I. Nový materiál

Pri príprave lekcie boli použité materiály autora: N.K.Cheremisina,

učiteľ chémie na strednej škole č.43

(Kaliningrad),

Žijeme medzi chemikáliami. Nadýchneme sa vzduchu a toto je zmes plynov ( dusík, kyslík a iné), vydýchnite oxid uhličitý. Umývame sa voda- Toto je ďalšia látka, najbežnejšia na Zemi. Pijeme mlieko- zmes voda s malými kvapkami mlieka tuku, a nielen: stále je tu mliečna bielkovina kazeín, minerálne soľ, vitamíny a dokonca aj cukor, ale nie ten, s ktorým pijú čaj, ale špeciálny, mliečny - laktóza. Jeme jablká, ktoré pozostávajú z celého radu chemikálií – tu a cukor a Kyselina jablková a vitamíny... Keď sa rozžuté kúsky jablka dostanú do žalúdka, začnú na ne pôsobiť ľudské tráviace šťavy, ktoré pomáhajú vstrebávať všetky chutné a zdraviu prospešné látky nielen jablka, ale aj akejkoľvek inej potraviny. Nielenže žijeme medzi chemikáliami, ale sami sme z nich stvorení. Každý človek – jeho koža, svaly, krv, zuby, kosti, vlasy sú postavené z chemikálií, ako dom z tehál. Dusík, kyslík, cukor, vitamíny sú látky prírodného, ​​prírodného pôvodu. sklo, guma oceľ je tiež látka, presnejšie materiálov(zmesi látok). Sklo aj guma sú umelého pôvodu, v prírode neexistovali. Úplne čisté látky sa v prírode nenachádzajú alebo sú veľmi zriedkavé.

Aký je rozdiel medzi čistými látkami a zmesami látok?

Jednotlivá čistá látka má určitý súbor charakteristických vlastností (stále fyzikálne vlastnosti). Len čistá destilovaná voda má teplotu topenia = 0 °С, teplotu varu = 100 °С a je bez chuti. Morská voda pri nižšej teplote zamŕza, pri vyššej vrie, jej chuť je horko-slaná. Voda v Čiernom mori zamŕza pri nižšej teplote a vrie pri vyššej teplote ako voda v Baltskom mori. prečo? Morská voda totiž obsahuje ďalšie látky, napríklad rozpustené soli, t.j. ide o zmes rôznych látok, ktorých zloženie sa mení v širokom rozmedzí, ale vlastnosti zmesi nie sú konštantné. Pojem „zmes“ bol definovaný v 17. storočí. Anglický vedec Robert Boyle : "Zmes je integrálny systém pozostávajúci z heterogénnych zložiek."

Porovnávacie charakteristiky zmesi a čistej látky

Známky porovnávania	čistá substancia	Zmes
Zlúčenina	Neustále	nestály
Látky	To isté	Rôzne
Fyzikálne vlastnosti	Trvalé	Nestály
Zmena energie počas formovania	deje	Nedeje sa
Separácia	Prostredníctvom chemických reakcií	Fyzikálne metódy

Zmesi sa navzájom líšia vzhľadom.

Klasifikácia zmesí je uvedená v tabuľke:

Tu sú príklady suspenzií (riečny piesok + voda), emulzií (rastlinný olej + voda) a roztokov (vzduch v banke, soľ + voda, malé zmeny: hliník + meď alebo nikel + meď).

V suspenziách sú viditeľné pevné častice, v emulziách - kvapôčky kvapaliny sa takéto zmesi nazývajú heterogénne (heterogénne) a v roztokoch sa zložky nedajú rozlíšiť, sú to homogénne (homogénne) zmesi.

Spôsoby oddeľovania zmesí

V prírode existujú látky vo forme zmesí. Pre laboratórny výskum, priemyselnú výrobu, pre potreby farmakológie a medicíny sú potrebné čisté látky.

Na čistenie látok sa používajú rôzne spôsoby separácie zmesí.

Tieto metódy sú založené na rozdieloch vo fyzikálnych vlastnostiach zložiek zmesi.

Zvážte spôsobyoddelenieheterogénne a homogénne zmesi .

Príklad zmesi	Separačná metóda
Suspenzia - zmes riečneho piesku s vodou	usadzovanie Separácia udržiavanie na základe rôznych hustôt látok. Na dne sa usádza ťažší piesok. Môžete tiež oddeliť emulziu: na oddelenie oleja alebo rastlinného oleja od vody. V laboratóriu sa to dá urobiť pomocou oddeľovacieho lievika. Ropa alebo rastlinný olej tvoria hornú, ľahšiu vrstvu.V dôsledku usadzovania padá z hmly rosa, z dymu sa ukladajú sadze, v mlieku sa usadzuje smotana. Oddelenie zmesi vody a rastlinného oleja usadzovaním
Zmes piesku a kuchynskej soli vo vode	Filtrácia Čo je základom pre separáciu heterogénnych zmesí pomocou filtrovanie• Na rôznej rozpustnosti látok vo vode a na rôznych veľkostiach častíc. cez póry filtra prepustia len zodpovedajúce častice látok, zatiaľ čo väčšie častice sa zachytia na filtri. Takto môžete oddeliť heterogénnu zmes kuchynskej soli a riečneho piesku.Ako filtre možno použiť rôzne porézne látky: vata, uhlie, pálená hlina, lisované sklo a iné. Metóda filtrovania je základom pre prevádzku domácich spotrebičov, ako sú vysávače. Používajú ho chirurgovia - gázové obväzy; vŕtačky a pracovníci výťahov - dýchacie masky. Pomocou čajového sitka na filtrovanie čajových lístkov sa Ostapovi Benderovi, hrdinovi diela Ilfa a Petrova, podarilo vziať jednu zo stoličiek od Ellochka Ogre („Dvanásť stoličiek“).
Zmes železného prášku a síry	Pôsobenie magnetom alebo vodou Železný prášok bol priťahovaný magnetom, ale prášok síry nie.. Nezmáčateľný sírový prášok vyplával na hladinu vody, zatiaľ čo ťažký zmáčateľný železný prášok sa usadil na dne.. Separácia zmesi síry a železa pomocou magnetu a vody
Roztok soli vo vode je homogénna zmes	Odparovanie alebo kryštalizácia Voda sa odparí a v porcelánovom pohári zostanú kryštáliky soli. Pri odparovaní vody z jazier Elton a Baskunchak sa získava kuchynská soľ. Táto separačná metóda je založená na rozdiele teplôt varu rozpúšťadla a rozpustenej látky. Ak sa látka, napríklad cukor, pri zahrievaní rozloží, potom sa voda úplne neodparí - roztok sa odparí a potom sa vyzrážajú kryštály cukru z nasýteného roztoku Niekedy je potrebné odstrániť nečistoty z rozpúšťadiel pri nižšej teplote varu, ako je voda zo soli. V tomto prípade sa pary látky musia zhromaždiť a potom po ochladení kondenzovať. Tento spôsob oddeľovania homogénnej zmesi je tzv destilácia alebo destilácia. V špeciálnych zariadeniachliehovarníci vyrábajú destilovanú vodu , ktorýpoužíva sa pre potreby farmakológie, laboratórií, chladiacich systémov automobilov . Doma si môžete navrhnúť takýto liehovar: Ak sa však oddelí zmes alkoholu a vody, ako prvý sa oddestiluje (zachytí sa do zbernej skúmavky) alkohol s tbp = 78 °C a v skúmavke zostane voda. Destiláciou sa z ropy získava benzín, petrolej, plynový olej. Separácia homogénnych zmesí

Špeciálna metóda oddeľovania zložiek, založená na ich rozdielnej absorpcii určitou látkou, je chromatografia.

Doma môžete vykonať nasledujúci experiment. Na fľaštičku s červeným atramentom zaveste prúžok filtračného papiera a namočte doň iba koniec prúžku. Roztok je absorbovaný papierom a stúpa pozdĺž neho. Ale hranica stúpania farby zaostáva za hranicou stúpania vody. Takto dochádza k oddeleniu dvoch látok: vody a farbiva v atramente.

Ruský botanik M. S. Tsvet pomocou chromatografie ako prvý izoloval chlorofyl zo zelených častí rastlín. V priemysle a laboratóriách sa namiesto filtračného papiera na chromatografiu používa škrob, uhlie, vápenec a oxid hlinitý. Sú vždy potrebné látky s rovnakým stupňom čistenia?

Na rôzne účely sú potrebné látky s rôznym stupňom čistenia. Varná voda je dostatočne usadená, aby sa z nej odstránili nečistoty a chlór používaný na jej dezinfekciu. Pitná voda musí byť najskôr prevarená. A v chemických laboratóriách na prípravu roztokov a experimentov, v medicíne je potrebná destilovaná voda, čo najviac očistená od látok v nej rozpustených. Vysoko čisté látky, ktorých obsah nečistôt nepresahuje jednu milióntinu percenta, sa používajú v elektronike, polovodičoch, jadrovej technike a inom jemnom priemysle.

Prečítajte si báseň L. Martynova „Destilovaná voda“:

Voda
Zvýhodnený
naliať!
Ona je
svietil
Taký čistý
Čokoľvek na pitie
Neumývať.
A nebola to náhoda.
Chýbala
Vŕby, tala
A horkosť kvitnúceho viniča,
Chýbali jej morské riasy
A ryby mastné od vážok.
Chýbala jej vlnitosť
Všade jej chýbalo prúdenie.
Nemala dosť života.
Čistý -
Destilovaná voda!

Aplikácia destilovanej vody

II. Úlohy na opravu

1) Práca so strojmi #1-4(potrebnéstiahnite si simulátor, otvorí sa v prehliadači Internet Explorer)

teoretický blok.

Pojem „zmes“ bol definovaný v 17. storočí. Anglický vedec Robert Boyle: "Zmes je integrálny systém pozostávajúci z heterogénnych zložiek."

Porovnávacie charakteristiky zmesi a čistej látky

Známky porovnávania	čistá substancia	Zmes
	Neustále	nestály
Látky	To isté	Rôzne
Fyzikálne vlastnosti	Trvalé	Nestály
Zmena energie počas formovania	deje	Nedeje sa
Separácia	Prostredníctvom chemických reakcií	Fyzikálne metódy

Zmesi sa navzájom líšia vzhľadom.

Klasifikácia zmesí je uvedená v tabuľke:

Tu sú príklady suspenzií (riečny piesok + voda), emulzií (rastlinný olej + voda) a roztokov (vzduch v banke, soľ + voda, malé zmeny: hliník + meď alebo nikel + meď).

Spôsoby oddeľovania zmesí

V prírode existujú látky vo forme zmesí. Pre laboratórny výskum, priemyselnú výrobu, pre potreby farmakológie a medicíny sú potrebné čisté látky.

Na čistenie látok sa používajú rôzne spôsoby separácie zmesí.

Vyparovanie - oddelenie pevných látok rozpustených v kvapaline premenou na paru.

destilácia- destilácia, oddelenie látok obsiahnutých v kvapalných zmesiach podľa teplôt varu s následným ochladením pár.

V prírode sa voda v čistej forme (bez solí) nevyskytuje. Oceánska, morská, riečna, studničná a pramenitá voda sú rôzne soľné roztoky vo vode. Ľudia však často potrebujú čistú vodu, ktorá neobsahuje soli (používa sa v motoroch áut; v chemickej výrobe na získanie rôznych roztokov a látok; pri výrobe fotografií). Takáto voda sa nazýva destilovaná a spôsob jej získavania sa nazýva destilácia.

Filtrácia je filtrácia kvapalín (plynov) cez filter za účelom ich prečistenia od pevných nečistôt.

Tieto metódy sú založené na rozdieloch vo fyzikálnych vlastnostiach zložiek zmesi.

Zvážte spôsoby oddelenia heterogénnea homogénne zmesi.

Príklad zmesi	Separačná metóda
Suspenzia - zmes riečneho piesku s vodou	usadzovanie Separácia udržiavanie na základe rôznych hustôt látok. Na dne sa usádza ťažší piesok. Môžete tiež oddeliť emulziu: na oddelenie oleja alebo rastlinného oleja od vody. V laboratóriu sa to dá urobiť pomocou oddeľovacieho lievika. Olej alebo rastlinný olej tvorí vrchnú, ľahšiu vrstvu. V dôsledku usadzovania padá z hmly rosa, z dymu sa ukladajú sadze, v mlieku sa usadzuje smotana. Oddelenie zmesi vody a rastlinného oleja usadzovaním
Zmes piesku a kuchynskej soli vo vode	Filtrácia Čo je základom pre separáciu heterogénnych zmesí pomocou filtrovanie• Na rôznej rozpustnosti látok vo vode a na rôznych veľkostiach častíc. Cez póry filtra prechádzajú len čiastočky im úmerných látok, pričom väčšie častice sa na filtri zachytia. Takže môžete oddeliť heterogénnu zmes stolovej soli a riečneho piesku. Ako filtre možno použiť rôzne porézne látky: vata, uhlie, pálená hlina, lisované sklo a iné. Metóda filtrovania je základom pre prevádzku domácich spotrebičov, ako sú vysávače. Používajú ho chirurgovia - gázové obväzy; vŕtačky a pracovníci výťahov - dýchacie masky. Pomocou čajového sitka na filtrovanie čajových lístkov sa Ostapovi Benderovi, hrdinovi diela Ilfa a Petrova, podarilo vziať jednu zo stoličiek od Ellochka Ogre („Dvanásť stoličiek“). Oddelenie zmesi škrobu a vody filtráciou
Zmes železného prášku a síry	Pôsobenie magnetom alebo vodou Železný prášok bol priťahovaný magnetom, ale prášok síry nie. Nezmáčavý sírový prášok vyplával na hladinu vody, zatiaľ čo ťažký zmáčateľný železný prášok sa usadil na dne. Separácia zmesi síry a železa pomocou magnetu a vody
Roztok soli vo vode je homogénna zmes	Odparovanie alebo kryštalizácia Voda sa odparí a v porcelánovom pohári zostanú kryštáliky soli. Pri odparovaní vody z jazier Elton a Baskunchak sa získava kuchynská soľ. Táto separačná metóda je založená na rozdiele v bodoch varu rozpúšťadla a rozpustenej látky. Ak sa látka, napríklad cukor, pri zahrievaní rozloží, potom sa voda úplne neodparí - odparí sa roztok a následne sa z nasýteného roztoku vyzrážajú kryštály cukru. Niekedy je potrebné odstrániť nečistoty z rozpúšťadiel s nižšou teplotou varu, napríklad vody zo soli. V tomto prípade sa pary látky musia zhromaždiť a potom po ochladení kondenzovať. Tento spôsob oddeľovania homogénnej zmesi je tzv destilácia alebo destilácia. V špeciálnych zariadeniach - destilátoroch sa získava destilovaná voda, ktorá sa využíva pre potreby farmakológie, laboratórií, chladiacich systémov automobilov. Doma si môžete navrhnúť takýto liehovar: Ak sa však oddelí zmes liehu a vody, ako prvý sa oddestiluje (zachytí sa do zbernej skúmavky) lieh s teplotou varu = 78 °C a v skúmavke zostane voda. Destiláciou sa z ropy získava benzín, petrolej, plynový olej. Separácia homogénnych zmesí

Špeciálna metóda oddeľovania zložiek, založená na ich rozdielnej absorpcii určitou látkou, je chromatografia.

Ruský botanik pomocou chromatografie ako prvý izoloval chlorofyl zo zelených častí rastlín. V priemysle a laboratóriách sa namiesto filtračného papiera na chromatografiu používa škrob, uhlie, vápenec a oxid hlinitý. Sú vždy potrebné látky s rovnakým stupňom čistenia?

Na rôzne účely sú potrebné látky s rôznym stupňom čistenia. Varná voda je dostatočne usadená, aby sa z nej odstránili nečistoty a chlór používaný na jej dezinfekciu. Pitná voda musí byť najskôr prevarená. A v chemických laboratóriách na prípravu roztokov a experimentov, v medicíne je potrebná destilovaná voda, čo najviac očistená od látok v nej rozpustených. Vysoko čisté látky, ktorých obsah nečistôt nepresahuje jednu milióntinu percenta, sa používajú v elektronike, polovodičoch, jadrovej technike a iných presných priemyselných odvetviach.

Spôsoby vyjadrenia zloženia zmesí.

· Hmotnostný podiel zložky v zmesi- pomer hmotnosti zložky k hmotnosti celej zmesi. Obvykle sa hmotnostný zlomok vyjadruje v %, ale nie nevyhnutne.

ω ["omega"] = mzložka / mzmes

· Molárny zlomok zložky v zmesi- pomer počtu mólov (látkového množstva) zložky k celkovému počtu mólov všetkých látok v zmesi. Napríklad, ak zmes obsahuje látky A, B a C, potom:

χ [“chi”] zložka A \u003d n zložka A / (n (A) + n (B) + n (C))

· Molárny pomer zložiek. Niekedy v úlohách pre zmes je uvedený molárny pomer jej zložiek. Napríklad:

nzložka A: nzložka B = 2:3

· Objemový podiel zložky v zmesi (len pre plyny)- pomer objemu látky A k celkovému objemu celej zmesi plynov.

φ ["phi"] = Vzložka / Vzmes

Cvičný blok.

Zvážte tri príklady problémov, s ktorými reagujú zmesi kovov chlorovodíková kyselina:

Príklad 1Keď bola zmes medi a železa s hmotnosťou 20 g vystavená nadbytku kyseliny chlorovodíkovej, uvoľnilo sa 5,6 litra plynu (n.a.). Určte hmotnostné frakcie kovov v zmesi.

V prvom príklade meď nereaguje s kyselinou chlorovodíkovou, to znamená, že pri reakcii kyseliny so železom sa uvoľňuje vodík. Keď teda poznáme objem vodíka, môžeme okamžite nájsť množstvo a hmotnosť železa. A teda aj hmotnostné frakcie látok v zmesi.

Príklad 1 riešenie.

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

2. Podľa reakčnej rovnice:

3. Množstvo železa je tiež 0,25 mol. Jeho hmotnosť nájdete:
mFe = 0,2556 = 14 g.

Odpoveď: 70% železa, 30% medi.

Príklad 2Pôsobením nadbytku kyseliny chlorovodíkovej na zmes hliníka a železa s hmotnosťou 11 g sa uvoľnilo 8,96 litra plynu (n.a.). Určte hmotnostné frakcie kovov v zmesi.

V druhom príklade je reakcia oboje kov. Tu sa už vodík z kyseliny uvoľňuje v oboch reakciách. Preto tu nemožno použiť priamy výpočet. V takýchto prípadoch je vhodné riešiť pomocou veľmi jednoduchého systému rovníc, pričom za x - počet mólov jedného z kovov a za y - látkové množstvo druhého.

Príklad 2 riešenie.

1. Nájdite množstvo vodíka:
n \u003d V / Vm \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol.

2. Nech je množstvo hliníka x mol a železa y mol. Potom môžeme vyjadriť pomocou x a y množstvo uvoľneného vodíka:

	2HCl = FeCl2+

4. Poznáme celkové množstvo vodíka: 0,4 mol. znamená,
1,5x + y = 0,4 (toto je prvá rovnica v sústave).

5. Pre zmes kovov musíte vyjadriť omši prostredníctvom množstva látok.
m = Mn
Takže hmotnosť hliníka
mAl = 27x,
hmotnosť železa
mFe = 56 rokov,
a hmotnosť celej zmesi
27x + 56y = 11 (toto je druhá rovnica v systéme).

6. Máme teda systém dvoch rovníc:

7. Riešenie takýchto systémov je oveľa pohodlnejšie odčítaním vynásobením prvej rovnice číslom 18:
27x + 18r = 7,2
a odčítaním prvej rovnice od druhej:

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

mFe = n M = 0,156 = 5,6 g
mAl = 0,227 = 5,4 g
ωFe = mFe / mzmes = 5,6 / 11 = 0,50,91 %),

resp.
ωAl \u003d 100 % - 50,91 % \u003d 49,09 %

Odpoveď: 50,91 % železa, 49,09 % hliníka.

Príklad 316 g zmesi zinku, hliníka a medi sa spracuje s prebytkom roztoku kyseliny chlorovodíkovej. V tomto prípade sa uvoľnilo 5,6 litra plynu (n.a.) a 5 g látky sa nerozpustilo. Určte hmotnostné frakcie kovov v zmesi.

V treťom príklade dva kovy reagujú, ale tretí kov (meď) nereaguje. Preto zvyšok 5 ​​g predstavuje hmotnosť medi. Množstvo zvyšných dvoch kovov - zinku a hliníka (všimnite si, že ich celková hmotnosť je 16 - 5 = 11 g) zistíme pomocou sústavy rovníc, ako v príklade č.2.

Odpoveď na príklad 3: 56,25 % zinku, 12,5 % hliníka, 31,25 % medi.

Príklad 4Na zmes železa, hliníka a medi sa pôsobilo prebytkom studenej koncentrovanej kyseliny sírovej. Súčasne sa časť zmesi rozpustila a uvoľnilo sa 5,6 litra plynu (n.a.). Na zostávajúcu zmes sa pôsobilo nadbytkom roztoku hydroxidu sodného. Uvoľnilo sa 3,36 litra plynu a zostali 3 g nerozpusteného zvyšku. Určte hmotnosť a zloženie východiskovej zmesi kovov.

V tomto príklade si to zapamätajte za studena koncentrovaný kyselina sírová nereaguje so železom a hliníkom (pasivácia), ale reaguje s meďou. V tomto prípade sa uvoľňuje oxid sírový (IV).
S alkáliami reaguje iba hliník- amfotérny kov (okrem hliníka sa v alkáliách rozpúšťa aj zinok a cín, v horúcej koncentrovanej alkálii sa ešte môže rozpustiť berýlium).

Príklad 4 riešenie.

1. Iba meď reaguje s koncentrovanou kyselinou sírovou, počet mólov plynu:
nS02 = V/Vm = 5,6/22,4 = 0,25 mol

	2H2S04 (konc.) = CuS04+

2. (nezabudnite, že takéto reakcie je potrebné vyrovnať pomocou elektronickej váhy)

3. Keďže molárny pomer medi a oxidu siričitého je 1:1, tak aj medi je 0,25 mol. Hmotnosť medi nájdete:
mCu \u003d n M \u003d 0,25 64 \u003d 16 g.

4. Hliník reaguje s alkalickým roztokom a vzniká hydroxokomplex hliníka a vodík:
2Al + 2NaOH + 6H20 = 2Na + 3H2

Al0 − 3e = Al3+

5. Počet mólov vodíka:
nH2 = 3,36 / 22,4 = 0,15 mol,
molárny pomer hliníka a vodíka je 2:3 a teda
nAl = 0,15 / 1,5 = 0,1 mol.
Hmotnosť hliníka:
mAl \u003d n M \u003d 0,1 27 \u003d 2,7 g

6. Zvyšok tvorí železo, hmotnosť 3 g. Hmotnosť zmesi nájdete:
mmix \u003d 16 + 2,7 + 3 \u003d 21,7 g.

7. Hmotnostné frakcie kovov:

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

Odpoveď: 73,73 % medi, 12,44 % hliníka, 13,83 % železa.

Príklad 521,1 g zmesi zinku a hliníka sa rozpustilo v 565 ml roztoku kyseliny dusičnej s obsahom 20 % hmotn. % HN03 a má hustotu 1,115 g/ml. Objem uvoľneného plynu, ktorý je jednoduchou látkou a jediným produktom redukcie kyseliny dusičnej, bol 2,912 l (n.a.). Určte zloženie výsledného roztoku v hmotnostných percentách. (RCTU)

V texte tohto problému je jasne uvedený produkt redukcie dusíka – „jednoduchá látka“. Keďže kyselina dusičná nevytvára vodík s kovmi, je to dusík. Oba kovy rozpustené v kyseline.
Problém sa nepýta na zloženie počiatočnej zmesi kovov, ale na zloženie roztoku získaného po reakciách. To sťažuje úlohu.

Príklad 5 riešenie.

1. Určte množstvo plynnej látky:
nN2 = V / Vm = 2,912 / 22,4 = 0,13 mol.

2. Určte hmotnosť roztoku kyseliny dusičnej, hmotnosť a množstvo rozpustenej látky HNO3:

mroztok \u003d ρ V \u003d 1,115 565 \u003d 630,3 g
mHNO3 = ω mroztok = 0,2 630,3 = 126,06 g
nHN03 = m/M = 126,06/63 = 2 mol

Upozorňujeme, že keďže sa kovy úplne rozpustili, znamená to - len dosť kyseliny(tieto kovy nereagujú s vodou). V súlade s tým bude potrebné skontrolovať Je tam príliš veľa kyseliny? a koľko z nej zostane po reakcii vo výslednom roztoku.

3. Zostavte reakčné rovnice ( nezabudnite na elektronickú váhu) a pre uľahčenie výpočtov berieme 5x - množstvo zinku a 10 rokov - množstvo hliníka. Potom v súlade s koeficientmi v rovniciach bude dusík v prvej reakcii x mol a v druhej - 3 y mol:

	12HN03 = 5Zn(N03)2+

Zn0 − 2e = Zn2+

	36HN03 = 10Al(N03)3+

Al0 − 3e = Al3+

5. Potom za predpokladu, že hmotnosť zmesi kovov je 21,1 g, ich molárne hmotnosti sú 65 g/mol pre zinok a 27 g/mol pre hliník, dostaneme nasledujúcu sústavu rovníc:

6. Túto sústavu je vhodné riešiť vynásobením prvej rovnice číslom 90 a odčítaním prvej rovnice od druhej.

7. x \u003d 0,04, čo znamená nZn \u003d 0,04 5 \u003d 0,2 mol
y \u003d 0,03, čo znamená, že nAl \u003d 0,03 10 \u003d 0,3 mol

8. Skontrolujte hmotnosť zmesi:
0,2 65 + 0,3 27 \u003d 21,1 g.

9. Teraz prejdime k zloženiu roztoku. Bude vhodné reakcie znova prepísať a nad reakcie zapísať množstvá všetkých zreagovaných a vzniknutých látok (okrem vody):

10. Ďalšia otázka znie: zostala kyselina dusičná v roztoku a koľko jej zostalo?
Podľa reakčných rovníc množstvo kyseliny, ktoré reagovalo:
nHN03 = 0,48 + 1,08 = 1,56 mol,
kyselina bola v nadbytku a môžete vypočítať jej zvyšok v roztoku:
nHNO3res. \u003d 2 - 1,56 \u003d 0,44 mol.

11. Takže v konečné riešenie obsahuje:

dusičnan zinočnatý v množstve 0,2 mol:
mZn(NO3)2 = n M = 0,2 189 = 37,8 g
dusičnan hlinitý v množstve 0,3 mol:
mAl(NO3)3 = n M = 0,3 213 = 63,9 g
nadbytok kyseliny dusičnej v množstve 0,44 mol:
mHNO3res. = n M = 0,44 63 = 27,72 g

12. Akú hmotnosť má výsledný roztok?
Pripomeňme, že hmotnosť konečného roztoku pozostáva z tých zložiek, ktoré sme zmiešali (roztoky a látky), mínus tie reakčné produkty, ktoré opustili roztok (zrazeniny a plyny):

13.
Potom pre našu úlohu:

14. nový roztok \u003d hmotnosť roztoku kyseliny + hmotnosť kovovej zliatiny - hmotnosť dusíka
mN2 = n M = 28 (0,03 + 0,09) = 3,36 g
Nový roztok \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

Odpoveď: 5,83 % dusičnanu zinočnatého, 9,86 % dusičnanu hlinitého, 4,28 % kyseliny dusičnej.

Príklad 6Pri spracovaní 17,4 g zmesi medi, železa a hliníka s prebytkom koncentrovanej kyseliny dusičnej sa uvoľnilo 4,48 litra plynu (n.a.) a keď bola táto zmes vystavená rovnakému množstvu nadbytku kyseliny chlorovodíkovej, 8,96 l plynu (n.a.). u.). Určte zloženie počiatočnej zmesi. (RCTU)

Pri riešení tohto problému si musíme uvedomiť, že po prvé, koncentrovaná kyselina dusičná s neaktívnym kovom (meď) dáva NO2, zatiaľ čo železo a hliník s ním nereagujú. Kyselina chlorovodíková na druhej strane nereaguje s meďou.

Odpovedzte napríklad 6: 36,8 % medi, 32,2 % železa, 31 % hliníka.

Úlohy na samostatné riešenie.

1. Jednoduché úlohy s dvoma zložkami zmesi.

1-1. Na zmes medi a hliníka s hmotnosťou 20 g sa pôsobilo 96 % roztokom kyseliny dusičnej a uvoľnilo sa 8,96 litra plynu (n.a.). Určte hmotnostný zlomok hliníka v zmesi.

1-2. Na zmes medi a zinku s hmotnosťou 10 g sa pôsobilo koncentrovaným alkalickým roztokom. V tomto prípade sa uvoľnilo 2,24 litra plynu (n. r.). Vypočítajte hmotnostný zlomok zinku vo východiskovej zmesi.

1-3. Na zmes horčíka a oxidu horečnatého s hmotnosťou 6,4 g sa pôsobilo dostatočným množstvom zriedenej kyseliny sírovej. Zároveň sa uvoľnilo 2,24 litra plynu (n.a.). Nájdite hmotnostný zlomok horčíka v zmesi.

1-4. Zmes zinku a oxidu zinočnatého s hmotnosťou 3,08 g sa rozpustila v zriedenej kyseline sírovej. Získal sa síran zinočnatý s hmotnosťou 6,44 g. Vypočítajte hmotnostný zlomok zinku vo východiskovej zmesi.

1-5. Pôsobením zmesi práškového železa a zinku s hmotnosťou 9,3 g na prebytok roztoku chloridu meďnatého sa vytvorilo 9,6 g medi. Určte zloženie počiatočnej zmesi.

1-6. Aká hmotnosť 20% roztoku kyseliny chlorovodíkovej bude potrebná na úplné rozpustenie 20 g zmesi zinku s oxidom zinočnatým, ak sa uvoľní vodík v množstve 4,48 litra (nen.a.)?

1-7. Po rozpustení v zriedenej kyseline dusičnej uvoľňuje 3,04 g zmesi železa a medi oxid dusnatý (II) s objemom 0,896 l (n.a.). Určte zloženie počiatočnej zmesi.

1-8. Pri rozpustení 1,11 g zmesi železných a hliníkových pilín v 16% roztoku kyseliny chlorovodíkovej (ρ = 1,09 g/ml) sa uvoľnilo 0,672 litra vodíka (n.a.). Nájdite hmotnostné zlomky kovov v zmesi a určte objem spotrebovanej kyseliny chlorovodíkovej.

2. Úlohy sú zložitejšie.

2-1. Zmes vápnika a hliníka s hmotnosťou 18,8 g sa kalcinovala bez prístupu vzduchu s prebytkom grafitového prášku. Reakčný produkt sa spracoval so zriedenou kyselinou chlorovodíkovou a uvoľnilo sa 11,2 litra plynu (n.a.). Určte hmotnostné frakcie kovov v zmesi.

2-2. Na rozpustenie 1,26 g zliatiny horčíka s hliníkom sa použilo 35 ml 19,6 % roztoku kyseliny sírovej (ρ = 1,1 g/ml). Prebytok kyseliny reagoval s 28,6 ml 1,4 mol/l roztoku hydrogénuhličitanu draselného. Určte hmotnostné podiely kovov v zliatine a objem plynu (n.a.) uvoľneného pri rozpúšťaní zliatiny.

Téma: "Metódy delenia zmesí" (8. ročník)

teoretický blok.

Pojem „zmes“ bol definovaný v 17. storočí. Anglický vedec Robert Boyle: "Zmes je integrálny systém pozostávajúci z heterogénnych zložiek."

Porovnávacie charakteristiky zmesi a čistej látky

Známky porovnávania	čistá substancia	Zmes
	Neustále	nestály
Látky	To isté	Rôzne
Fyzikálne vlastnosti	Trvalé	Nestály
Zmena energie počas formovania	deje	Nedeje sa
Separácia	Prostredníctvom chemických reakcií	Fyzikálne metódy

Zmesi sa navzájom líšia vzhľadom.

Klasifikácia zmesí je uvedená v tabuľke:

Tu sú príklady suspenzií (riečny piesok + voda), emulzií (rastlinný olej + voda) a roztokov (vzduch v banke, soľ + voda, malé zmeny: hliník + meď alebo nikel + meď).

Spôsoby oddeľovania zmesí

V prírode existujú látky vo forme zmesí. Pre laboratórny výskum, priemyselnú výrobu, pre potreby farmakológie a medicíny sú potrebné čisté látky.

Na čistenie látok sa používajú rôzne spôsoby separácie zmesí.

Odparovanie je oddelenie pevných látok rozpustených v kvapaline premenou na paru.

destilácia- destilácia, oddelenie látok obsiahnutých v kvapalných zmesiach podľa teplôt varu s následným ochladením pár.

V prírode sa voda v čistej forme (bez solí) nevyskytuje. Oceánska, morská, riečna, studničná a pramenitá voda sú rôzne soľné roztoky vo vode. Ľudia však často potrebujú čistú vodu, ktorá neobsahuje soli (používa sa v motoroch áut; v chemickej výrobe na získanie rôznych roztokov a látok; pri výrobe fotografií). Takáto voda sa nazýva destilovaná a spôsob jej získavania sa nazýva destilácia.

Filtrácia je filtrácia kvapalín (plynov) cez filter za účelom ich prečistenia od pevných nečistôt.

Tieto metódy sú založené na rozdieloch vo fyzikálnych vlastnostiach zložiek zmesi.

Zvážte spôsoby oddelenia heterogénne a homogénne zmesi.

Príklad zmesi	Separačná metóda
Suspenzia - zmes riečneho piesku s vodou	usadzovanie Separácia udržiavanie na základe rôznych hustôt látok. Na dne sa usádza ťažší piesok. Môžete tiež oddeliť emulziu: na oddelenie oleja alebo rastlinného oleja od vody. V laboratóriu sa to dá urobiť pomocou oddeľovacieho lievika. Olej alebo rastlinný olej tvorí vrchnú, ľahšiu vrstvu. V dôsledku usadzovania padá z hmly rosa, z dymu sa ukladajú sadze, v mlieku sa usadzuje smotana. Oddelenie zmesi vody a rastlinného oleja usadzovaním
Zmes piesku a kuchynskej soli vo vode	Filtrácia Čo je základom pre separáciu heterogénnych zmesí pomocou filtrovanie• Na rôznej rozpustnosti látok vo vode a na rôznych veľkostiach častíc. Cez póry filtra prechádzajú len čiastočky im úmerných látok, pričom väčšie častice sa na filtri zachytia. Takže môžete oddeliť heterogénnu zmes stolovej soli a riečneho piesku. Ako filtre možno použiť rôzne porézne látky: vata, uhlie, pálená hlina, lisované sklo a iné. Metóda filtrovania je základom pre prevádzku domácich spotrebičov, ako sú vysávače. Používajú ho chirurgovia - gázové obväzy; vŕtačky a pracovníci výťahov - dýchacie masky. Pomocou čajového sitka na filtrovanie čajových lístkov sa Ostapovi Benderovi, hrdinovi diela Ilfa a Petrova, podarilo vziať jednu zo stoličiek od Ellochka Ogre („Dvanásť stoličiek“). Oddelenie zmesi škrobu a vody filtráciou
Zmes železného prášku a síry	Pôsobenie magnetom alebo vodou Železný prášok bol priťahovaný magnetom, ale prášok síry nie. Nezmáčateľný sírový prášok vyplával na hladinu vody, zatiaľ čo ťažký zmáčateľný železný prášok sa usadil na dne. Separácia zmesi síry a železa pomocou magnetu a vody
Roztok soli vo vode je homogénna zmes	Odparovanie alebo kryštalizácia Voda sa odparí a v porcelánovom pohári zostanú kryštáliky soli. Pri odparovaní vody z jazier Elton a Baskunchak sa získava kuchynská soľ. Táto separačná metóda je založená na rozdiele teplôt varu rozpúšťadla a rozpustenej látky. Ak sa látka, napríklad cukor, pri zahrievaní rozloží, potom sa voda úplne neodparí - roztok sa odparí a potom sa vyzrážajú kryštály cukru z nasýteného roztoku Niekedy je potrebné odstrániť nečistoty z rozpúšťadiel pri nižšej teplote varu, ako je voda zo soli. V tomto prípade sa pary látky musia zhromaždiť a potom po ochladení kondenzovať. Tento spôsob oddeľovania homogénnej zmesi je tzv destilácia alebo destilácia. V špeciálnych zariadeniach - destilátoroch sa získava destilovaná voda, ktorá sa využíva pre potreby farmakológie, laboratórií, chladiacich systémov automobilov. Doma si môžete navrhnúť takýto liehovar: Ak sa však oddelí zmes alkoholu a vody, ako prvý sa oddestiluje (zachytí sa do zbernej skúmavky) alkohol s tbp = 78 °C a v skúmavke zostane voda. Destiláciou sa z ropy získava benzín, petrolej, plynový olej. Separácia homogénnych zmesí

Špeciálna metóda oddeľovania zložiek, založená na ich rozdielnej absorpcii určitou látkou, je chromatografia.

Ruský botanik M. S. Tsvet pomocou chromatografie ako prvý izoloval chlorofyl zo zelených častí rastlín. V priemysle a laboratóriách sa namiesto filtračného papiera na chromatografiu používa škrob, uhlie, vápenec a oxid hlinitý. Sú vždy potrebné látky s rovnakým stupňom čistenia?

Na rôzne účely sú potrebné látky s rôznym stupňom čistenia. Varná voda je dostatočne usadená, aby sa z nej odstránili nečistoty a chlór používaný na jej dezinfekciu. Pitná voda musí byť najskôr prevarená. A v chemických laboratóriách na prípravu roztokov a experimentov, v medicíne je potrebná destilovaná voda, čo najviac očistená od látok v nej rozpustených. Vysoko čisté látky, ktorých obsah nečistôt nepresahuje jednu milióntinu percenta, sa používajú v elektronike, polovodičoch, jadrovej technike a iných presných priemyselných odvetviach.

Spôsoby vyjadrenia zloženia zmesí.

Hmotnostný podiel zložky v zmesi- pomer hmotnosti zložky k hmotnosti celej zmesi. Obvykle sa hmotnostný zlomok vyjadruje v %, ale nie nevyhnutne.

ω ["omega"] = m zložky / m zmesi

Molárny zlomok zložky v zmesi- pomer počtu mólov (látkového množstva) zložky k celkovému počtu mólov všetkých látok v zmesi. Napríklad, ak zmes obsahuje látky A, B a C, potom:

χ [“chi”] zložka A \u003d n zložka A / (n (A) + n (B) + n (C))

Molárny pomer zložiek. Niekedy v úlohách pre zmes je uvedený molárny pomer jej zložiek. Napríklad:

n zložky A: n zložky B = 2:3

Objemový podiel zložky v zmesi (len pre plyny)- pomer objemu látky A k celkovému objemu celej zmesi plynov.

φ ["phi"] = V zložka / V zmes

Cvičný blok.

Zvážte tri príklady problémov, s ktorými reagujú zmesi kovov chlorovodíková kyselina:

Príklad 1Keď bola zmes medi a železa s hmotnosťou 20 g vystavená nadbytku kyseliny chlorovodíkovej, uvoľnilo sa 5,6 litra plynu (n.o.). Určte hmotnostné frakcie kovov v zmesi.

V prvom príklade meď nereaguje s kyselinou chlorovodíkovou, to znamená, že pri reakcii kyseliny so železom sa uvoľňuje vodík. Keď teda poznáme objem vodíka, môžeme okamžite nájsť množstvo a hmotnosť železa. A teda aj hmotnostné frakcie látok v zmesi.

Príklad 1 riešenie.

Ako zistiť množstvo vodíka:
n \u003d V / V m \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol.

Podľa reakčnej rovnice:

Množstvo železa je tiež 0,25 mol. Jeho hmotnosť nájdete:
m Fe \u003d 0,25 56 \u003d 14 g.

Odpoveď: 70% železa, 30% medi.

Príklad 2Pôsobením prebytku kyseliny chlorovodíkovej na zmes hliníka a železa s hmotnosťou 11 g sa uvoľnilo 8,96 litra plynu (n.o.). Určte hmotnostné frakcie kovov v zmesi.

V druhom príklade je reakcia oboje kov. Tu sa už vodík z kyseliny uvoľňuje v oboch reakciách. Preto tu nemožno použiť priamy výpočet. V takýchto prípadoch je vhodné riešiť pomocou veľmi jednoduchého systému rovníc, pričom za x - počet mólov jedného z kovov a za y - látkové množstvo druhého.

Príklad 2 riešenie.

Ako zistiť množstvo vodíka:
n \u003d V / V m \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol.

Nech je množstvo hliníka x mol a železa y mol. Potom môžeme vyjadriť pomocou x a y množstvo uvoľneného vodíka:

1. 	2HCl \u003d FeCl2+

Celkové množstvo vodíka poznáme: 0,4 mol. znamená,
1,5x + y = 0,4 (toto je prvá rovnica v sústave).

Pre zmes kovov musíte vyjadriť omši prostredníctvom množstva látok.
m = Mn
Takže hmotnosť hliníka
m Al = 27x,
hmotnosť železa
mFe = 56r,
a hmotnosť celej zmesi
27x + 56y = 11 (toto je druhá rovnica v systéme).

Máme teda systém dvoch rovníc:

2. Je oveľa pohodlnejšie riešiť takéto systémy metódou odčítania, vynásobením prvej rovnice 18:
   27x + 18r = 7,2
   a odčítaním prvej rovnice od druhej:

   (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 = 0,156 = 5,6 g
mAl = 0,227 = 5,4 g
ω Fe = m Fe/m zmes = 5,6/11 = 0,50909 (50,91 %),

resp.
ω Al \u003d 100 % - 50,91 % \u003d 49,09 %

Odpoveď: 50,91 % železa, 49,09 % hliníka.

Príklad 316 g zmesi zinku, hliníka a medi sa spracuje s prebytkom roztoku kyseliny chlorovodíkovej. V tomto prípade sa uvoľnilo 5,6 l plynu (n.o.) a 5 g látky sa nerozpustilo. Určte hmotnostné frakcie kovov v zmesi.

V treťom príklade dva kovy reagujú, ale tretí kov (meď) nereaguje. Preto zvyšok 5 ​​g predstavuje hmotnosť medi. Množstvo zvyšných dvoch kovov - zinku a hliníka (všimnite si, že ich celková hmotnosť je 16 - 5 = 11 g) zistíme pomocou sústavy rovníc, ako v príklade č.2.

Odpoveď na príklad 3: 56,25 % zinku, 12,5 % hliníka, 31,25 % medi.

Príklad 4Na zmes železa, hliníka a medi sa pôsobilo prebytkom studenej koncentrovanej kyseliny sírovej. Súčasne sa časť zmesi rozpustila a uvoľnilo sa 5,6 litra plynu (n.o.). Na zostávajúcu zmes sa pôsobilo nadbytkom roztoku hydroxidu sodného. Uvoľnilo sa 3,36 litra plynu a zostali 3 g nerozpusteného zvyšku. Určte hmotnosť a zloženie východiskovej zmesi kovov.

V tomto príklade si to zapamätajte za studena koncentrovaný kyselina sírová nereaguje so železom a hliníkom (pasivácia), ale reaguje s meďou. V tomto prípade sa uvoľňuje oxid sírový (IV).
S alkáliami reaguje iba hliník- amfotérny kov (okrem hliníka sa v alkáliách rozpúšťa aj zinok a cín, v horúcej koncentrovanej alkálii sa ešte môže rozpustiť berýlium).

Príklad 4 riešenie.

Iba meď reaguje s koncentrovanou kyselinou sírovou, počet mólov plynu:
n SO2 \u003d V / Vm \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol

	2H2S04 (konc.) = CuS04+

1. (nezabudnite, že takéto reakcie je potrebné vyrovnať pomocou elektronickej váhy)

   Pretože molárny pomer medi a oxidu siričitého je 1:1, potom je aj meď 0,25 mol. Hmotnosť medi nájdete:
   m Cu \u003d n M \u003d 0,25 64 \u003d 16 g.

   Hliník reaguje s alkalickým roztokom a vzniká hlinitý hydroxokomplex a vodík:
   2Al + 2NaOH + 6H20 = 2Na + 3H 2

   Al 0 − 3e = Al 3+
   2H++ 2e = H2

2. Počet mólov vodíka:
   n H3 \u003d 3,36 / 22,4 \u003d 0,15 mol,
   molárny pomer hliníka a vodíka je 2:3 a teda
   nAl \u003d 0,15 / 1,5 \u003d 0,1 mol.
   Hmotnosť hliníka:
   m Al \u003d n M \u003d 0,1 27 \u003d 2,7 g

   Zvyšok je železo s hmotnosťou 3 g. Hmotnosť zmesi nájdete:
   m zmes \u003d 16 + 2,7 + 3 \u003d 21,7 g.

   Hmotnostné frakcie kovov:

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

Odpoveď: 73,73 % medi, 12,44 % hliníka, 13,83 % železa.

Príklad 521,1 g zmesi zinku a hliníka sa rozpustilo v 565 ml roztoku kyseliny dusičnej s obsahom 20 % hmotn. % HNO 3 a majúci hustotu 1,115 g/ml. Objem uvoľneného plynu, ktorý je jednoduchou látkou a jediným produktom redukcie kyseliny dusičnej, bol 2,912 l (n.o.). Určte zloženie výsledného roztoku v hmotnostných percentách. (RCTU)

V texte tohto problému je jasne uvedený produkt redukcie dusíka – „jednoduchá látka“. Keďže kyselina dusičná nevytvára vodík s kovmi, je to dusík. Oba kovy rozpustené v kyseline.
Problém sa nepýta na zloženie počiatočnej zmesi kovov, ale na zloženie roztoku získaného po reakciách. To sťažuje úlohu.

Príklad 5 riešenie.

Určte množstvo plynnej látky:
n N2 \u003d V / Vm \u003d 2,912 / 22,4 \u003d 0,13 mol.

Stanovíme hmotnosť roztoku kyseliny dusičnej, hmotnosť a množstvo rozpustenej látky HNO3:

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

Upozorňujeme, že keďže sa kovy úplne rozpustili, znamená to - len dosť kyseliny(tieto kovy nereagujú s vodou). V súlade s tým bude potrebné skontrolovať Je tam príliš veľa kyseliny? a koľko z nej zostane po reakcii vo výslednom roztoku.

Zostavíme reakčné rovnice ( nezabudnite na elektronickú váhu) a pre uľahčenie výpočtov berieme 5x - množstvo zinku a 10 rokov - množstvo hliníka. Potom v súlade s koeficientmi v rovniciach bude dusík v prvej reakcii x mol a v druhej - 3 y mol:

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

Zn 0 − 2e = Zn 2+
2N+5+10e=N2

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

Tento systém je vhodné vyriešiť vynásobením prvej rovnice číslom 90 a odčítaním prvej rovnice od druhej.

x \u003d 0,04, čo znamená n Zn \u003d 0,04 5 \u003d 0,2 mol
y \u003d 0,03, čo znamená, že n Al \u003d 0,03 10 \u003d 0,3 mol

Skontrolujeme hmotnosť zmesi:
0,2 65 + 0,3 27 \u003d 21,1 g.

Teraz prejdime k zloženiu roztoku. Bude vhodné reakcie znova prepísať a nad reakcie zapísať množstvá všetkých zreagovaných a vzniknutých látok (okrem vody):

Ďalšia otázka znie: zostala kyselina dusičná v roztoku a koľko jej zostalo?
Podľa reakčných rovníc množstvo kyseliny, ktoré reagovalo:
n HNO3 \u003d 0,48 + 1,08 \u003d 1,56 mol,
tie. kyselina bola v prebytku a môžete vypočítať jej zvyšok v roztoku:
n HNO3 kľud. \u003d 2 - 1,56 \u003d 0,44 mol.

Takže v konečné riešenie obsahuje:

dusičnan zinočnatý v množstve 0,2 mol:
m Zn(NO3)2 = n M = 0,2 189 = 37,8 g
dusičnan hlinitý v množstve 0,3 mol:
m Al(NO3)3 = n M = 0,3 213 = 63,9 g
nadbytok kyseliny dusičnej v množstve 0,44 mol:
m HNO3 kľud. = n M = 0,44 63 = 27,72 g

Aká je hmotnosť konečného roztoku?
Pripomeňme, že hmotnosť konečného roztoku pozostáva z tých zložiek, ktoré sme zmiešali (roztoky a látky), mínus tie reakčné produkty, ktoré opustili roztok (zrazeniny a plyny):

Potom pre našu úlohu:

m nový roztok \u003d hmotnosť roztoku kyseliny + hmotnosť kovovej zliatiny - hmotnosť dusíka
mN2 = n M = 28 (0,03 + 0,09) = 3,36 g
m nový roztok \u003d 630,3 + 21,1 - 3,36 \u003d 648,04 g

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

Odpoveď: 5,83 % dusičnanu zinočnatého, 9,86 % dusičnanu hlinitého, 4,28 % kyseliny dusičnej.

Príklad 6Pri spracovaní 17,4 g zmesi medi, železa a hliníka s prebytkom koncentrovanej kyseliny dusičnej sa uvoľnilo 4,48 litra plynu (n.o.) a keď bola táto zmes vystavená rovnakej hmotnosti prebytku kyseliny chlorovodíkovej, 8,96 l plynu (n.o.). u.). Určte zloženie počiatočnej zmesi. (RCTU)

Pri riešení tohto problému si musíme uvedomiť, že po prvé, koncentrovaná kyselina dusičná s neaktívnym kovom (meď) dáva NO 2 a železo a hliník s ním nereagujú. Kyselina chlorovodíková na druhej strane nereaguje s meďou.

Odpovedzte napríklad 6: 36,8 % medi, 32,2 % železa, 31 % hliníka.

Vysvetľujúca poznámka

Čisté látky a zmesi. Spôsoby oddelenie zmesi. Formovať chápanie čistých látok a zmesi. Spôsobyčistiace látky: ... látky k rôznym triedy Organické zlúčeniny. Charakteristika: základný triedy Organické zlúčeniny...

Objednávka z roku 2013 č Pracovný program na predmet "Chémia" 8. ročník (základná úroveň 2 hodiny)

Pracovný program

Hodnotenie vedomostí žiakov o možnosti a spôsoby oddelenie zmesi látky; formovanie príslušných experimentálnych zručností ... klasifikácia a chemické vlastnosti základných látok triedy anorganické zlúčeniny, vytváranie predstáv o ...

dokument

... zmesi, spôsoby oddelenie zmesi. Úlohy: Uveďte pojem čisté látky a zmesi; Zvážte klasifikáciu zmesi; Oboznámiť študentov s spôsoby oddelenie zmesi... študent a vychováva predtým trieda karta so vzorcom anorganickej látky ...

V našom článku zvážime, aké sú čisté látky a zmesi, spôsoby oddeľovania zmesí. Každý z nás ich používa v bežnom živote. Vyskytujú sa vôbec v prírode čisté látky? A ako ich odlíšiť od zmesí?

Čisté látky a zmesi: spôsoby oddeľovania zmesí

Čisté látky sú látky, ktoré obsahujú častice len určitého typu. Vedci sa domnievajú, že v prírode prakticky neexistujú, pretože všetky, aj keď v zanedbateľnom množstve, obsahujú nečistoty. Absolútne všetky látky sú tiež rozpustné vo vode. Aj keď je do tejto kvapaliny ponorený napríklad strieborný prsteň, ióny tohto kovu prejdú do roztoku.

Znakom čistých látok je stálosť zloženia a fyzikálnych vlastností. V procese ich tvorby dochádza k zmene množstva energie. Okrem toho sa môže zvyšovať aj znižovať. Čistú látku je možné rozdeliť na jednotlivé zložky iba chemickou reakciou. Napríklad len destilovaná voda má pre túto látku typický bod varu a tuhnutia, absenciu chuti a vône. A jeho kyslík a vodík sa dajú rozložiť iba elektrolýzou.

A ako sa celkovo líšia od čistých látok? Na túto otázku nám pomôže odpovedať chémia. Metódy oddeľovania zmesí sú fyzikálne, pretože nevedú k zmene chemického zloženia látok. Na rozdiel od čistých látok majú zmesi premenlivé zloženie a vlastnosti a dajú sa oddeliť fyzikálnymi metódami.

Čo je zmes

Zmes je súborom jednotlivých látok. Príkladom je morská voda. Na rozdiel od destilovaného má horkú alebo slanú chuť, vrie pri vyššej teplote a mrazí pri nižšej teplote. Metódy oddeľovania zmesí látok sú fyzikálne. Čistá soľ sa teda dá získať z morskej vody odparovaním a následnou kryštalizáciou.

Druhy zmesí

Ak do vody pridáte cukor, po chvíli sa jeho častice rozpustia a stanú sa neviditeľnými. V dôsledku toho sa nedajú rozlíšiť voľným okom. Takéto zmesi sa nazývajú homogénne alebo homogénne. Vzduch, benzín, vývar, parfum, sladká a slaná voda a zliatina medi a hliníka sú tiež príklady týchto látok. Ako vidíte, môžu byť v rôznych stavoch agregácie, ale najčastejšie sú tekutiny. Nazývajú sa aj riešenia.

V heterogénnych alebo heterogénnych zmesiach možno rozlíšiť častice jednotlivých látok. Typickými príkladmi sú železné a drevené piliny, piesok a kuchynská soľ. Heterogénne zmesi sa tiež nazývajú suspenzie. Medzi nimi sa rozlišujú suspenzie a emulzie. Prvý pozostáva z kvapaliny a tuhej látky. Emulzia je teda zmes vody a piesku. Emulzia je kombináciou dvoch kvapalín s rôznou hustotou.

Existujú heterogénne zmesi so špeciálnymi názvami. Príkladom peny je pena a aerosóly zahŕňajú hmlu, dym, deodoranty, osviežovače vzduchu, antistatické činidlá.

Spôsoby oddeľovania zmesí

Samozrejme, mnohé zmesi majú hodnotnejšie vlastnosti ako jednotlivé jednotlivé látky, ktoré tvoria ich zloženie. Ale aj v bežnom živote sú situácie, keď ich treba oddeliť. A v priemysle sú na tomto procese založené celé odvetvia. Napríklad z ropy sa v dôsledku jej spracovania získava benzín, plynový olej, petrolej, vykurovací olej, solárny olej a strojový olej, raketové palivo, acetylén a benzén. Súhlasíte, že je výhodnejšie používať tieto produkty ako bezmyšlienkovite spaľovanie oleja.

Teraz sa pozrime, či existuje niečo ako chemické metódy na oddeľovanie zmesí. Predpokladajme, že potrebujeme získať čisté látky z vodného roztoku soli. Aby ste to dosiahli, zmes sa musí zahriať. V dôsledku toho sa voda zmení na paru a soľ kryštalizuje. Ale zároveň nedôjde k premene jednej látky na druhú. To znamená, že základom tohto procesu sú fyzikálne javy.

Spôsoby oddeľovania zmesí závisia od stavu agregácie, schopnosti rozpúšťania, rozdielu teploty varu, hustoty a zloženia jej zložiek. Zvážme každý z nich podrobnejšie s konkrétnymi príkladmi.

Filtrácia

Táto separačná metóda je vhodná pre zmesi obsahujúce kvapalinu a nerozpustnú pevnú látku. Napríklad voda a riečny piesok. Táto zmes musí prejsť cez filter. V dôsledku toho cez ňu bude voľne prechádzať čistá voda a piesok zostane.

usadzovanie

Niektoré spôsoby oddeľovania zmesí sú založené na pôsobení gravitácie. Týmto spôsobom možno rozložiť suspenzie a emulzie. Ak sa rastlinný olej dostane do vody, zmes sa musí najskôr pretrepať. Potom nechajte chvíľu pôsobiť. V dôsledku toho bude voda na dne nádoby a olej ju zakryje vo forme filmu.

V laboratórnych podmienkach sa používajú na usadzovanie.V dôsledku jeho práce sa do nádoby vypustí hustejšia kvapalina a zostane ľahká.

Usadzovanie sa vyznačuje nízkou rýchlosťou procesu. Vytvorenie zrazeniny trvá určitý čas. V priemyselných podmienkach sa táto metóda vykonáva v špeciálnych štruktúrach nazývaných sedimentačné nádrže.

Akcia magnetu

Ak zmes obsahuje kov, môže sa oddeliť pomocou magnetu. Napríklad na oddelenie železa a Ale majú všetky kovy také vlastnosti? Vôbec nie. Pre túto metódu sú vhodné iba zmesi obsahujúce feromagnety. Okrem železa sem patria nikel, kobalt, gadolínium, terbium, dysprosium, holmium a erbium.

Destilácia

Tento názov, v preklade z latinčiny, znamená „vypúšťanie kvapiek“. Destilácia je metóda oddeľovania zmesí založená na rozdiele teplôt varu látok. Aj doma sa teda dá oddeliť alkohol a voda. Prvá látka sa začína vyparovať už pri teplote 78 stupňov Celzia. Pri dotyku so studeným povrchom alkoholová para kondenzuje a mení sa na kvapalný stav.

V priemysle sa týmto spôsobom získavajú produkty rafinácie ropy, aromatické látky a čisté kovy.

Odparovanie a kryštalizácia

Tieto separačné metódy sú vhodné pre kvapalné roztoky. Látky, ktoré tvoria ich zloženie, sa líšia bodom varu. Z vody, v ktorej sú rozpustené, je teda možné získať kryštály soli alebo cukru. Za týmto účelom sa roztoky zahrievajú a odparujú do nasýteného stavu. V tomto prípade sú kryštály uložené. Ak je potrebné získať čistú vodu, potom sa roztok privedie do varu, po čom nasleduje kondenzácia pár na chladnejšom povrchu.

Spôsoby oddeľovania zmesí plynov

Plynné zmesi sa oddeľujú laboratórnymi a priemyselnými metódami, pretože tento proces vyžaduje špeciálne vybavenie. Surovinou prírodného pôvodu je vzduch, koks, generátor, pridružený a zemný plyn, ktorý je kombináciou uhľovodíkov.

Fyzikálne metódy na separáciu zmesí v plynnom stave sú nasledovné:

• Kondenzácia je proces postupného ochladzovania zmesi, pri ktorom dochádza ku kondenzácii jej zložiek. V tomto prípade prechádzajú do kvapalného stavu predovšetkým vysokovriace látky, ktoré sa zhromažďujú v separátoroch. Týmto spôsobom sa získava vodík a tiež sa oddeľuje amoniak z nezreagovanej časti zmesi.
• Sorpcia je absorpcia niektorých látok inými. Tento proces má opačné zložky, medzi ktorými sa počas reakcie ustanoví rovnováha. Dopredné a spätné procesy vyžadujú rôzne podmienky. V prvom prípade ide o kombináciu vysokého tlaku a nízkej teploty. Tento proces sa nazýva sorpcia. V opačnom prípade sa používajú opačné podmienky: nízky tlak pri vysokej teplote.
• Membránová separácia je metóda, pri ktorej sa využíva vlastnosť semipermeabilných priečok na selektívny prechod molekúl rôznych látok.
• Reflux - proces kondenzácie vysokovriacich častí zmesí v dôsledku ich ochladzovania. V tomto prípade by sa teplota prechodu jednotlivých zložiek do kvapalného stavu mala výrazne líšiť.

Chromatografia

Názov tejto metódy možno preložiť ako "Píšem farbou." Predstavte si, že sa do vody pridáva atrament. Ak do takejto zmesi spustíte koniec filtračného papiera, začne sa absorbovať. V tomto prípade bude voda absorbovaná rýchlejšie ako atrament, čo súvisí s rôznym stupňom sorpcie týchto látok. Chromatografia nie je len metóda na separáciu zmesí, ale aj metóda na štúdium takých vlastností látok, ako je difúzia a rozpustnosť.

Zoznámili sme sa teda s pojmami ako „čisté látky“ a „zmesi“. Prvým sú prvky alebo zlúčeniny pozostávajúce iba z častíc určitého typu. Ich príklady sú soľ, cukor, destilovaná voda. Zmesi sú súborom jednotlivých látok. Na ich oddelenie sa používa množstvo metód. Spôsob, akým sú oddelené, závisí od fyzikálnych vlastností jeho zložiek. Medzi hlavné patria usadzovanie, odparovanie, kryštalizácia, filtrácia, destilácia, magnetizácia a chromatografia.

Čisté látky a zmesi. Spôsoby oddeľovania zmesí.

Na stanovenie vlastností látky je potrebné mať ju v čistej forme, ale látky v prírode sa v čistej forme nevyskytujú. Každá látka vždy obsahuje určité množstvo nečistôt. Látka, ktorá neobsahuje takmer žiadne nečistoty, sa nazýva čistá. S takýmito látkami pracujú vo vedeckom laboratóriu, školskej chemickej učebni. Všimnite si, že absolútne čisté látky neexistujú.

Takmer všetky prírodné látky, potraviny (okrem soli, cukru a niektorých ďalších), stavebné materiály, domáce chemikálie, mnohé lieky a kozmetika sú zmesou.

Prírodné látky sú zmesi, ktoré niekedy pozostávajú z veľmi veľkého počtu rôznych látok. Napríklad prírodná voda vždy obsahuje rozpustené soli a plyny. Niekedy môže veľmi malý obsah nečistôt viesť k veľmi silnej zmene niektorých vlastností látky. Napríklad obsah len stotín železa alebo medi v zinku urýchľuje jeho interakciu s kyselinou chlorovodíkovou stokrát. Keď je jedna z látok v zmesi v prevažujúcom množstve, nesie jej názov zvyčajne celá zmes.

• 
  Zložka je každá látka obsiahnutá v zmesi.

Čistá látka je vždy homogénna, ale môžu byť aj zmesi homogénne a heterogénne.

jednotné zmesi.

Pridajte malú časť cukru do pohára vody a miešajte, kým sa všetok cukor nerozpustí. Tekutina bude chutiť sladko. Cukor teda nezmizol, ale zostal v zmesi. Jeho kryštály ale neuvidíme ani pri skúmaní kvapky tekutiny cez výkonný mikroskop.

Ryža. 3. Homogénna zmes (vodný roztok cukru)

Pripravená zmes cukru a vody je homogénna (obr. 3); najmenšie častice týchto látok sú v ňom rovnomerne premiešané.

• 
  Zmesi, v ktorých sa zložky nedajú zistiť voľným okom, sa nazývajú homogénne.

Väčšina kovových zliatin sú tiež homogénne zmesi. Napríklad zliatine zlata a medi (používanej na výrobu šperkov) chýbajú častice červenej medi a častice žltého zlata.

Voda zmiešaná s pieskom, kriedou alebo hlinou mrzne pri 0 0 C a vrie pri 100 0 C.

Niektoré typy heterogénnych zmesí majú špeciálne názvy: pena (napríklad pena, mydlová pena), suspenzia (zmes vody s malým množstvom múky), emulzia (mlieko, dobre pretrepaný rastlinný olej s vodou), aerosól (dym , hmla).

Ryža. 5. Heterogénne zmesi:
a - zmes vody a síry;
b - zmes rastlinného oleja a vody;
c - zmes vzduchu a vody

Existujú rôzne spôsoby oddeľovania zmesí. Výber spôsobu separácie zmesi je ovplyvnený vlastnosťami látok, ktoré tvoria túto zmes.

Pozrime sa bližšie na každú metódu:

• 
  usadzovanie- bežný spôsob čistenia kvapalín od vo vode nerozpustných mechanických nečistôt, príp kvapalné látky, ktoré sú navzájom nerozpustné, majúce rôznu hustotu.

Predstavte si, že máte zmes rastlinného oleja a vody. Určite typ zmesi. ( heterogénne). Porovnajte fyzikálne vlastnosti oleja a vody. (Ide o kvapalné látky, ktoré sú navzájom nerozpustné, majú rôznu hustotu). Navrhnite spôsob oddelenia tejto zmesi ( udržiavanie). Vykonáva sa pomocou oddeľovacieho lievika.

Usadzovanie sa používa pri príprave vody pre technologické a domáce potreby, pri čistení odpadových vôd, pri dehydratácii a odsoľovaní ropy av mnohých procesoch chemickej technológie. Je to dôležitý krok k prirodzenému samočisteniu prírodných a umelých nádrží.

• 
  Filtrácia- oddelenie kvapaliny od pevných nerozpustných nečistôt v nej; molekuly kvapaliny prechádzajú cez póry filtra a zadržiavajú sa veľké častice nečistôt.

Filtráciu je možné vykonávať nielen papierovým filtrom. Na filtráciu možno použiť aj iné sypké alebo porézne materiály. Medzi sypké materiály používané pri tejto metóde patrí napríklad kremenný piesok. A k poréznej - pálenej hline a sklenenej vaty.

Predstavte si, že máte zmes riečneho piesku a vody. Určite typ zmesi. ( heterogénne). Porovnajte fyzikálne vlastnosti riečneho piesku a vody. (Ide o látky, ktoré sú navzájom nerozpustné, majú rôznu hustotu). Navrhnite spôsob oddelenia tejto zmesi ( filtrovanie).

• 
  Akcia magnetu- ide o spôsob oddeľovania nehomogénnych zmesí, kedy jednu z látok v zmesi dokáže pritiahnuť magnet

Predstavte si, že máte pred sebou zmes železa a síry. Určite typ zmesi. ( heterogénne). Porovnajte fyzikálne vlastnosti železa a síry. Túto zmes je možné rozdeliť udržiavanie, keďže síra a železo sú pevné látky, ktoré sú nerozpustné vo vode. Ak túto zmes nalejete do vody, síra vypláva na povrch a železo klesne. Túto zmes je možné deliť aj s magnet, pretože železo je priťahované magnetom, ale síra nie.

• 
  Odparovanie - ide o spôsob oddeľovania homogénnych zmesí, v tomto prípade sa z roztoku uvoľňuje tuhá rozpustná látka, pri zahriatí sa voda odparí a zostanú tuhé kryštály.

Predstavte si, že máte zmes kuchynskej soli a vody. Určite typ zmesi. ( homogénne). Túto zmes je možné rozdeliť odparovanie, pretože pri varení sa voda odparí a kuchynská soľ zostane v pohári.

• 
  Destilácia (lat. znamená "kvapkanie") – Ide o metódu oddeľovania homogénnych zmesí, kedy sa tekuté zmesi rozdeľujú na frakcie líšiace sa zložením. Vykonáva sa čiastočným odparením kvapaliny, po ktorej nasleduje kondenzácia pár. Destilovaná frakcia (destilát) je obohatená o relatívne prchavejšie (nízkovrúce) látky a nedestilovaná kvapalina (destilačný zvyšok) je obohatená o relatívne menej prchavé (vysokovrúce) látky.

Destilácia umožňuje vyčistiť prírodnú vodu od nečistôt. Výsledná čistá (destilovaná) voda sa využíva vo výskumných laboratóriách, pri výrobe látok pre moderné technológie, v medicíne na prípravu liekov.

V laboratóriu sa destilácia vykonáva na špeciálnom zariadení (obr. 6). Pri zahrievaní zmesi kvapalín najskôr vrie látka s najnižším bodom varu. Jeho para opúšťa nádobu, ochladzuje sa, kondenzuje1 a výsledná kvapalina prúdi do prijímača. Keď už táto látka v zmesi nie je, teplota začne stúpať a po čase vykypí ďalšia tekutá zložka. V nádobe zostávajú neprchavé kvapaliny.

Ryža. 6. Laboratórne zariadenie na destiláciu: a - konvenčné; b - zjednodušené
1 - zmes kvapalín s rôznymi bodmi varu;
2 - teplomer;
3 - chladič vody;
4 - prijímač

Zvážte, ako niektorí metódy separácia zmesí.

Proces filtrovania je základom fungovania respirátora, zariadenia, ktoré chráni pľúca človeka pracujúceho v silne prašnom prostredí. Respirátor má filtre, ktoré zabraňujú vniknutiu prachu do pľúc (obr. 7). Najjednoduchším respirátorom je obväz vyrobený z niekoľkých vrstiev gázy. Vo vysávači je aj filter, ktorý odsáva prach zo vzduchu.

Ryža. 7. Pracovník v respirátore

Urobte záver, akými metódami je možné oddeliť zmes rozpustných a nerozpustných látok vo vode.