten vorkommt. Wir trinken Milch- Mischung Wasser mit kleinen Tropfen Milch fett, und nicht nur: es gibt noch Milcheiweiß Kasein, Mineral Salz, Vitamine und sogar Zucker, aber nicht der, mit dem sie Tee trinken, sondern ein spezieller, milchiger - Laktose. Wir essen Äpfel, die aus einer ganzen Reihe von Chemikalien bestehen – hier und Zucker, und Apfelsäure, und Vitamine... Wenn die gekauten Stücke eines Apfels in den Magen gelangen, beginnen menschliche Verdauungssäfte auf sie einzuwirken, die helfen, alle schmackhaften und gesunden Substanzen nicht nur des Apfels, sondern auch aller anderen Lebensmittel aufzunehmen. Wir leben nicht nur inmitten von Chemikalien, sondern wir selbst bestehen aus ihnen. Jeder Mensch – seine Haut, Muskeln, Blut, Zähne, Knochen, Haare sind aus Chemikalien gebaut, wie ein Haus aus Ziegeln. Stickstoff, Sauerstoff, Zucker, Vitamine sind Stoffe natürlichen, natürlichen Ursprungs. Glas, Gummi, Stahl ist auch ein Stoff, genauer gesagt, Material(Stoffgemische). Sowohl Glas als auch Gummi sind künstlichen Ursprungs, sie kamen in der Natur nicht vor. Völlig reine Substanzen kommen in der Natur nicht vor oder sind sehr selten.

Was ist der Unterschied zwischen Reinstoffen und Stoffgemischen?

Ein einzelner Reinstoff hat einen bestimmten Satz charakteristischer Eigenschaften (konstante physikalische Eigenschaften). Nur reines destilliertes Wasser hat tmelt = 0 °С, tboil = 100 °С und ist geschmacksneutral. Meerwasser gefriert bei einer niedrigeren Temperatur und kocht bei einer höheren Temperatur, sein Geschmack ist bitter-salzig. Das Wasser des Schwarzen Meeres gefriert bei einer niedrigeren Temperatur und siedet bei einer höheren Temperatur als das Wasser der Ostsee. Wieso den? Tatsache ist, dass Meerwasser andere Stoffe enthält, zum Beispiel gelöste Salze, d.h. es handelt sich um eine Mischung verschiedener Stoffe, deren Zusammensetzung in weiten Bereichen variiert, die Eigenschaften der Mischung jedoch nicht konstant sind. Der Begriff „Mischung“ wurde im 17. Jahrhundert definiert. Englischer Wissenschaftler Robert Boyle : „Eine Mischung ist ein integrales System, das aus heterogenen Bestandteilen besteht.“

Vergleichende Eigenschaften eines Gemisches und eines reinen Stoffes

Zeichen des Vergleichs	reine Substanz	Mischung
Verbindung	Konstante	wankelmütig
Substanzen	Dasselbe	Verschieden
Physikalische Eigenschaften	Dauerhaft	Wankelmütig
Energieänderung während der Formation	los	Passiert nicht
Trennung	Durch chemische Reaktionen	Physikalische Methoden

Mischungen unterscheiden sich im Aussehen.

Die Einstufung von Gemischen ist in der Tabelle dargestellt:

Hier sind Beispiele für Suspensionen (Flusssand + Wasser), Emulsionen (Pflanzenöl + Wasser) und Lösungen (Luft in einer Flasche, Salz + Wasser, Kleingeld: Aluminium + Kupfer oder Nickel + Kupfer).

In Suspensionen sind feste Partikel sichtbar, in Emulsionen flüssige Tröpfchen, solche Mischungen werden als heterogen (heterogen) bezeichnet, und in Lösungen sind die Komponenten nicht unterscheidbar, sie sind homogene (homogene) Mischungen.

Methoden zum Trennen von Gemischen

In der Natur kommen Stoffe in Form von Gemischen vor. Für die Laborforschung, die industrielle Produktion, für den Bedarf der Pharmakologie und Medizin werden reine Substanzen benötigt.

Zur Reinigung von Stoffen werden verschiedene Verfahren zur Trennung von Stoffgemischen eingesetzt.

Diese Methoden basieren auf Unterschieden in den physikalischen Eigenschaften der Komponenten der Mischung.

Prüfen WegeTrennungheterogen und homogen Mischungen .

Mischbeispiel	Trennverfahren
Suspension - eine Mischung aus Flusssand mit Wasser	absetzen Trennung Aufrechterhaltung basierend auf unterschiedlichen Stoffdichten. Schwererer Sand setzt sich am Boden ab. Sie können die Emulsion auch trennen: um Öl oder Pflanzenöl von Wasser zu trennen. Im Labor kann dies mit einem Scheidetrichter erfolgen. Petroleum oder Pflanzenöl bildet eine obere, leichtere Schicht.Durch das Absetzen fällt Tau aus dem Nebel, Ruß lagert sich aus Rauch ab, Sahne setzt sich in Milch ab. Trennung einer Mischung aus Wasser und Pflanzenöl durch Absetzen
Eine Mischung aus Sand und Kochsalz in Wasser	Filtration Was ist die Grundlage für die Trennung von heterogenen Gemischen mit filtern• Über unterschiedliche Löslichkeit von Stoffen in Wasser und über unterschiedliche Partikelgrößen. Durch die Poren des Filters passieren nur entsprechende Stoffpartikel, während größere Partikel auf dem Filter zurückgehalten werden. So können Sie ein heterogenes Gemisch aus Speisesalz und Flusssand trennen.Als Filter können verschiedene poröse Substanzen verwendet werden: Watte, Kohle, gebrannter Ton, Pressglas und andere. Das Filterverfahren ist die Grundlage für den Betrieb von Haushaltsgeräten, wie beispielsweise Staubsaugern. Es wird von Chirurgen verwendet - Mullbinden; Bohrer und Arbeiter von Aufzügen - Atemschutzmasken. Mit Hilfe eines Teesiebs zum Filtern von Teeblättern gelang es Ostap Bender, dem Helden der Arbeit von Ilf und Petrov, einen der Stühle von Ellochka Ogre („Die zwölf Stühle“) zu übernehmen.
Eine Mischung aus Eisenpulver und Schwefel	Aktion durch Magnet oder Wasser Eisenpulver wurde von einem Magneten angezogen, Schwefelpulver jedoch nicht.. Das nicht benetzbare Schwefelpulver schwamm an die Wasseroberfläche, während sich das schwere benetzbare Eisenpulver am Boden absetzte.. Trennung einer Mischung aus Schwefel und Eisen mit einem Magneten und Wasser
Eine Lösung von Salz in Wasser ist eine homogene Mischung	Verdampfung oder Kristallisation Das Wasser verdunstet und Salzkristalle bleiben in der Porzellantasse zurück. Wenn Wasser aus den Seen Elton und Baskunchak verdunstet wird, wird Kochsalz gewonnen. Diese Trennmethode basiert auf dem Unterschied in den Siedepunkten des Lösungsmittels und des gelösten Stoffes: Wenn sich eine Substanz wie Zucker beim Erhitzen zersetzt, wird das Wasser nicht vollständig verdampft – die Lösung wird verdampft und dann werden Zuckerkristalle ausgefällt aus einer gesättigten Lösung Manchmal ist es erforderlich, Verunreinigungen aus Lösungsmitteln mit einer niedrigeren Siedetemperatur zu entfernen, wie beispielsweise Wasser aus Salz. In diesem Fall müssen die Dämpfe des Stoffes gesammelt und dann beim Abkühlen kondensiert werden. Dieses Verfahren zum Trennen einer homogenen Mischung wird genannt Destillation oder Destillation. In speziellen GerätenDestillateure stellen destilliertes Wasser her , welcheverwendet für die Bedürfnisse der Pharmakologie, Labors, Autokühlsysteme . Zu Hause können Sie einen solchen Brenner entwerfen: Trennt man dagegen ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, so wird als erstes Alkohol mit t bp = 78 °C abdestilliert (in einem Auffangröhrchen aufgefangen) und Wasser im Reagenzglas zurückgelassen. Destillation wird verwendet, um Benzin, Kerosin, Gasöl aus Öl zu gewinnen. Trennung homogener Gemische

Eine spezielle Methode zur Trennung von Komponenten, basierend auf ihrer unterschiedlichen Absorption durch einen bestimmten Stoff, ist Chromatographie.

Zu Hause können Sie das folgende Experiment durchführen. Hänge einen Streifen Filterpapier über die Flasche mit roter Tinte und tauche nur das Ende des Streifens hinein. Die Lösung wird vom Papier absorbiert und steigt daran entlang auf. Aber die Grenze des Anstiegs der Farbe bleibt hinter der Grenze des Anstiegs des Wassers zurück. So erfolgt die Trennung zweier Stoffe: Wasser und der Farbstoff in der Tinte.

Mit Hilfe der Chromatographie gelang es dem russischen Botaniker M. S. Tsvet als erster, Chlorophyll aus grünen Pflanzenteilen zu isolieren. In Industrie und Labor werden anstelle von Filterpapier für die Chromatographie Stärke, Kohle, Kalkstein und Aluminiumoxid verwendet. Werden Stoffe immer mit dem gleichen Reinigungsgrad benötigt?

Für unterschiedliche Zwecke werden Substanzen mit unterschiedlichem Reinigungsgrad benötigt. Das Kochwasser wird ausreichend beruhigt, um Verunreinigungen und das zur Desinfektion verwendete Chlor zu entfernen. Trinkwasser muss zuerst abgekocht werden. Und in chemischen Labors zur Herstellung von Lösungen und Experimenten wird in der Medizin destilliertes Wasser benötigt, möglichst gereinigt von den darin gelösten Stoffen. Hochreine Substanzen, deren Gehalt an Verunreinigungen ein Millionstel Prozent nicht überschreitet, werden in der Elektronik-, Halbleiter-, Nukleartechnik und anderen Präzisionsindustrien verwendet.

Lesen Sie das Gedicht "Destilliertes Wasser" von L. Martynov:

Wasser
Begünstigt
gießen!
Sie ist
leuchtete
So rein
Was auch immer zu trinken
Nicht waschen.
Und es war kein Zufall.
Sie vermisste
Weiden, tala
Und die Bitterkeit blühender Reben,
Sie vermisste Algen
Und Fisch ölig von Libellen.
Sie vermisste es, wellig zu sein
Sie vermisste es, überall zu fließen.
Sie hatte nicht genug Leben.
Sauber -
Destilliertes Wasser!

Anwendung von destilliertem Wasser

II. Aufgaben zum Fixieren

1) Arbeiten Sie mit den Maschinen Nr. 1-4(notwendigLaden Sie den Simulator herunter, er wird im Internet Explorer-Browser geöffnet)

theoretischer Block.

Der Begriff „Mischung“ wurde im 17. Jahrhundert definiert. Englischer Wissenschaftler Robert Boyle: „Eine Mischung ist ein integrales System, das aus heterogenen Bestandteilen besteht.“

Vergleichende Eigenschaften eines Gemisches und eines reinen Stoffes

Zeichen des Vergleichs	reine Substanz	Mischung
	Konstante	wankelmütig
Substanzen	Dasselbe	Verschieden
Physikalische Eigenschaften	Dauerhaft	Wankelmütig
Energieänderung während der Formation	los	Passiert nicht
Trennung	Durch chemische Reaktionen	Physikalische Methoden

Mischungen unterscheiden sich im Aussehen.

Die Einstufung von Gemischen ist in der Tabelle dargestellt:

Hier sind Beispiele für Suspensionen (Flusssand + Wasser), Emulsionen (Pflanzenöl + Wasser) und Lösungen (Luft in einer Flasche, Salz + Wasser, Kleingeld: Aluminium + Kupfer oder Nickel + Kupfer).

Methoden zum Trennen von Gemischen

In der Natur kommen Stoffe in Form von Gemischen vor. Für die Laborforschung, die industrielle Produktion, für den Bedarf der Pharmakologie und Medizin werden reine Substanzen benötigt.

Zur Reinigung von Stoffen werden verschiedene Verfahren zur Trennung von Stoffgemischen eingesetzt.

Verdampfung - die Trennung von in einer Flüssigkeit gelösten Feststoffen durch Umwandlung in Dampf.

Destillation- Destillation, Trennung von in Flüssigkeitsgemischen enthaltenen Stoffen nach Siedepunkten mit anschließender Abkühlung des Dampfes.

Wasser in seiner reinen Form (ohne Salze) kommt in der Natur nicht vor. Ozean-, Meer-, Fluss-, Brunnen- und Quellwasser sind Sorten von Salzlösungen in Wasser. Oft benötigen die Menschen jedoch sauberes Wasser, das keine Salze enthält (wird in Automotoren verwendet; in der chemischen Produktion, um verschiedene Lösungen und Substanzen zu erhalten; bei der Herstellung von Fotografien). Solches Wasser wird als destilliert bezeichnet, und das Verfahren zu seiner Gewinnung wird als Destillation bezeichnet.

Filtration ist das Filtern von Flüssigkeiten (Gase) durch einen Filter, um sie von festen Verunreinigungen zu reinigen.

Diese Methoden basieren auf Unterschieden in den physikalischen Eigenschaften der Komponenten der Mischung.

Überlege, wie du dich trennen kannst heterogenund homogene Mischungen.

Mischbeispiel	Trennverfahren
Suspension - eine Mischung aus Flusssand mit Wasser	absetzen Trennung Aufrechterhaltung basierend auf unterschiedlichen Stoffdichten. Schwererer Sand setzt sich am Boden ab. Sie können die Emulsion auch trennen: um Öl oder Pflanzenöl von Wasser zu trennen. Im Labor kann dies mit einem Scheidetrichter erfolgen. Öl oder Pflanzenöl bildet die oberste, hellere Schicht. Durch das Absetzen fällt Tau aus dem Nebel, Ruß lagert sich aus Rauch ab, Sahne setzt sich in Milch ab. Trennung einer Mischung aus Wasser und Pflanzenöl durch Absetzen
Eine Mischung aus Sand und Kochsalz in Wasser	Filtration Was ist die Grundlage für die Trennung von heterogenen Gemischen mit filtern• Über unterschiedliche Löslichkeit von Stoffen in Wasser und über unterschiedliche Partikelgrößen. Nur Partikel von ihnen entsprechenden Substanzen passieren die Poren des Filters, während größere Partikel auf dem Filter zurückgehalten werden. So kann man ein heterogenes Gemisch aus Kochsalz und Flusssand trennen. Als Filter können verschiedene poröse Substanzen verwendet werden: Watte, Kohle, gebrannter Ton, Pressglas und andere. Das Filterverfahren ist die Grundlage für den Betrieb von Haushaltsgeräten, wie beispielsweise Staubsaugern. Es wird von Chirurgen verwendet - Mullbinden; Bohrer und Arbeiter von Aufzügen - Atemschutzmasken. Mit Hilfe eines Teesiebs zum Filtern von Teeblättern gelang es Ostap Bender, dem Helden der Arbeit von Ilf und Petrov, einen der Stühle von Ellochka Ogre („Die zwölf Stühle“) zu übernehmen. Trennung einer Mischung aus Stärke und Wasser durch Filtration
Eine Mischung aus Eisenpulver und Schwefel	Aktion durch Magnet oder Wasser Eisenpulver wurde von einem Magneten angezogen, Schwefelpulver jedoch nicht. Das nicht benetzbare Schwefelpulver schwamm an die Wasseroberfläche, während sich das schwere benetzbare Eisenpulver am Boden absetzte. Trennung einer Mischung aus Schwefel und Eisen mit einem Magneten und Wasser
Eine Lösung von Salz in Wasser ist eine homogene Mischung	Verdampfung oder Kristallisation Das Wasser verdunstet und Salzkristalle bleiben in der Porzellantasse zurück. Wenn Wasser aus den Seen Elton und Baskunchak verdunstet wird, wird Kochsalz gewonnen. Dieses Trennverfahren basiert auf dem Unterschied in den Siedepunkten des Lösungsmittels und des gelösten Stoffs. Wenn sich eine Substanz wie Zucker beim Erhitzen zersetzt, wird das Wasser nicht vollständig verdampft - die Lösung wird verdampft und dann werden Zuckerkristalle aus einer gesättigten Lösung ausgefällt. Manchmal ist es erforderlich, Verunreinigungen aus Lösungsmitteln mit niedrigerem Siedepunkt zu entfernen, beispielsweise Wasser aus Salz. In diesem Fall müssen die Dämpfe des Stoffes gesammelt und dann beim Abkühlen kondensiert werden. Dieses Verfahren zum Trennen einer homogenen Mischung wird genannt Destillation oder Destillation. In speziellen Geräten - Destillatoren - wird destilliertes Wasser gewonnen, das für die Bedürfnisse der Pharmakologie, Labors und Autokühlsysteme verwendet wird. Zu Hause können Sie einen solchen Brenner entwerfen: Trennt man dagegen ein Alkohol-Wasser-Gemisch, so wird zuerst Alkohol mit tSiede = 78 °C abdestilliert (in einem Auffangröhrchen aufgefangen) und Wasser bleibt im Reagenzglas zurück. Destillation wird verwendet, um Benzin, Kerosin, Gasöl aus Öl zu gewinnen. Trennung homogener Gemische

Eine spezielle Methode zur Trennung von Komponenten, basierend auf ihrer unterschiedlichen Absorption durch einen bestimmten Stoff, ist Chromatographie.

Mittels Chromatographie isolierte der russische Botaniker erstmals Chlorophyll aus grünen Pflanzenteilen. In Industrie und Labor werden anstelle von Filterpapier für die Chromatographie Stärke, Kohle, Kalkstein und Aluminiumoxid verwendet. Werden Stoffe immer mit dem gleichen Reinigungsgrad benötigt?

Für unterschiedliche Zwecke werden Substanzen mit unterschiedlichem Reinigungsgrad benötigt. Das Kochwasser wird ausreichend beruhigt, um Verunreinigungen und das zur Desinfektion verwendete Chlor zu entfernen. Trinkwasser muss zuerst abgekocht werden. Und in chemischen Labors zur Herstellung von Lösungen und Experimenten wird in der Medizin destilliertes Wasser benötigt, möglichst gereinigt von den darin gelösten Stoffen. Hochreine Substanzen, deren Gehalt an Verunreinigungen ein Millionstel Prozent nicht übersteigt, werden in der Elektronik-, Halbleiter-, Nukleartechnik und anderen Präzisionsindustrien verwendet.

Methoden zum Ausdrücken der Zusammensetzung von Mischungen.

· Massenanteil der Komponente in der Mischung- das Verhältnis der Masse der Komponente zur Masse der gesamten Mischung. Normalerweise wird der Massenanteil in % ausgedrückt, aber nicht notwendigerweise.

ω ["omega"] = mKomponente / mMischung

· Molenbruch einer Komponente in einer Mischung- das Verhältnis der Molzahl (Stoffmenge) der Komponente zur Gesamtmolzahl aller Stoffe in der Mischung. Wenn das Gemisch beispielsweise die Stoffe A, B und C enthält, dann:

χ [„chi“] Komponente A \u003d n Komponente A / (n (A) + n (B) + n (C))

· Molverhältnis der Komponenten. Manchmal wird bei Aufgaben für eine Mischung das Molverhältnis seiner Komponenten angegeben. Zum Beispiel:

nKomponente A: nKomponente B = 2: 3

· Volumenanteil der Komponente in der Mischung (nur für Gase)- das Verhältnis des Volumens von Stoff A zum Gesamtvolumen des gesamten Gasgemisches.

φ ["phi"] = VKomponente / VGemisch

Übungsblock.

Betrachten Sie drei Beispiele für Probleme, bei denen Mischungen von Metallen miteinander reagieren Salzsäure Säure:

Beispiel 1Wenn eine 20 g schwere Kupfer-Eisen-Mischung einem Überschuss an Salzsäure ausgesetzt wurde, wurden 5,6 Liter Gas (n.a.) freigesetzt. Bestimmen Sie die Massenanteile von Metallen in der Mischung.

Im ersten Beispiel reagiert Kupfer nicht mit Salzsäure, dh bei der Reaktion der Säure mit Eisen wird Wasserstoff freigesetzt. Wenn wir also das Wasserstoffvolumen kennen, können wir sofort die Menge und Masse von Eisen finden. Und dementsprechend die Massenanteile von Stoffen im Gemisch.

Beispiel 1 Lösung.

n \u003d V / Vm \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol.

2. Nach der Reaktionsgleichung:

3. Die Eisenmenge beträgt ebenfalls 0,25 mol. Sie können seine Masse finden:
mFe = 0,25 · 56 = 14 g.

Antwort: 70 % Eisen, 30 % Kupfer.

Beispiel 2Unter Einwirkung eines Überschusses an Salzsäure auf ein 11 g schweres Gemisch aus Aluminium und Eisen wurden 8,96 Liter Gas (n.a.) freigesetzt. Bestimmen Sie die Massenanteile von Metallen in der Mischung.

Im zweiten Beispiel ist die Reaktion beide Metall. Dabei wird bei beiden Reaktionen bereits Wasserstoff aus der Säure freigesetzt. Daher kann hier keine direkte Berechnung verwendet werden. In solchen Fällen ist es zweckmäßig, ein sehr einfaches Gleichungssystem zu verwenden, wobei für x die Anzahl der Mole eines der Metalle und für y die Stoffmenge des zweiten verwendet wird.

Beispiel 2 Lösung.

1. Finden Sie die Menge an Wasserstoff:
n \u003d V / Vm \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol.

2. Die Aluminiummenge sei x mol und die Eisenmenge y mol. Dann können wir die Menge an freigesetztem Wasserstoff durch x und y ausdrücken:

	2HCl = FeCl2 +

4. Wir kennen die Gesamtmenge an Wasserstoff: 0,4 mol. Meint,
1,5x + y = 0,4 (dies ist die erste Gleichung im System).

5. Für eine Mischung von Metallen müssen Sie ausdrücken Massen durch Stoffmengen.
m = Mn
Also die Masse von Aluminium
mAl = 27x,
Masse aus Eisen
mFe = 56y,
und die Masse der gesamten Mischung
27x + 56y = 11 (das ist die zweite Gleichung im System).

6. Wir haben also ein System aus zwei Gleichungen:

7. Das Lösen solcher Systeme ist viel bequemer durch Subtrahieren durch Multiplizieren der ersten Gleichung mit 18:
27x + 18y = 7,2
und Subtrahieren der ersten Gleichung von der zweiten:

8. (56 - 18)y \u003d 11 - 7.2
y \u003d 3,8 / 38 \u003d 0,1 Mol (Fe)
x = 0,2 Mol (Al)

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

bzw,
ωAl \u003d 100% - 50,91% \u003d 49,09%

Antwort: 50,91 % Eisen, 49,09 % Aluminium.

Beispiel 316 g einer Mischung aus Zink, Aluminium und Kupfer wurden mit einem Überschuss an Salzsäurelösung behandelt. Dabei wurden 5,6 Liter Gas (n.a.) freigesetzt und 5 g der Substanz lösten sich nicht. Bestimmen Sie die Massenanteile von Metallen in der Mischung.

Im dritten Beispiel reagieren zwei Metalle, aber das dritte Metall (Kupfer) reagiert nicht. Daher ist der Rest von 5 g die Masse von Kupfer. Die Mengen der verbleibenden zwei Metalle – Zink und Aluminium (beachten Sie, dass ihre Gesamtmasse 16 – 5 = 11 g beträgt) können mithilfe eines Gleichungssystems wie in Beispiel Nr. 2 ermittelt werden.

Antwort zu Beispiel 3: 56,25 % Zink, 12,5 % Aluminium, 31,25 % Kupfer.

Beispiel 4Eine Mischung aus Eisen, Aluminium und Kupfer wurde mit einem Überschuss an kalter konzentrierter Schwefelsäure behandelt. Gleichzeitig löste sich ein Teil der Mischung und es wurden 5,6 Liter Gas (n.a.) freigesetzt. Die verbleibende Mischung wurde mit einem Überschuss an Natronlauge behandelt. Es entwickelten sich 3,36 Liter Gas und es blieben 3 g ungelöster Rückstand zurück. Bestimmen Sie die Masse und Zusammensetzung der anfänglichen Metallmischung.

Denken Sie in diesem Beispiel daran kalt konzentriert Schwefelsäure reagiert nicht mit Eisen und Aluminium (Passivierung), reagiert aber mit Kupfer. Dabei wird Schwefeloxid (IV) freigesetzt.
Mit Alkali reagiert nur Alu- amphoteres Metall (zusätzlich zu Aluminium werden auch Zink und Zinn in Alkalien gelöst, und Beryllium kann immer noch in heißem konzentriertem Alkali gelöst werden).

Beispiel 4 Lösung.

1. Nur Kupfer reagiert mit konzentrierter Schwefelsäure, die Anzahl der Gasmole:
nSO2 = V / Vm = 5,6 / 22,4 = 0,25 mol

	2H2SO4 (konz.) = CuSO4 +

2. (Vergessen Sie nicht, dass solche Reaktionen mit einer elektronischen Waage ausgeglichen werden müssen)

3. Da das Molverhältnis von Kupfer und Schwefeldioxid 1:1 beträgt, hat Kupfer auch 0,25 Mol. Sie können die Masse von Kupfer finden:
mCu \u003d n M \u003d 0,25 64 \u003d 16 g.

4. Aluminium reagiert mit einer Alkalilösung, und ein Aluminiumhydroxokomplex und Wasserstoff werden gebildet:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

Al0 − 3e = Al3+

5. Molzahl Wasserstoff:
nH2 = 3,36 / 22,4 = 0,15 mol,
Das Molverhältnis von Aluminium und Wasserstoff beträgt 2:3 und daher
nAl = 0,15 / 1,5 = 0,1 mol.
Aluminiumgewicht:
mAl \u003d n M \u003d 0,1 27 \u003d 2,7 g

6. Der Rest ist Eisen mit einem Gewicht von 3 g. Sie können die Masse der Mischung finden:
mmix \u003d 16 + 2,7 + 3 \u003d 21,7 g.

7. Massenanteile von Metallen:

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

Antwort: 73,73 % Kupfer, 12,44 % Aluminium, 13,83 % Eisen.

Beispiel 521,1 g einer Mischung aus Zink und Aluminium wurden in 565 ml einer Salpetersäurelösung gelöst, die 20 gew. % HNO3 und einer Dichte von 1,115 g/ml. Das Volumen des freigesetzten Gases, das eine einfache Substanz und das einzige Produkt der Reduktion von Salpetersäure ist, betrug 2,912 l (n.a.). Bestimmen Sie die Zusammensetzung der resultierenden Lösung in Massenprozent. (RCTU)

Der Text dieses Problems zeigt deutlich das Produkt der Stickstoffreduktion - "einfache Substanz". Da Salpetersäure mit Metallen keinen Wasserstoff erzeugt, handelt es sich um Stickstoff. Beide Metalle in Säure gelöst.
Das Problem fragt nicht nach der Zusammensetzung der anfänglichen Metallmischung, sondern nach der Zusammensetzung der nach den Reaktionen erhaltenen Lösung. Das erschwert die Aufgabe.

Beispiel 5 Lösung.

1. Bestimmen Sie die Menge an Gassubstanz:
nN2 = V / Vm = 2,912 / 22,4 = 0,13 mol.

2. Bestimmen Sie die Masse der Salpetersäurelösung, die Masse und die Menge der gelösten HNO3-Substanz:

mLösung \u003d ρ V \u003d 1,115 565 \u003d 630,3 g
mHNO3 = ω mLösung = 0,2 630,3 = 126,06 g
nHNO3 = m / M = 126,06 / 63 = 2 mol

Bitte beachten Sie, dass, da sich die Metalle vollständig aufgelöst haben, dies bedeutet - gerade genug Säure(Diese Metalle reagieren nicht mit Wasser). Dementsprechend ist eine Überprüfung erforderlich Ist zu viel Säure drin?, und wie viel davon nach der Reaktion in der resultierenden Lösung verbleibt.

3. Reaktionsgleichungen aufstellen ( Vergessen Sie nicht die elektronische Waage) und zur Vereinfachung der Berechnungen nehmen wir für 5x die Zinkmenge und für 10y die Aluminiummenge. Dann ist Stickstoff in der ersten Reaktion gemäß den Koeffizienten in den Gleichungen x mol und in der zweiten - 3y mol:

	12HNO3 = 5Zn(NO3)2 +

Zn0 − 2e = Zn2+

	36HNO3 = 10Al(NO3)3 +

Al0 − 3e = Al3+

5. Unter der Annahme, dass die Masse der Metallmischung 21,1 g beträgt, ihre Molmassen 65 g/mol für Zink und 27 g/mol für Aluminium betragen, erhalten wir das folgende Gleichungssystem:

6. Es ist bequem, dieses System zu lösen, indem man die erste Gleichung mit 90 multipliziert und die erste Gleichung von der zweiten subtrahiert.

7. x \u003d 0,04, was nZn \u003d 0,04 5 \u003d 0,2 mol bedeutet
y \u003d 0,03, was bedeutet, dass nAl \u003d 0,03 10 \u003d 0,3 mol

8. Überprüfen Sie die Masse der Mischung:
0,2 65 + 0,3 27 \u003d 21,1 g.

9. Kommen wir nun zur Zusammensetzung der Lösung. Es ist zweckmäßig, die Reaktionen noch einmal umzuschreiben und die Mengen aller reagierten und gebildeten Substanzen (außer Wasser) über die Reaktionen zu schreiben:

10. Die nächste Frage ist: Ist Salpetersäure in der Lösung geblieben und wie viel ist übrig?
Gemäß den Reaktionsgleichungen ist die Menge an Säure, die reagiert hat:
nHNO3 = 0,48 + 1,08 = 1,56 mol,
d.h. die Säure war im Überschuss und Sie können ihren Rest in der Lösung berechnen:
nHNO3res. \u003d 2 - 1,56 \u003d 0,44 mol.

11. Also rein endgültige Lösung enthält:

Zinknitrat in einer Menge von 0,2 mol:
mZn(NO3)2 = n M = 0,2 · 189 = 37,8 g
Aluminiumnitrat in einer Menge von 0,3 mol:
mAl(NO3)3 = n M = 0,3 · 213 = 63,9 g
ein Überschuss an Salpetersäure in einer Menge von 0,44 mol:
mHNO3res. = n M = 0,44 · 63 = 27,72 g

12. Welche Masse hat die endgültige Lösung?
Denken Sie daran, dass die Masse der endgültigen Lösung aus den Komponenten besteht, die wir gemischt haben (Lösungen und Substanzen), abzüglich der Reaktionsprodukte, die die Lösung verlassen haben (Niederschläge und Gase):

13.
Dann für unsere Aufgabe:

14. neu Lösung \u003d Masse der Säurelösung + Masse der Metalllegierung - Masse des Stickstoffs
mN2 = n M = 28 (0,03 + 0,09) = 3,36 g
Neu Lösung \u003d 630,3 + 21,1 - 3,36 \u003d 648,04 g

ωZn (NO3) 2 \u003d mv-va / mr-ra \u003d 37,8 / 648,04 \u003d 0,0583
ωAl (NO3) 3 \u003d mv-va / mr-ra \u003d 63,9 / 648,04 \u003d 0,0986
ωHNO3res. \u003d mv-va / mr-ra \u003d 27,72 / 648,04 \u003d 0,0428

Antwort: 5,83 % Zinknitrat, 9,86 % Aluminiumnitrat, 4,28 % Salpetersäure.

Beispiel 6Bei der Verarbeitung von 17,4 g einer Mischung aus Kupfer, Eisen und Aluminium mit einem Überschuss an konzentrierter Salpetersäure wurden 4,48 Liter Gas (n.a.) freigesetzt, und wenn diese Mischung der gleichen Masse an überschüssiger Salzsäure ausgesetzt wurde, 8,96 l Gas (n.a.). u.). Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Ausgangsmischung. (RCTU)

Bei der Lösung dieses Problems müssen wir uns zunächst daran erinnern, dass konzentrierte Salpetersäure mit einem inaktiven Metall (Kupfer) NO2 ergibt, während Eisen und Aluminium nicht damit reagieren. Salzsäure hingegen reagiert nicht mit Kupfer.

Antwort für Beispiel 6: 36,8 % Kupfer, 32,2 % Eisen, 31 % Aluminium.

Aufgaben zur selbstständigen Lösung.

1. Einfache Probleme mit zwei Mischungskomponenten.

1-1. Eine Mischung aus Kupfer und Aluminium mit einem Gewicht von 20 g wurde mit einer 96%igen Salpetersäurelösung behandelt, und es wurden 8,96 Liter Gas (n.a.) freigesetzt. Bestimmen Sie den Massenanteil von Aluminium in der Mischung.

1-2. Eine Mischung aus Kupfer und Zink mit einem Gewicht von 10 g wurde mit einer konzentrierten Alkalilösung behandelt. Dabei wurden 2,24 Liter Gas (n. J.) freigesetzt. Berechnen Sie den Massenanteil von Zink in der Ausgangsmischung.

1-3. Eine 6,4 g schwere Mischung aus Magnesium und Magnesiumoxid wurde mit einer ausreichenden Menge verdünnter Schwefelsäure behandelt. Gleichzeitig wurden 2,24 Liter Gas (n.a.) freigesetzt. Finden Sie den Massenanteil von Magnesium in der Mischung.

1-4. Eine Mischung aus Zink und Zinkoxid mit einem Gewicht von 3,08 g wurde in verdünnter Schwefelsäure gelöst. Es wurde Zinksulfat mit einem Gewicht von 6,44 g erhalten.Berechnen Sie den Massenanteil von Zink in der Ausgangsmischung.

1-5. Unter Einwirkung einer 9,3 g schweren Mischung aus Eisen- und Zinkpulver auf einen Überschuss an Kupfer(II)chloridlösung wurden 9,6 g Kupfer gebildet. Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Ausgangsmischung.

1-6. Welche Masse einer 20%igen Salzsäurelösung wird benötigt, um 20 g einer Mischung von Zink mit Zinkoxid vollständig aufzulösen, wenn Wasserstoff in einer Menge von 4,48 Litern (n.a.) freigesetzt wird?

1-7. 3,04 g eines Eisen-Kupfer-Gemisches lösen in verdünnter Salpetersäure Stickoxid (II) mit einem Volumen von 0,896 l (n.a.) ab. Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Ausgangsmischung.

1-8. Beim Auflösen von 1,11 g einer Mischung aus Eisen- und Aluminiumspänen in einer 16%igen Salzsäurelösung (ρ = 1,09 g/ml) wurden 0,672 Liter Wasserstoff (n.a.) freigesetzt. Finden Sie die Massenanteile der Metalle in der Mischung und bestimmen Sie das Volumen der verbrauchten Salzsäure.

2. Aufgaben sind komplexer.

2-1. Eine 18,8 g schwere Mischung aus Calcium und Aluminium wurde ohne Luftzutritt mit einem Überschuss an Graphitpulver kalziniert. Das Reaktionsprodukt wurde mit verdünnter Salzsäure behandelt und 11,2 Liter Gas (n.a.) wurden freigesetzt. Bestimmen Sie die Massenanteile von Metallen in der Mischung.

2-2. Um 1,26 g einer Legierung von Magnesium mit Aluminium zu lösen, wurden 35 ml einer 19,6 %igen Schwefelsäurelösung (ρ = 1,1 g/ml) verwendet. Die überschüssige Säure reagierte mit 28,6 ml einer 1,4 mol/l Kaliumhydrogencarbonatlösung. Bestimmen Sie die Massenanteile der Metalle in der Legierung und das beim Auflösen der Legierung freigesetzte Gasvolumen (n.a.).

Thema: "Methoden zur Stofftrennung" (Klasse 8)

theoretischer Block.

Der Begriff „Mischung“ wurde im 17. Jahrhundert definiert. Englischer Wissenschaftler Robert Boyle: „Eine Mischung ist ein integrales System, das aus heterogenen Bestandteilen besteht.“

Vergleichende Eigenschaften eines Gemisches und eines reinen Stoffes

Zeichen des Vergleichs	reine Substanz	Mischung
	Konstante	wankelmütig
Substanzen	Dasselbe	Verschieden
Physikalische Eigenschaften	Dauerhaft	Wankelmütig
Energieänderung während der Formation	los	Passiert nicht
Trennung	Durch chemische Reaktionen	Physikalische Methoden

Mischungen unterscheiden sich im Aussehen.

Die Einstufung von Gemischen ist in der Tabelle dargestellt:

Hier sind Beispiele für Suspensionen (Flusssand + Wasser), Emulsionen (Pflanzenöl + Wasser) und Lösungen (Luft in einer Flasche, Salz + Wasser, Kleingeld: Aluminium + Kupfer oder Nickel + Kupfer).

Methoden zum Trennen von Gemischen

In der Natur kommen Stoffe in Form von Gemischen vor. Für die Laborforschung, die industrielle Produktion, für den Bedarf der Pharmakologie und Medizin werden reine Substanzen benötigt.

Zur Reinigung von Stoffen werden verschiedene Verfahren zur Trennung von Stoffgemischen eingesetzt.

Verdampfung ist die Trennung von in einer Flüssigkeit gelösten Feststoffen durch Umwandlung in Dampf.

Destillation- Destillation, Trennung von in Flüssigkeitsgemischen enthaltenen Stoffen nach Siedepunkten mit anschließender Abkühlung des Dampfes.

Wasser in seiner reinen Form (ohne Salze) kommt in der Natur nicht vor. Ozean-, Meer-, Fluss-, Brunnen- und Quellwasser sind Sorten von Salzlösungen in Wasser. Oft benötigen die Menschen jedoch sauberes Wasser, das keine Salze enthält (wird in Automotoren verwendet; in der chemischen Produktion, um verschiedene Lösungen und Substanzen zu erhalten; bei der Herstellung von Fotografien). Solches Wasser wird als destilliert bezeichnet, und das Verfahren zu seiner Gewinnung wird als Destillation bezeichnet.

Filtration ist das Filtern von Flüssigkeiten (Gase) durch einen Filter, um sie von festen Verunreinigungen zu reinigen.

Diese Methoden basieren auf Unterschieden in den physikalischen Eigenschaften der Komponenten der Mischung.

Überlege, wie du dich trennen kannst heterogen und homogene Mischungen.

Mischbeispiel	Trennverfahren
Suspension - eine Mischung aus Flusssand mit Wasser	absetzen Trennung Aufrechterhaltung basierend auf unterschiedlichen Stoffdichten. Schwererer Sand setzt sich am Boden ab. Sie können die Emulsion auch trennen: um Öl oder Pflanzenöl von Wasser zu trennen. Im Labor kann dies mit einem Scheidetrichter erfolgen. Öl oder Pflanzenöl bildet die oberste, hellere Schicht. Durch das Absetzen fällt Tau aus dem Nebel, Ruß lagert sich aus Rauch ab, Sahne setzt sich in Milch ab. Trennung einer Mischung aus Wasser und Pflanzenöl durch Absetzen
Eine Mischung aus Sand und Kochsalz in Wasser	Filtration Was ist die Grundlage für die Trennung von heterogenen Gemischen mit filtern• Über unterschiedliche Löslichkeit von Stoffen in Wasser und über unterschiedliche Partikelgrößen. Nur Partikel von ihnen entsprechenden Substanzen passieren die Poren des Filters, während größere Partikel auf dem Filter zurückgehalten werden. So kann man ein heterogenes Gemisch aus Kochsalz und Flusssand trennen. Als Filter können verschiedene poröse Substanzen verwendet werden: Watte, Kohle, gebrannter Ton, Pressglas und andere. Das Filterverfahren ist die Grundlage für den Betrieb von Haushaltsgeräten, wie beispielsweise Staubsaugern. Es wird von Chirurgen verwendet - Mullbinden; Bohrer und Arbeiter von Aufzügen - Atemschutzmasken. Mit Hilfe eines Teesiebs zum Filtern von Teeblättern gelang es Ostap Bender, dem Helden der Arbeit von Ilf und Petrov, einen der Stühle von Ellochka Ogre („Die zwölf Stühle“) zu übernehmen. Trennung einer Mischung aus Stärke und Wasser durch Filtration
Eine Mischung aus Eisenpulver und Schwefel	Aktion durch Magnet oder Wasser Eisenpulver wurde von einem Magneten angezogen, Schwefelpulver jedoch nicht. Das nicht benetzbare Schwefelpulver schwamm an die Wasseroberfläche, während sich das schwere benetzbare Eisenpulver am Boden absetzte. Trennung einer Mischung aus Schwefel und Eisen mit einem Magneten und Wasser
Eine Lösung von Salz in Wasser ist eine homogene Mischung	Verdampfung oder Kristallisation Das Wasser verdunstet und Salzkristalle bleiben in der Porzellantasse zurück. Wenn Wasser aus den Seen Elton und Baskunchak verdunstet wird, wird Kochsalz gewonnen. Diese Trennmethode basiert auf dem Unterschied in den Siedepunkten des Lösungsmittels und des gelösten Stoffes: Wenn sich eine Substanz wie Zucker beim Erhitzen zersetzt, wird das Wasser nicht vollständig verdampft – die Lösung wird verdampft und dann werden Zuckerkristalle ausgefällt aus einer gesättigten Lösung Manchmal ist es erforderlich, Verunreinigungen aus Lösungsmitteln mit einer niedrigeren Siedetemperatur zu entfernen, wie beispielsweise Wasser aus Salz. In diesem Fall müssen die Dämpfe des Stoffes gesammelt und dann beim Abkühlen kondensiert werden. Dieses Verfahren zum Trennen einer homogenen Mischung wird genannt Destillation oder Destillation. In speziellen Geräten - Destillatoren - wird destilliertes Wasser gewonnen, das für die Bedürfnisse der Pharmakologie, Labors und Autokühlsysteme verwendet wird. Zu Hause können Sie einen solchen Brenner entwerfen: Trennt man dagegen ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, so wird als erstes Alkohol mit t bp = 78 °C abdestilliert (in einem Auffangröhrchen aufgefangen) und Wasser im Reagenzglas zurückgelassen. Destillation wird verwendet, um Benzin, Kerosin, Gasöl aus Öl zu gewinnen. Trennung homogener Gemische

Eine spezielle Methode zur Trennung von Komponenten, basierend auf ihrer unterschiedlichen Absorption durch einen bestimmten Stoff, ist Chromatographie.

Mit Hilfe der Chromatographie gelang es dem russischen Botaniker M. S. Tsvet als erster, Chlorophyll aus grünen Pflanzenteilen zu isolieren. In Industrie und Labor werden anstelle von Filterpapier für die Chromatographie Stärke, Kohle, Kalkstein und Aluminiumoxid verwendet. Werden Stoffe immer mit dem gleichen Reinigungsgrad benötigt?

Für unterschiedliche Zwecke werden Substanzen mit unterschiedlichem Reinigungsgrad benötigt. Das Kochwasser wird ausreichend beruhigt, um Verunreinigungen und das zur Desinfektion verwendete Chlor zu entfernen. Trinkwasser muss zuerst abgekocht werden. Und in chemischen Labors zur Herstellung von Lösungen und Experimenten wird in der Medizin destilliertes Wasser benötigt, möglichst gereinigt von den darin gelösten Stoffen. Hochreine Substanzen, deren Gehalt an Verunreinigungen ein Millionstel Prozent nicht übersteigt, werden in der Elektronik-, Halbleiter-, Nukleartechnik und anderen Präzisionsindustrien verwendet.

Methoden zum Ausdrücken der Zusammensetzung von Mischungen.

Massenanteil der Komponente in der Mischung- das Verhältnis der Masse der Komponente zur Masse der gesamten Mischung. Normalerweise wird der Massenanteil in % ausgedrückt, aber nicht notwendigerweise.

ω ["omega"] = m Komponente / m Mischung

Molenbruch einer Komponente in einer Mischung- das Verhältnis der Molzahl (Stoffmenge) der Komponente zur Gesamtmolzahl aller Stoffe in der Mischung. Wenn das Gemisch beispielsweise die Stoffe A, B und C enthält, dann:

χ [„chi“] Komponente A \u003d n Komponente A / (n (A) + n (B) + n (C))

Molverhältnis der Komponenten. Manchmal wird bei Aufgaben für eine Mischung das Molverhältnis seiner Komponenten angegeben. Zum Beispiel:

n Komponente A: n Komponente B = 2: 3

Volumenanteil der Komponente in der Mischung (nur für Gase)- das Verhältnis des Volumens von Stoff A zum Gesamtvolumen des gesamten Gasgemisches.

φ ["phi"] = V-Komponente / V-Gemisch

Übungsblock.

Betrachten Sie drei Beispiele für Probleme, bei denen Mischungen von Metallen miteinander reagieren Salzsäure Säure:

Beispiel 1Wenn eine Mischung aus Kupfer und Eisen mit einem Gewicht von 20 g einem Überschuss an Salzsäure ausgesetzt wurde, wurden 5,6 Liter Gas (n.o.) freigesetzt. Bestimmen Sie die Massenanteile von Metallen in der Mischung.

Im ersten Beispiel reagiert Kupfer nicht mit Salzsäure, dh bei der Reaktion der Säure mit Eisen wird Wasserstoff freigesetzt. Wenn wir also das Wasserstoffvolumen kennen, können wir sofort die Menge und Masse von Eisen finden. Und dementsprechend die Massenanteile von Stoffen im Gemisch.

Beispiel 1 Lösung.

Ermittlung der Wasserstoffmenge:
n \u003d V / V m \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol.

Nach der Reaktionsgleichung:

Die Eisenmenge beträgt ebenfalls 0,25 mol. Sie können seine Masse finden:
m Fe \u003d 0,25 56 \u003d 14 g.

Antwort: 70 % Eisen, 30 % Kupfer.

Beispiel 2Unter Einwirkung eines Überschusses an Salzsäure auf eine Mischung aus Aluminium und Eisen mit einem Gewicht von 11 g wurden 8,96 Liter Gas (n.o.) freigesetzt. Bestimmen Sie die Massenanteile von Metallen in der Mischung.

Im zweiten Beispiel ist die Reaktion beide Metall. Dabei wird bei beiden Reaktionen bereits Wasserstoff aus der Säure freigesetzt. Daher kann hier keine direkte Berechnung verwendet werden. In solchen Fällen ist es zweckmäßig, ein sehr einfaches Gleichungssystem zu verwenden, wobei für x die Anzahl der Mole eines der Metalle und für y die Stoffmenge des zweiten verwendet wird.

Beispiel 2 Lösung.

Ermittlung der Wasserstoffmenge:
n \u003d V / V m \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol.

Die Aluminiummenge sei x mol und die Eisenmenge y mol. Dann können wir die Menge an freigesetztem Wasserstoff durch x und y ausdrücken:

1. 	2HCl \u003d FeCl 2 +

Wir kennen die Gesamtmenge an Wasserstoff: 0,4 Mol. Meint,
1,5x + y = 0,4 (dies ist die erste Gleichung im System).

Für eine Mischung von Metallen müssen Sie ausdrücken Massen durch Stoffmengen.
m = Mn
Also die Masse von Aluminium
mAl = 27x,
Masse aus Eisen
mFe = 56y,
und die Masse der gesamten Mischung
27x + 56y = 11 (das ist die zweite Gleichung im System).

Wir haben also ein System aus zwei Gleichungen:

2. Es ist viel bequemer, solche Systeme mit der Subtraktionsmethode zu lösen, indem die erste Gleichung mit 18 multipliziert wird:
   27x + 18y = 7,2
   und Subtrahieren der ersten Gleichung von der zweiten:

   (56 - 18)y \u003d 11 - 7,2
   y \u003d 3,8 / 38 \u003d 0,1 Mol (Fe)
   x = 0,2 Mol (Al)

m Fe = n M = 0,1 · 56 = 5,6 g
m Al = 0,2 27 = 5,4 g
ω Fe = m Fe / m Mischung = 5,6 / 11 = 0,50909 (50,91 %),

bzw,
ωAl \u003d 100% - 50,91% \u003d 49,09%

Antwort: 50,91 % Eisen, 49,09 % Aluminium.

Beispiel 316 g einer Mischung aus Zink, Aluminium und Kupfer wurden mit einem Überschuss an Salzsäurelösung behandelt. Dabei wurden 5,6 l Gas (n.o.) freigesetzt und 5 g der Substanz lösten sich nicht. Bestimmen Sie die Massenanteile von Metallen in der Mischung.

Im dritten Beispiel reagieren zwei Metalle, aber das dritte Metall (Kupfer) reagiert nicht. Daher ist der Rest von 5 g die Masse von Kupfer. Die Mengen der verbleibenden zwei Metalle – Zink und Aluminium (beachten Sie, dass ihre Gesamtmasse 16 – 5 = 11 g beträgt) können mithilfe eines Gleichungssystems wie in Beispiel Nr. 2 ermittelt werden.

Antwort zu Beispiel 3: 56,25 % Zink, 12,5 % Aluminium, 31,25 % Kupfer.

Beispiel 4Eine Mischung aus Eisen, Aluminium und Kupfer wurde mit einem Überschuss an kalter konzentrierter Schwefelsäure behandelt. Gleichzeitig löste sich ein Teil der Mischung auf und 5,6 Liter Gas (n.o.) wurden freigesetzt. Die verbleibende Mischung wurde mit einem Überschuss an Natronlauge behandelt. Es entwickelten sich 3,36 Liter Gas und es blieben 3 g ungelöster Rückstand zurück. Bestimmen Sie die Masse und Zusammensetzung der anfänglichen Metallmischung.

Denken Sie in diesem Beispiel daran kalt konzentriert Schwefelsäure reagiert nicht mit Eisen und Aluminium (Passivierung), reagiert aber mit Kupfer. Dabei wird Schwefeloxid (IV) freigesetzt.
Mit Alkali reagiert nur Alu- amphoteres Metall (zusätzlich zu Aluminium werden auch Zink und Zinn in Alkalien gelöst, und Beryllium kann immer noch in heißem konzentriertem Alkali gelöst werden).

Beispiel 4 Lösung.

Nur Kupfer reagiert mit konzentrierter Schwefelsäure, die Molzahl des Gases:
n SO2 \u003d V / Vm \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol

	2H 2 SO 4 (konz.) = CuSO 4 +

1. (Vergessen Sie nicht, dass solche Reaktionen mit einer elektronischen Waage ausgeglichen werden müssen)

   Da das Molverhältnis von Kupfer und Schwefeldioxid 1:1 beträgt, hat Kupfer auch 0,25 Mol. Sie können die Masse von Kupfer finden:
   m Cu \u003d n M \u003d 0,25 64 \u003d 16 g.

   Aluminium reagiert mit einer Alkalilösung, und ein Aluminiumhydroxokomplex und Wasserstoff werden gebildet:
   2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2

   Al 0 − 3e = Al 3+
   2H + + 2e = H2

2. Molzahl Wasserstoff:
   n H3 \u003d 3,36 / 22,4 \u003d 0,15 mol,
   Das Molverhältnis von Aluminium und Wasserstoff beträgt 2:3 und daher
   nAl \u003d 0,15 / 1,5 \u003d 0,1 mol.
   Aluminiumgewicht:
   m Al \u003d n M \u003d 0,1 27 \u003d 2,7 g

   Der Rest ist Eisen mit einem Gewicht von 3 g. Sie können die Masse der Mischung finden:
   m Mischung \u003d 16 + 2,7 + 3 \u003d 21,7 g.

   Massenanteile von Metallen:

ω Cu \u003d m Cu / m Mischung \u003d 16 / 21,7 \u003d 0,7373 (73,73%)
ω Al = 2,7 / 21,7 = 0,1244 (12,44 %)
ω Fe = 13,83 %

Antwort: 73,73 % Kupfer, 12,44 % Aluminium, 13,83 % Eisen.

Beispiel 521,1 g einer Mischung aus Zink und Aluminium wurden in 565 ml einer Salpetersäurelösung gelöst, die 20 gew. % HNO 3 und mit einer Dichte von 1,115 g/ml. Das Volumen des freigesetzten Gases, das eine einfache Substanz und das einzige Produkt der Reduktion von Salpetersäure ist, betrug 2,912 l (n.o.). Bestimmen Sie die Zusammensetzung der resultierenden Lösung in Massenprozent. (RCTU)

Der Text dieses Problems zeigt deutlich das Produkt der Stickstoffreduktion - "einfache Substanz". Da Salpetersäure mit Metallen keinen Wasserstoff erzeugt, handelt es sich um Stickstoff. Beide Metalle in Säure gelöst.
Das Problem fragt nicht nach der Zusammensetzung der anfänglichen Metallmischung, sondern nach der Zusammensetzung der nach den Reaktionen erhaltenen Lösung. Das erschwert die Aufgabe.

Beispiel 5 Lösung.

Bestimmen Sie die Menge an Gassubstanz:
n N2 \u003d V / Vm \u003d 2,912 / 22,4 \u003d 0,13 mol.

Wir bestimmen die Masse der Salpetersäurelösung, die Masse und Menge der gelösten HNO3-Substanz:

m Lösung \u003d ρ V \u003d 1,115 565 \u003d 630,3 g
m HNO3 \u003d ω m Lösung \u003d 0,2 630,3 \u003d 126,06 g
n HNO3 \u003d m / M \u003d 126,06 / 63 \u003d 2 mol

Bitte beachten Sie, dass, da sich die Metalle vollständig aufgelöst haben, dies bedeutet - gerade genug Säure(Diese Metalle reagieren nicht mit Wasser). Dementsprechend ist eine Überprüfung erforderlich Ist zu viel Säure drin?, und wie viel davon nach der Reaktion in der resultierenden Lösung verbleibt.

Wir stellen die Reaktionsgleichungen ( Vergessen Sie nicht die elektronische Waage) und zur Vereinfachung der Berechnungen nehmen wir für 5x die Zinkmenge und für 10y die Aluminiummenge. Dann ist Stickstoff in der ersten Reaktion gemäß den Koeffizienten in den Gleichungen x mol und in der zweiten - 3y mol:

	12HNO 3 \u003d 5Zn (NO 3) 2 +

Zn 0 − 2e = Zn 2+
2N+5+10e=N2

	36HNO 3 \u003d 10Al (NO 3) 3 +

Es ist bequem, dieses System zu lösen, indem man die erste Gleichung mit 90 multipliziert und die erste Gleichung von der zweiten subtrahiert.

x \u003d 0,04, was bedeutet n Zn \u003d 0,04 5 \u003d 0,2 mol
y \u003d 0,03, was bedeutet, dass n Al \u003d 0,03 10 \u003d 0,3 mol

Lassen Sie uns die Masse der Mischung überprüfen:
0,2 65 + 0,3 27 \u003d 21,1 g.

Kommen wir nun zur Zusammensetzung der Lösung. Es ist zweckmäßig, die Reaktionen noch einmal umzuschreiben und die Mengen aller reagierten und gebildeten Substanzen (außer Wasser) über die Reaktionen zu schreiben:

Die nächste Frage ist: Ist Salpetersäure in der Lösung geblieben und wie viel ist übrig?
Gemäß den Reaktionsgleichungen ist die Menge an Säure, die reagiert hat:
n HNO3 \u003d 0,48 + 1,08 \u003d 1,56 mol,
jene. die Säure war im Überschuss und Sie können ihren Rest in Lösung berechnen:
n HNO3 Ruhe. \u003d 2 - 1,56 \u003d 0,44 mol.

Also rein endgültige Lösung enthält:

Zinknitrat in einer Menge von 0,2 mol:
mZn(NO3)2 = nM = 0,2 · 189 = 37,8 g
Aluminiumnitrat in einer Menge von 0,3 mol:
m Al(NO3)3 = n M = 0,3 · 213 = 63,9 g
ein Überschuss an Salpetersäure in einer Menge von 0,44 mol:
m HNO3 Ruhe. = n M = 0,44 · 63 = 27,72 g

Welche Masse hat die endgültige Lösung?
Denken Sie daran, dass die Masse der endgültigen Lösung aus den Komponenten besteht, die wir gemischt haben (Lösungen und Substanzen), abzüglich der Reaktionsprodukte, die die Lösung verlassen haben (Niederschläge und Gase):

Dann für unsere Aufgabe:

bin neu Lösung \u003d Masse der Säurelösung + Masse der Metalllegierung - Masse des Stickstoffs
m N2 = n M = 28 (0,03 + 0,09) = 3,36 g
bin neu Lösung \u003d 630,3 + 21,1 - 3,36 \u003d 648,04 g

ωZn (NO 3) 2 \u003d m in-va / m Lösung \u003d 37,8 / 648,04 \u003d 0,0583
ωAl (NO 3) 3 \u003d m in-va / m Lösung \u003d 63,9 / 648,04 \u003d 0,0986
ω HNO3 Ruhe. \u003d m in-va / m Lösung \u003d 27,72 / 648,04 \u003d 0,0428

Antwort: 5,83 % Zinknitrat, 9,86 % Aluminiumnitrat, 4,28 % Salpetersäure.

Beispiel 6Bei der Verarbeitung von 17,4 g einer Mischung aus Kupfer, Eisen und Aluminium mit einem Überschuss an konzentrierter Salpetersäure wurden 4,48 Liter Gas (n.o.) freigesetzt, und wenn diese Mischung der gleichen Masse an überschüssiger Salzsäure ausgesetzt wurde, 8,96 l Gas (n.o.). u.). Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Ausgangsmischung. (RCTU)

Bei der Lösung dieses Problems müssen wir uns zunächst daran erinnern, dass konzentrierte Salpetersäure mit einem inaktiven Metall (Kupfer) NO 2 ergibt und Eisen und Aluminium nicht damit reagieren. Salzsäure hingegen reagiert nicht mit Kupfer.

Antwort für Beispiel 6: 36,8 % Kupfer, 32,2 % Eisen, 31 % Aluminium.

Erläuterungen

Reinstoffe u Mischungen. Wege Trennung Mischungen. Ein Verständnis für reine Substanzen zu bilden und Mischungen. Wege Reinigungssubstanzen: ... Substanzen zu verschiedenen Klassen organische Verbindungen. Charakter: einfach Klassen organische Verbindungen...

Bestellung ab 2013 Nr. Arbeitsprogramm zum Fach „Chemie“ Klasse 8 (Grundstufe 2 Stunden)

Arbeitsprogramm

Bewertung der Kenntnisse der Schüler über die Möglichkeit und Wege Trennung Mischungen Substanzen; die Bildung relevanter experimenteller Fähigkeiten ... Klassifizierung und chemische Eigenschaften von Grundstoffen Klassen anorganische Verbindungen, die Bildung von Ideen über ...

Dokumentieren

... Mischungen, Wege Trennung Mischungen. Aufgaben: Geben Sie den Begriff der Reinstoffe und Mischungen; Betrachten Sie die Klassifizierung Mischungen; Schüler vorstellen Wege Trennung Mischungen... Student und wirft vorher auf Klasse eine Karte mit der Formel einer anorganischen Substanz ...

In unserem Artikel werden wir betrachten, was reine Substanzen und Gemische sind, Methoden zum Trennen von Gemischen. Jeder von uns nutzt sie im Alltag. Kommen Reinstoffe überhaupt in der Natur vor? Und wie unterscheidet man sie von Mischungen?

Reine Stoffe und Gemische: Möglichkeiten zur Trennung von Gemischen

Reinstoffe sind Stoffe, die nur Teilchen einer bestimmten Art enthalten. Wissenschaftler glauben, dass sie in der Natur praktisch nicht vorkommen, da sie alle, wenn auch in vernachlässigbaren Anteilen, Verunreinigungen enthalten. Absolut alle Stoffe sind auch wasserlöslich. Auch wenn beispielsweise ein Silberring in diese Flüssigkeit getaucht wird, gehen die Ionen dieses Metalls in Lösung.

Ein Zeichen für Reinstoffe ist die Konstanz von Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften. Bei ihrer Bildung tritt eine Änderung der Energiemenge auf. Darüber hinaus kann es sowohl zunehmen als auch abnehmen. Ein reiner Stoff kann nur durch eine chemische Reaktion in seine einzelnen Bestandteile zerlegt werden. Beispielsweise hat nur destilliertes Wasser einen für diese Substanz typischen Siede- und Gefrierpunkt, die Abwesenheit von Geschmack und Geruch. Und sein Sauerstoff und Wasserstoff kann nur durch Elektrolyse zerlegt werden.

Und wie unterscheiden sie sich in ihrer Gesamtheit von reinen Substanzen? Die Chemie hilft uns, diese Frage zu beantworten. Verfahren zur Trennung von Gemischen sind physikalisch, da sie zu keiner Änderung der chemischen Zusammensetzung von Stoffen führen. Im Gegensatz zu reinen Stoffen haben Gemische variable Zusammensetzung und Eigenschaften und können durch physikalische Methoden getrennt werden.

Was ist eine mischung

Ein Gemisch ist eine Ansammlung von Einzelstoffen. Ein Beispiel ist Meerwasser. Im Gegensatz zu Destillat hat es einen bitteren oder salzigen Geschmack, kocht bei einer höheren Temperatur und gefriert bei einer niedrigeren Temperatur. Methoden zur Trennung von Stoffgemischen sind physikalische. So kann aus Meerwasser durch Verdampfung und anschließende Kristallisation reines Salz gewonnen werden.

Arten von Mischungen

Wenn Sie Wasser Zucker hinzufügen, lösen sich seine Partikel nach einer Weile auf und werden unsichtbar. Daher sind sie mit bloßem Auge nicht zu unterscheiden. Solche Mischungen werden als homogen oder homogen bezeichnet. Luft, Benzin, Brühe, Parfüm, Süß- und Salzwasser und eine Legierung aus Kupfer und Aluminium sind ebenfalls Beispiele dafür. Wie Sie sehen können, können sie in verschiedenen Aggregatzuständen vorliegen, aber Flüssigkeiten sind am häufigsten. Sie werden auch Lösungen genannt.

In heterogenen oder heterogenen Mischungen können Partikel einzelner Substanzen unterschieden werden. Typische Beispiele sind Eisen- und Holzspäne, Sand und Kochsalz. Heterogene Mischungen werden auch als Suspensionen bezeichnet. Darunter werden Suspensionen und Emulsionen unterschieden. Ersteres besteht aus einer Flüssigkeit und einem Feststoff. Eine Emulsion ist also eine Mischung aus Wasser und Sand. Eine Emulsion ist eine Kombination aus zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Dichte.

Es gibt heterogene Mischungen mit speziellen Namen. Ein Beispiel für Schaum ist also Schaum, und Aerosole umfassen Nebel, Rauch, Deodorants, Lufterfrischer, antistatische Mittel.

Methoden zum Trennen von Gemischen

Natürlich haben viele Mischungen wertvollere Eigenschaften als einzelne Einzelstoffe, aus denen sich ihre Zusammensetzung zusammensetzt. Aber auch im Alltag gibt es Situationen, in denen sie getrennt werden müssen. Und in der Industrie basieren ganze Branchen auf diesem Prozess. Aus Erdöl werden beispielsweise durch dessen Verarbeitung Benzin, Gasöl, Kerosin, Heizöl, Solar- und Maschinenöl, Raketentreibstoff, Acetylen und Benzol gewonnen. Stimmen Sie zu, es ist rentabler, diese Produkte zu verwenden, als gedankenlos Öl zu verbrennen.

Sehen wir uns nun an, ob es chemische Verfahren zum Trennen von Gemischen gibt. Angenommen, wir müssen reine Substanzen aus einer wässrigen Salzlösung gewinnen. Dazu muss die Mischung erhitzt werden. Dadurch verwandelt sich das Wasser in Dampf und das Salz kristallisiert. Aber gleichzeitig wird es keine Umwandlung einer Substanz in eine andere geben. Das bedeutet, dass die Grundlage dieses Prozesses physikalische Phänomene sind.

Methoden zur Trennung von Gemischen hängen vom Aggregatzustand, der Auflösungsfähigkeit, dem Siedepunktunterschied, der Dichte und Zusammensetzung seiner Bestandteile ab. Lassen Sie uns jeden von ihnen anhand spezifischer Beispiele genauer betrachten.

Filtration

Dieses Trennverfahren eignet sich für Gemische, die eine Flüssigkeit und einen unlöslichen Feststoff enthalten. Zum Beispiel Wasser und Flusssand. Diese Mischung muss durch einen Filter geleitet werden. Infolgedessen fließt sauberes Wasser ungehindert hindurch und der Sand bleibt zurück.

absetzen

Einige Verfahren zum Trennen von Gemischen basieren auf der Einwirkung der Schwerkraft. Auf diese Weise können Suspensionen und Emulsionen aufgeschlossen werden. Gelangt Pflanzenöl ins Wasser, muss die Mischung zuerst geschüttelt werden. Dann lassen Sie es für eine Weile. Infolgedessen befindet sich das Wasser am Boden des Gefäßes und das Öl bedeckt es in Form eines Films.

Unter Laborbedingungen werden sie zum Absetzen verwendet, wodurch eine dichtere Flüssigkeit in ein Gefäß abgelassen wird und eine leichte zurückbleibt.

Das Absetzen ist durch eine geringe Geschwindigkeit des Prozesses gekennzeichnet. Es dauert eine gewisse Zeit, bis sich der Niederschlag bildet. Unter industriellen Bedingungen wird dieses Verfahren in speziellen Strukturen durchgeführt, die als Absetzbecken bezeichnet werden.

Magnetwirkung

Wenn das Gemisch Metall enthält, kann es mit einem Magneten getrennt werden. Zum Beispiel, um Eisen und Aber haben alle Metalle solche Eigenschaften? Gar nicht. Für dieses Verfahren sind nur Mischungen geeignet, die Ferromagnete enthalten. Dazu gehören neben Eisen Nickel, Kobalt, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium und Erbium.

Destillation

Dieser aus dem Lateinischen übersetzte Name bedeutet "Tropfen entleeren". Die Destillation ist ein Verfahren zur Trennung von Gemischen auf der Grundlage des Siedepunktunterschieds von Stoffen. So können auch zu Hause Alkohol und Wasser getrennt werden. Bereits bei einer Temperatur von 78 Grad Celsius beginnt der erste Stoff zu verdampfen. Beim Berühren der kalten Oberfläche kondensiert der Alkoholdampf und geht in einen flüssigen Zustand über.

In der Industrie werden auf diese Weise Erdölraffinerieprodukte, Aromastoffe und reine Metalle gewonnen.

Verdampfung und Kristallisation

Diese Trennverfahren sind für flüssige Lösungen geeignet. Die Stoffe, aus denen sie zusammengesetzt sind, unterscheiden sich in ihrem Siedepunkt. So ist es möglich, Salz- oder Zuckerkristalle aus dem Wasser zu gewinnen, in dem sie gelöst sind. Dazu werden die Lösungen erhitzt und bis zur Sättigung eingedampft. Dabei werden die Kristalle abgeschieden. Wenn es notwendig ist, reines Wasser zu erhalten, wird die Lösung zum Sieden gebracht, gefolgt von Kondensation der Dämpfe auf einer kälteren Oberfläche.

Verfahren zur Trennung von Gasgemischen

Gasgemische werden durch Labor- und Industriemethoden getrennt, da dieser Prozess eine spezielle Ausrüstung erfordert. Der Rohstoff natürlichen Ursprungs ist Luft, Koks, Generator-, Begleit- und Erdgas, das eine Kombination von Kohlenwasserstoffen ist.

Die physikalischen Methoden zur Trennung von Gemischen im gasförmigen Zustand sind wie folgt:

• Kondensation ist der Prozess der allmählichen Abkühlung eines Gemisches, während dessen die Kondensation seiner Bestandteile erfolgt. Dabei gehen zunächst Hochsieder in den flüssigen Zustand über, die in Abscheidern gesammelt werden. Auf diese Weise wird aus dem nicht umgesetzten Teil der Mischung Wasserstoff gewonnen und auch Ammoniak abgetrennt.
• Sorption ist die Aufnahme einiger Substanzen durch andere. Dieser Prozess hat entgegengesetzte Komponenten, zwischen denen sich während der Reaktion ein Gleichgewicht einstellt. Die Vorwärts- und Rückwärtsprozesse erfordern unterschiedliche Bedingungen. Im ersten Fall ist es eine Kombination aus hohem Druck und niedriger Temperatur. Dieser Vorgang wird als Sorption bezeichnet. Andernfalls werden die umgekehrten Bedingungen verwendet: niedriger Druck bei hoher Temperatur.
• Die Membrantrennung ist ein Verfahren, bei dem die Eigenschaft semipermeabler Trennwände genutzt wird, um Moleküle verschiedener Substanzen selektiv passieren zu lassen.
• Rückfluss - der Prozess der Kondensation hochsiedender Teile von Mischungen infolge ihrer Abkühlung. Dabei sollte sich die Temperatur des Übergangs in den flüssigen Zustand der einzelnen Komponenten deutlich unterscheiden.

Chromatographie

Der Name dieser Methode lässt sich mit „Ich schreibe mit Farbe“ übersetzen. Stellen Sie sich vor, dem Wasser wird Tinte zugesetzt. Wenn Sie das Ende des Filterpapiers in eine solche Mischung absenken, beginnt es zu absorbieren. In diesem Fall wird Wasser schneller absorbiert als Tinte, was mit einem unterschiedlichen Sorptionsgrad dieser Substanzen verbunden ist. Die Chromatographie ist nicht nur eine Methode zur Trennung von Gemischen, sondern auch eine Methode zur Untersuchung von Stoffeigenschaften wie Diffusion und Löslichkeit.

Wir haben uns also mit Konzepten wie "reinen Stoffen" und "Gemischen" vertraut gemacht. Die ersten sind Elemente oder Verbindungen, die nur aus Teilchen einer bestimmten Art bestehen. Ihre Beispiele sind Salz, Zucker, destilliertes Wasser. Gemische sind eine Sammlung von Einzelstoffen. Eine Reihe von Methoden werden verwendet, um sie zu trennen. Die Art und Weise, wie sie getrennt werden, hängt von den physikalischen Eigenschaften seiner Bestandteile ab. Die wichtigsten sind Absetzen, Verdampfen, Kristallisation, Filtration, Destillation, Magnetisierung und Chromatographie.

Reinstoffe und Gemische. Methoden zum Trennen von Gemischen.

Um die Eigenschaften eines Stoffes festzustellen, ist es notwendig, ihn in seiner reinen Form zu haben, aber Stoffe in der Natur kommen nicht in reiner Form vor. Jeder Stoff enthält immer eine bestimmte Menge an Verunreinigungen. Eine Substanz, die fast keine Verunreinigungen enthält, wird als rein bezeichnet. Sie arbeiten mit solchen Substanzen in einem wissenschaftlichen Labor, einem Schulchemieraum. Beachten Sie, dass absolut reine Substanzen nicht existieren.

Fast alle Naturstoffe, Lebensmittel (außer Salz, Zucker und einige andere), Baustoffe, Haushaltschemikalien, viele Medikamente und Kosmetika sind Mischungen.

Naturstoffe sind Gemische, die teilweise aus sehr vielen verschiedenen Stoffen bestehen. Natürliches Wasser enthält zum Beispiel immer Salze und darin gelöste Gase. Manchmal kann ein sehr geringer Gehalt an Verunreinigungen zu einer sehr starken Veränderung einiger Eigenschaften eines Stoffes führen. Beispielsweise beschleunigt der Gehalt von nur Hundertsteln von Eisen oder Kupfer in Zink seine Wechselwirkung mit Salzsäure um das Hundertfache. Wenn einer der Stoffe in überwiegender Menge im Gemisch enthalten ist, trägt in der Regel das gesamte Gemisch seinen Namen.

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  Eine Komponente ist jeder Stoff, der in einem Gemisch enthalten ist.

Ein reiner Stoff ist immer homogen, aber Mischungen können es sein homogen und heterogen.

einheitliche Mischungen.

Geben Sie eine kleine Portion Zucker in ein Glas Wasser und rühren Sie um, bis sich der gesamte Zucker aufgelöst hat. Die Flüssigkeit schmeckt süß. Der Zucker verschwand also nicht, sondern verblieb in der Mischung. Aber wir werden seine Kristalle nicht sehen, selbst wenn wir einen Flüssigkeitstropfen durch ein starkes Mikroskop untersuchen.

Reis. 3. Homogene Mischung (wässrige Zuckerlösung)

Die vorbereitete Mischung aus Zucker und Wasser ist homogen (Abb. 3); die kleinsten Partikel dieser Substanzen werden darin gleichmäßig vermischt.

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  Gemische, in denen Bestandteile mit bloßem Auge nicht erkennbar sind, werden als homogen bezeichnet.

Die meisten Metalllegierungen sind ebenfalls homogene Mischungen. Beispielsweise fehlen einer Legierung aus Gold und Kupfer (die in Schmuck verwendet wird) rote Kupferpartikel und gelbe Goldpartikel.

Mit Sand, Kreide oder Ton vermischtes Wasser gefriert bei 0 0 C und siedet bei 100 0 C.

Einige Arten von heterogenen Mischungen haben spezielle Namen: Schaum (z. B. Schaum, Seifenlauge), Suspension (eine Mischung aus Wasser mit einer kleinen Menge Mehl), Emulsion (Milch, gut geschütteltes Pflanzenöl mit Wasser), Aerosol (Rauch , Nebel).

Reis. 5. Heterogene Gemische:
a - eine Mischung aus Wasser und Schwefel;
b - eine Mischung aus Pflanzenöl und Wasser;
c - ein Gemisch aus Luft und Wasser

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Mischungen zu trennen. Die Wahl des Verfahrens zur Trennung eines Gemisches wird von den Eigenschaften der Stoffe beeinflusst, aus denen dieses Gemisch besteht.

Schauen wir uns jede Methode genauer an:

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  absetzen- ein gängiges Verfahren zur Reinigung von Flüssigkeiten oder Flüssigkeiten von wasserunlöslichen mechanischen Verunreinigungen, oder ineinander unlösliche flüssige Substanzen mit unterschiedlicher Dichte.

Stellen Sie sich vor, Sie haben eine Mischung aus Pflanzenöl und Wasser. Bestimmen Sie die Art der Mischung. ( heterogen). Vergleichen Sie die physikalischen Eigenschaften von Öl und Wasser. (Dies sind flüssige Substanzen, die ineinander unlöslich sind und unterschiedliche Dichten haben). Schlagen Sie eine Methode zur Trennung dieser Mischung vor ( Aufrechterhaltung). Sie wird mit einem Scheidetrichter durchgeführt.

Das Absetzen wird bei der Aufbereitung von Wasser für den technischen und häuslichen Bedarf, der Abwasserbehandlung, der Dehydratisierung und Entsalzung von Rohöl und in vielen Prozessen der chemischen Technologie verwendet. Es ist ein wichtiger Schritt in der natürlichen Selbstreinigung von natürlichen und künstlichen Stauseen.

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  Filtration- Trennung der Flüssigkeit von darin enthaltenen festen unlöslichen Verunreinigungen; Flüssigkeitsmoleküle passieren die Poren des Filters und große Schmutzpartikel werden zurückgehalten.

Die Filtration kann nicht nur mit einem Papierfilter erfolgen. Auch andere lose oder poröse Materialien können zum Filtern verwendet werden. Schüttgüter, die bei diesem Verfahren verwendet werden, umfassen beispielsweise Quarzsand. Und zu den porösen - gebranntem Ton und Glaswolle.

Stellen Sie sich vor, Sie haben eine Mischung aus Flusssand und Wasser. Bestimmen Sie die Art der Mischung. ( heterogen). Vergleichen Sie die physikalischen Eigenschaften von Flusssand und Wasser. (Dies sind Substanzen, die ineinander unlöslich sind und unterschiedliche Dichten haben). Schlagen Sie eine Methode zur Trennung dieser Mischung vor ( filtern).

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  Magnetwirkung- Dies ist eine Methode zur Trennung inhomogener Mischungen, wenn einer der Stoffe in der Mischung von einem Magneten angezogen werden kann

Stellen Sie sich vor, Sie haben eine Mischung aus Eisen und Schwefel vor sich. Bestimmen Sie die Art der Mischung. ( heterogen). Vergleichen Sie die physikalischen Eigenschaften von Eisen und Schwefel. Diese Mischung kann geteilt werden Aufrechterhaltung, da Schwefel und Eisen feste Stoffe sind, die in Wasser unlöslich sind. Wenn Sie diese Mischung in Wasser gießen, schwimmt Schwefel an die Oberfläche und Eisen sinkt. Auch diese Mischung kann mit geteilt werden Magnet, da Eisen von einem Magneten angezogen wird, Schwefel jedoch nicht.

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  Verdunstung - Dies ist eine Methode zum Trennen homogener Mischungen. In diesem Fall wird eine feste lösliche Substanz aus einer Lösung freigesetzt, beim Erhitzen verdunstet Wasser und es bleiben feste Kristalle zurück.

Stellen Sie sich vor, Sie haben eine Mischung aus Kochsalz und Wasser. Bestimmen Sie die Art der Mischung. ( homogen). Diese Mischung kann geteilt werden Verdunstung, denn beim Kochen verdunstet das Wasser und Kochsalz verbleibt in der Tasse.

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  Destillation (lateinisch für „Tropfen“) – Hierbei handelt es sich um ein Verfahren zur Trennung homogener Gemische, bei dem flüssige Gemische in Fraktionen unterschiedlicher Zusammensetzung getrennt werden. Sie erfolgt durch teilweises Verdampfen der Flüssigkeit mit anschließender Dampfkondensation. Die destillierte Fraktion (Destillat) ist mit relativ leichter flüchtigen (Leichtsieder) Stoffen angereichert, und die nicht destillierte Flüssigkeit (Destillationsrückstand) ist mit relativ schwerer flüchtigen (Hochsieder) Stoffen angereichert.

Durch die Destillation können Sie natürliches Wasser von Verunreinigungen reinigen. Das dabei entstehende reine (destillierte) Wasser wird in Forschungslabors, bei der Herstellung von Stoffen für die moderne Technik, in der Medizin zur Herstellung von Arzneimitteln verwendet.

Im Labor erfolgt die Destillation auf einer speziellen Anlage (Abb. 6). Beim Erhitzen eines Flüssigkeitsgemisches siedet zuerst der Stoff mit dem niedrigsten Siedepunkt. Sein Dampf verlässt das Gefäß, kühlt ab, kondensiert1 und die entstehende Flüssigkeit fließt in den Auffangbehälter. Wenn diese Substanz nicht mehr in der Mischung ist, beginnt die Temperatur zu steigen und mit der Zeit kocht eine andere flüssige Komponente. Nichtflüchtige Flüssigkeiten verbleiben im Gefäß.

Reis. 6. Laboranlage zur Destillation: a - konventionell; b - vereinfacht
1 - eine Mischung von Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Siedepunkten;
2 - Thermometer;
3 - Wasserkühler;
4 - Empfänger

Überlegen Sie, wie einige Methoden Trennung von Mischungen.

Der Filterprozess liegt dem Betrieb eines Atemschutzgeräts zugrunde, einem Gerät, das die Lungen einer Person schützt, die in einer stark staubigen Umgebung arbeitet. Das Beatmungsgerät verfügt über Filter, die verhindern, dass Staub in die Lunge gelangt (Abb. 7). Das einfachste Beatmungsgerät ist ein Verband aus mehreren Lagen Mull. Auch ein Filter, der der Luft Staub entzieht, befindet sich im Staubsauger.

Reis. 7. Arbeiter in einem Beatmungsgerät

Ziehen Sie eine Schlussfolgerung, mit welchen Methoden es möglich ist, ein Gemisch aus löslichen und unlöslichen Stoffen in Wasser zu trennen.