Každá látka obsahuje nečistoty. Látka sa považuje za čistú, ak neobsahuje takmer žiadne nečistoty.

Zmesi látok sú buď homogénne alebo heterogénne. V homogénnej zmesi sa zložky nedajú zistiť pozorovaním, ale v nehomogénnej zmesi je to možné.

Niektoré fyzikálne vlastnosti homogénnej zmesi sa líšia od vlastností zložiek.

V heterogénnej zmesi sú zachované vlastnosti komponentov.

Heterogénne zmesi látok sa oddeľujú usadzovaním, filtrovaním, niekedy pôsobením magnetu, homogénne zmesi sa oddeľujú odparovaním a destiláciou (destiláciou).

Čisté látky a zmesi

Žijeme medzi chemikáliami. Vdychujeme vzduch, a to je zmes plynov (dusík, kyslík a iné), vydychujeme oxid uhličitý. Umývame sa vodou – to je ďalšia látka, najrozšírenejšia na Zemi. Pijeme mlieko - zmes vody s najmenšími kvapkami mliečneho tuku, a nielen: je tu aj kazeínový mliečny proteín, minerálne soli, vitamíny a dokonca aj cukor, ale nie to, s ktorým pijú čaj, ale špeciálne mlieko - laktóza. Jeme jablká, ktoré pozostávajú z celej škály chemikálií – cukru, kyseliny jablčnej, vitamínov... 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 sú tiež látky, presnejšie materiály (zmesi látok). Sklo aj guma sú umelého pôvodu, v prírode neexistovali. Úplne čisté látky sa v prírode nenachádzajú alebo sú veľmi zriedkavé.

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.

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 komponentov."

Takmer všetky prírodné látky, potravinárske výrobky (okrem soli, cukru a niektorých ďalších), mnohé liečivé a kozmetické výrobky, chemikálie pre domácnosť a stavebné materiály sú zmesou.

Porovnávacie charakteristiky zmesi a čistej látky

Každá látka obsiahnutá v zmesi sa nazýva komponent.

Klasifikácia zmesí

Existujú homogénne a heterogénne zmesi.

Homogénne zmesi (homogénne)

Pridajte malú časť cukru do pohára vody a miešajte, kým sa všetok cukor nerozpustí. Tekutina bude chutiť sladko. Cukor teda nezmizol, ale zostal v zmesi. Jej kryštály neuvidíme ani pri skúmaní kvapky tekutiny vo výkonnom mikroskope. Pripravená zmes cukru a vody je homogénna, sú v nej rovnomerne zamiešané najmenšie čiastočky týchto látok.

Zmesi, v ktorých sa zložky nedajú zistiť pozorovaním, 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.

Z materiálov, ktoré sú homogénnymi zmesami látok, sa vyrába množstvo predmetov na rôzne účely.

Všetky zmesi plynov vrátane vzduchu patria k homogénnym zmesiam. Existuje veľa homogénnych zmesí kvapalín.

Homogénne zmesi sa tiež nazývajú roztoky, aj keď sú pevné alebo plynné.

Uveďme príklady roztokov (vzduch v banke, kuchynská soľ + voda, drobné zmeny: hliník + meď alebo nikel + meď).

Heterogénne zmesi (heterogénne)

Viete, že krieda sa vo vode nerozpúšťa. Ak sa jeho prášok naleje do pohára s vodou, potom sa vo výslednej zmesi vždy dajú nájsť častice kriedy, ktoré sú viditeľné voľným okom alebo mikroskopom.

Zmesi, v ktorých môžu byť zložky detekované pozorovaním, sa nazývajú heterogénne.

Medzi heterogénne zmesi patrí väčšina minerálov, pôda, stavebné materiály, živé tkanivá, zakalená voda, mlieko a iné potraviny, niektoré lieky a kozmetika.

V heterogénnej zmesi sú zachované fyzikálne vlastnosti komponentov. Takže železné piliny zmiešané s meďou alebo hliníkom nestrácajú svoju schopnosť byť priťahované magnetom.

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).

Spôsoby oddeľovania zmesí

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

Existuje mnoho spôsobov oddeľovania zmesí. Vyberajú sa s prihliadnutím na typ zmesi, stav agregácie a rozdiely vo fyzikálnych vlastnostiach komponentov.

Spôsoby oddeľovania zmesí

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

Zvážte metódy oddeľovania heterogénnych a homogénnych zmesí.

Príklad zmesi	Separačná metóda
Suspenzia - zmes riečneho piesku s vodou	usadzovanie Separácia usadzovaním je založená na rôznych hustotách 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.
Zmes piesku a kuchynskej soli vo vode	Filtrácia Separácia heterogénnych zmesí filtráciou je založená na rozdielnej rozpustnosti látok vo vode a na rozdielnej veľkosti 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 ("The Twelve Chairs").
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.
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 sa nazýva 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 destilátor. 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.

Chromatografia je špeciálna metóda na oddeľovanie zložiek na základe ich rozdielnej absorpcie konkrétnou látkou.

Ak zavesíte prúžok filtračného papiera na nádobu s červeným atramentom, ponoríte 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 iných presných priemyselných odvetviach.

Typ lekcie. Učenie sa nového materiálu.

Ciele lekcie. Vzdelávacie- študovať pojmy "čistá látka" a "zmes", homogénne (homogénne) a heterogénne (heterogénne) zmesi, zvážiť spôsoby separácie zmesí, naučiť študentov deliť zmesi na zložky.

Vzdelávacie- rozvíjať intelektuálne a kognitívne schopnosti žiakov: zvýrazňovať podstatné črty a vlastnosti, vytvárať vzťahy medzi príčinami a následkami, klasifikovať, analyzovať, vyvodzovať závery, vykonávať experimenty, pozorovať, zostavovať pozorovania vo forme tabuliek, diagramov.

Vzdelávacie- podporovať výchovu žiakov k organizácii, presnosti pri experimente, schopnosti organizovať vzájomnú pomoc pri práci vo dvojiciach, súťaživosti pri vykonávaní cvičení.

Vyučovacie metódy. Metódy organizácie vzdelávacích a poznávacích aktivít- verbálny (heuristický rozhovor), vizuálny (tabuľky, kresby, ukážky pokusov), praktický (laboratórne práce, cvičenia).

Metódy stimulovania záujmu o učenie- kognitívne hry, vzdelávacie besedy.

Metódy kontroly– ústna kontrola, písomná kontrola, experimentálna kontrola.

Vybavenie a činidlá.Na študentských stoloch- listy papiera, lyžice na látky, sklenené tyčinky, poháre s vodou, magnety, sírový a železný prášok.

Na učiteľskom stole- lyžice, skúmavky, držiak na skúmavky, alkoholová lampa, magnet, voda, kadičky na chemikálie, stojan s krúžkom, stojan s nôžkou, lievik, sklenené tyčinky, filtre, porcelánový pohár, oddeľovací lievik, test skúmavka s odvzdušňovacou trubicou, skúmavka-prijímač, "sklo - chladnička" s vodou, filtračná papierová páska (2x10 cm), červený atrament, banka, sitko, železné a sírové prášky v hmotnostnom pomere 7:4, rieka piesok, stolová soľ, rastlinný olej, roztok síranu meďnatého, krupica, pohánka.

POČAS VYUČOVANIA

Organizácia času

Označte neprítomných, vysvetlite účel hodiny a zoznámte študentov s plánom hodiny.

P lán n u r o k a

1. Čisté látky a zmesi. Charakteristické rysy.

2. Homogénne a heterogénne zmesi.

3. Spôsoby oddeľovania zmesí.

Konverzácia na tému "Látky a ich vlastnosti"

učiteľ. Pamätajte, čo študuje chémia.

Študent. Látky, vlastnosti látok, zmeny, ktoré s látkami nastávajú, t.j. transformácia látok.

učiteľ. čo je látka?

Študent. Hmota je to, z čoho sa skladá fyzické telo.

učiteľ. Viete, že látky sú jednoduché a zložité. Ktoré látky sa nazývajú jednoduché a ktoré sú zložité?

Študent. Jednoduché látky sú tvorené atómami jedného chemického prvku, zložité látky sú tvorené atómami rôznych chemických prvkov..

učiteľ. Aké fyzikálne vlastnosti majú látky?

Študent. Agregátny stav, body topenia a varu, elektrická a tepelná vodivosť, rozpustnosť vo vode atď..

Vysvetlenie nového materiálu

Čisté látky a zmesi.
Charakteristické rysy

učiteľ. Len čisté látky majú konštantné fyzikálne vlastnosti. Iba čistá destilovaná voda má t pl \u003d 0 ° C, t kip \u003d 100 ° C, nemá žiadnu chuť. 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."

Zvážte charakteristické črty zmesi a čistej látky. Aby sme to dosiahli, vykonáme nasledujúce experimenty.

Skúsenosti 1. Pomocou návodu na experiment preštudujte základné fyzikálne vlastnosti práškového železa a síry, pripravte zmes týchto práškov a zistite, či si tieto látky v zmesi zachovajú svoje vlastnosti.

Diskusia so študentmi o výsledkoch experimentu.

učiteľ. Opíšte stav agregácie a farbu síry.

Študent. Síra je žltá pevná látka.

učiteľ. Aký je stav agregácie a farby železa vo forme prášku?

Študent. Železo je tvrdá šedá hmota.

učiteľ. Ako tieto látky súvisia: a) s magnetom; b) do vody?

Študent. Železo je priťahované magnetom, ale síra nie; železný prášok klesá vo vode, pretože. železo je ťažšie ako voda a sírový prášok pláva na povrchu vody, pretože nie je zmáčaný vodou.

učiteľ. Čo možno povedať o pomere železa a síry v zmesi?

Študent. Pomer železa a síry v zmesi môže byť rôzny, t.j. nestály.

učiteľ. Sú v zmesi zachované vlastnosti železa a síry?

Študent. Áno, vlastnosti každej látky v zmesi sú zachované.

učiteľ. Ako možno oddeliť zmes síry a železa?

Študent. Dá sa to urobiť fyzikálnymi metódami: magnetom alebo vodou.

učiteľ . Skúsenosti 2. Teraz ukážem reakciu interakcie síry a železa. Vašou úlohou je pozorne sledovať tento experiment a určiť, či si železo a síra zachovajú svoje vlastnosti v sulfide železitom získanom v dôsledku reakcie a či je možné železo a síru z neho oddeliť fyzikálnymi metódami.

Dôkladne premiešam prášky železa a síry v hmotnostnom pomere 7:4:

m (Fe ): m( S ) = Ar ( Fe ): A r ( S ) = 56: 32 = 7: 4,

Zmes dám do skúmavky, zahrejem v plameni liehovej lampy, na jednom mieste silno zahrejem a prestanem zahrievať, keď začne prudká exotermická reakcia. Po vychladnutí skúmavku po zabalení do uteráka opatrne rozlomím a obsah vyberiem. Pozrite sa zblízka na výslednú látku - sulfid železitý. Je v ňom viditeľný prášok šedej liatiny a prášok žltej síry oddelene?

Študent. Nie, výsledná látka má tmavosivú farbu.

učiteľ. Potom výslednú hmotu otestujem magnetom. Oddeľuje sa železo a síra?

Študent. Nie, výsledná látka nie je magnetizovaná.

učiteľ. Do vody som dal sulfid železitý. Čo pri tom pozorujete?

Študent. Sulfid železitý klesá vo vode.

učiteľ. Zachovávajú si síra a železo svoje vlastnosti, keď sú začlenené do sulfidu železnatého?

Študent. Nie, nová látka má vlastnosti, ktoré sa líšia od vlastností látok použitých na reakciu.

učiteľ. Je možné rozdeliť sulfid železitý fyzikálnymi metódami na jednoduché látky?

Študent. Nie, magnet ani voda nedokážu rozdeliť sulfid železitý na železo a síru.

učiteľ. Dochádza pri tvorbe chemickej látky k zmene energie?

Študent. Áno, napríklad pri interakcii železa a síry sa uvoľňuje energia.

učiteľ. Výsledky diskusie experimentov zaznamenáme do tabuľky.

Tabuľka

Porovnávacie charakteristiky zmesi a čistej látky

Na upevnenie tejto časti lekcie vykonajte cvičenie: určte, kde na obrázku(pozri str. 34) je znázornená jednoduchá látka, zložená látka alebo zmes.

Homogénne a heterogénne zmesi

učiteľ. Zistite, či sa zmesi navzájom líšia vzhľadom.

Učiteľ predvádza príklady suspenzií (riečny piesok + voda), emulzií (rastlinný olej + voda) a roztokov (vzduch v banke, kuchynská soľ + voda, drobné: hliník + meď alebo nikel + meď).

učiteľ. 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. Zvážte klasifikačnú schému pre zmesi(schéma 1).

Schéma 1

Uveďte príklady každého typu zmesí: suspenzie, emulzie a roztoky.

Spôsoby oddeľovania zmesí

učiteľ. 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 metódy separácie zmesí (schéma 2).

Schéma 2

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

Zvážte spôsoby oddelenia heterogénne zmesi.

Ako možno oddeliť suspenziu - zmes riečneho piesku s vodou, t.j. vyčistiť vodu od piesku?

Študent. Usadzovanie a následné filtrovanie.

učiteľ. Správny. 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. (Učiteľ predvádza príslušné experimenty.)

V dôsledku usadzovania padá z hmly rosa, z dymu sa ukladajú sadze, v mlieku sa usadzuje smotana.

A čo je základom pre separáciu heterogénnych zmesí pomocou filtrovanie?

Študent. Na rôznej rozpustnosti látok vo vode a na rôznej veľkosti častíc.

učiteľ. Platí, že cez póry filtra prejdú len čiastočky im úmerných látok, pričom väčšie častice sa na filtri zadržia. Takto môžete oddeliť heterogénnu zmes kuchynskej soli a riečneho piesku.

Študent ukazuje skúsenosť: naleje vodu do zmesi piesku a soli, premieša a následne prepustí suspenziu (suspenziu) cez filter - cez filter prejde roztok soli vo vode a na filtri zostanú veľké častice piesku nerozpustné vo vode.

učiteľ. Aké látky možno použiť ako filtre?

Študent. Ako filtre možno použiť rôzne porézne látky: vata, uhlie, pálená hlina, lisované sklo a iné.

učiteľ. Aké príklady aplikácie filtrovania v ľudskom živote môžete uviesť?

Študent. 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“).

učiteľ. A teraz, keď sme sa zoznámili s týmito metódami oddeľovania zmesi, pomôžme hrdinke ruskej ľudovej rozprávky "Vasilisa krásna".

Študent. V tejto rozprávke Baba Yaga nariadila Vasilise, aby oddelila žito od nigelly a mak od zeme. Hrdinke rozprávky pomohli holuby. Teraz môžeme oddeliť zrná filtráciou cez sito, ak sú zrná rôznej veľkosti, alebo pretrepaním s vodou, ak častice majú rôznu hustotu alebo rôznu zmáčavosť vodou. Vezmite si ako príklad zmes pozostávajúcu zo zŕn rôznych veľkostí: zmes krupice a pohánky.(Študent ukazuje, ako krupica s menšími veľkosťami častíc prechádza cez sito a pohánka na nej zostáva.)

učiteľ. Ale so zmesou látok s rôznou zmáčavosťou vodou ste sa už dnes stretli. O akej zmesi hovorím?

Študent. Ide o zmes práškového železa a síry. S touto zmesou sme uskutočnili laboratórny experiment..

učiteľ. Pamätajte si, ako ste oddelili takúto zmes.

Študent. Pomocou usadzovania vo vode a pomocou magnetu.

učiteľ. Čo ste pozorovali pri oddeľovaní zmesi práškového železa a síry vodou?

Študent. Nezmáčateľný sírový prášok vyplával na hladinu vody, zatiaľ čo ťažký zmáčateľný železný prášok sa usadil na dne..

učiteľ. A ako prebiehala separácia tejto zmesi magnetom?

Študent. Železný prášok bol priťahovaný magnetom, ale prášok síry nie..

učiteľ. Zoznámili sme sa teda s tromi metódami separácie heterogénnych zmesí: usadzovaním, filtrovaním a pôsobením magnetu. Teraz sa pozrime na spôsoby oddelenia homogénne (homogénne) zmesi. Pamätajte, že po odfiltrovaní piesku sme dostali roztok soli vo vode - homogénnu zmes. Ako izolovať čistú soľ z roztoku?

Študent. Odparovanie alebo kryštalizácia.

Učiteľ predvedie experiment: voda sa vyparí a kryštály soli zostanú v porcelánovej šálke.

učiteľ. 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.

Učiteľ ukazuje destiláciu roztoku síranu meďnatého, voda sa odparí, keď t bp = 100 °C, potom pary kondenzujú v prijímacej skúmavke ochladenej vodou v kadičke.

učiteľ. V špeciálnych zariadeniach - destilátoroch sa získava destilovaná voda, ktorá sa využíva pre potreby farmakológie, laboratórií, chladiacich systémov automobilov.

Študent predvedie kresbu ním navrhnutého „zariadenia“ na destiláciu vody.

učiteľ. 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.

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

Učiteľ demonštruje skúsenosť. Na nádobu s červeným atramentom zavesí prúžok filtračného papiera a namočí 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.

učiteľ. Ruský botanik M.S.Tsvet ako prvý pomocou chromatografie 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?

Študent. 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.

učiteľ. Vypočujte 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!

Na upevnenie a otestovanie asimilácie materiálu študenti odpovedajú na nasledujúce otázky: otázky.

1. Pri drvení rudy v banských a spracovateľských závodoch do nej padajú úlomky železných nástrojov. Ako sa dajú extrahovať z rudy?

2. Pred recykláciou domového odpadu, ako aj starého papiera, je potrebné zbaviť sa železných predmetov. Aký je najjednoduchší spôsob, ako to urobiť?

3. Vysávač nasáva vzduch obsahujúci prach a uvoľňuje čistý vzduch. prečo?

4. Voda po umývaní áut vo veľkých garážach je kontaminovaná motorovým olejom. Čo treba urobiť pred vypustením do kanalizácie?

5. Múka sa očistí od otrúb preosievaním. prečo to robia?

6. Ako oddeliť zubný prášok a kuchynskú soľ? Benzín a voda? Alkohol a voda?

Literatúra

Alikberová L.Yu. Zábavná chémia. M.: AST-Press, 1999; Gabrielyan O.S., Voskoboynikova N.P., Yashukova A.V. Príručka učiteľa. Chémia. 8. trieda. Moskva: Drop, 2002; Gabrielyan O.S. Chémia.
8. trieda. Moskva: Drop, 2000; Guzey L.S., Sorokin V.V., Surovtseva R.P. Chémia. 8. trieda. Moskva: Drop, 1995; Ilf I.A., Petrov E.P. Dvanásť stoličiek. M.: Vzdelávanie, 1987; Kuznetsova N.E., Titova I.M., Gara N.N., Zhegin A.Yu. Chémia. Učebnica pre žiakov 8. ročníka vzdelávacích inštitúcií. M.: Ventana-Graf, 1997; Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chémia. Učebnica pre vzdelávacie inštitúcie 8. ročníka. Moskva: Vzdelávanie, 2000; Tyldsepp A.A., Kork V.A.. Študujeme chémiu. Moskva: Vzdelávanie, 1998.

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 na oddeľovanie 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 3Na 16 g zmesi zinku, hliníka a medi sa pôsobilo nadbytkom 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 ...

12 16 ..

2.6. Procesy separácie heterogénnych zmesí pri výrobe potravín

2.6.1. Klasifikácia nehomogénnych systémov a metódy ich separácie ja

Heterogénne systémy sú zmesi aspoň dvoch zložiek, ktoré sú v rôznych fázových stavoch a oddelené jasnými hranicami. V takýchto systémoch možno rozlíšiť dve fázy hmoty: súvisle rozložené kontinuum fázy tzv disperzia prostredie a v ňom umiestnené fragmentované častice rôznych veľkostí a tvarov - rozptýlené fáza. Častice dispergovanej fázy majú jasné hranice, ktoré ich oddeľujú od disperzného média. Nehomogénne systémy sú tiež tzv heterogénne alebo rozptýlené.Disperzné prostredie nehomogénnych systémov môže byť v troch stavoch agregácie. V týchto stavoch môže byť aj dispergovaná fáza. Teoreticky je možná existencia 9 nehomogénnych systémov. Podľa tejto klasifikácie však nehomogénny systém plyn-plyn (G-G) neexistuje, pretože zmes plynov je homogénny systém. V uvedenej klasifikácii heterogénnych systémov je potrebné rozlišovať aj systémy s pevnými fázami T-L, T-G, T-T, ktoré nepodliehajú separácii, a preto ich nemožno považovať za heterogénne.

Preto by sa prach, výpary, hmly, suspenzie, emulzie a peny mali klasifikovať ako heterogénne systémy.

Prach- nehomogénny systém pozostávajúci z plynu a pevných častíc v ňom rozmiestnených s veľkosťou 5 - 50 mikrónov. Vzniká hlavne pri drvení a preprave pevných materiálov.

fajčiť- nehomogénny systém pozostávajúci z plynu a pevných častíc v ňom rozmiestnených s veľkosťou 0,3 - 5 mikrónov. Vzniká pri spaľovaní látok.

Hmla- nehomogénny systém pozostávajúci z kvapiek plynu a kvapaliny s veľkosťou 0,3 - 3 μm v ňom rozmiestnených, vznikajúcich kondenzáciou.

Prachy, výpary, hmly nesú všeobecný názov aerosólov.

Pozastavenie- nehomogénna sústava pozostávajúca z kvapaliny a pevných častíc v nej suspendovaných. V závislosti od veľkosti častíc sa rozlišujú suspenzie: hrubý s časticami väčšími ako 100 mikrónov, tenký s časticami väčšími ako 0,1 - 100 mikrónov a koloidné roztoky obsahujúce častice menšie ako 0,1 µm.

Emulzia- nehomogénna sústava pozostávajúca z kvapaliny a v nej rozmiestnených kvapiek inej kvapaliny, ktorá sa v prvej nerozpúšťa. Veľkosť častíc dispergovanej fázy sa mení v pomerne širokom rozmedzí.

Pena- nehomogénny systém pozostávajúci z bublín kvapaliny a plynu v nej rozmiestnených.

Pri zmene koncentrácie dispergovanej fázy môže nehomogénny systém zmeniť svoju štruktúru. K tomu sa pridružuje tzv inverzia fázy. Pri inverzii sa disperzné médium stáva disperznou fázou a naopak. So zvýšením koncentrácie tuhej fázy v suspenziách teda môže nastať moment, kedy tuhá fáza vytvorí spojité kontinuum (kontinuálne médium), v ktorom sú distribuované obmedzené objemy kvapalnej dispergovanej fázy. V tomto prípade možno polemizovať o prechode zavesenia na plastovú hmotu triedy T-Zh.

Podobné zmeny nastávajú pri pene, ak sa v nej zvýši obsah kvapaliny; prechádza do presýtenej sýtenej kvapaliny, v ktorej možno rozlíšiť rozptýlenú fázu plynových bublín. Takýto systém nie je dostatočne stabilný, hoci v tomto stave môže zotrvať relatívne dlho.

So zvýšením koncentrácie tuhej dispergovanej fázy prach prechádza do sypkého produktu so špecifickými vlastnosťami, t.j. tuhé aj tekuté médiá. Takýto systém má určitú elasticitu a plasticitu (schopnosť udržať svoj tvar pri relatívne malom zaťažení), ale má formu nádoby, do ktorej sa plní; po naliatí na rovinu tvorí kužeľ s sypným uhlom.

Na oddelenie nehomogénnych systémov sa používajú metódy a zariadenia, ktoré sa vyznačujú širokou škálou fyzikálnych javov. Voľba optimálneho zariadenia je určená voľbou znaku, podľa ktorého sa disperzné médium a dispergovaná fáza výrazne líšia svojimi vlastnosťami a podľa ktorého by sa mali oddeľovať. Takýmito znakmi sú: hustota, sila, magnetické a elektronické vlastnosti atď. Spôsoby separácie týchto systémov sa líšia použitím jedného alebo viacerých z týchto znakov.

Znak spočívajúci v rozdiele hustôt, ktoré tvoria nehomogénny systém, sa používa v nasledujúcich separačných metódach: depozícia vplyvom gravitácie, usadzovacej centrifugácie (separácie) a cyklónový proces.

V konzervatívnych silových poliach (gravitačné sily, odstredivé sily, zotrvačné sily) nadobúdajú častice dispergovanej fázy zrýchlenie, ktoré je podľa druhého Newtonovho zákona úmerné pôsobiacej sile a nepriamo úmerné hmotnosti častíc. V roztoku sa častice začnú pohybovať v disperznom prostredí v smere vektora pôsobiacej sily. Ich rýchlosti sa nakoniec ustália na úrovni zodpovedajúcej rovnováhe hnacej sily a odporových síl média. Pri danej rýchlosti sa všetky častice „ťažké“ a hustejšie ako častice disperzného média usádzajú na tvrdých povrchoch zariadenia.

Znak spočívajúci v rozdiele v magnetických vlastnostiach, ktoré tvoria nehomogénny systém, sa používa na izoláciu častíc metalomagnetických inklúzií z disperzného prostredia. V tomto prípade sa pôsobením magnetických síl kov-magnetické častice urýchľujú v smere ich pôsobenia, pričom prostredie zostáva nehybné. V dôsledku toho dochádza k oddeleniu fáz vo vesmíre.

V elektrostatických odlučovačoch sa používa znak založený na rozdiele elektrických vlastností, ktoré tvoria nehomogénny systém. Pôsobením vysokého elektrického napätia sa častice dispergovanej fázy môžu ionizovať a pohybovať sa v priestore k elektródam filtra.

V procesoch sa využíva vlastnosť, ktorá spočíva v zadržiavaní častíc dispergovanej fázy na pevných prepážkach filtrovanie(v dôsledku tlakového rozdielu a odstredivej filtrácie).

Znak spojený so združovaním rozptýlených častíc do väčších komplexov sa používa pri separácii prašných plynových systémov mokrou cestou.

Je tiež možné kombinovať metódy na separáciu heterogénnych systémov.

2.6.2. Materiálové bilancie separačných procesov

Uvažujme nehomogénny systém, napríklad suspenziu, ktorá sa má oddeliť a ktorá pozostáva z látky (kontinuálna fáza) a častíc látky (dispergovanej fázy), ktoré sú v nej rozptýlené.

Označme: - hmotnosti počiatočnej zmesi, vyčírenej kvapaliny a prijatej zálohy; - obsah látky v počiatočnej zmesi, vyčírenej kvapaline a sedimente (hmotnostné frakcie).

Pri absencii strát v procese separácie majú rovnice materiálovej bilancie tvar:

podľa celkového množstva látok

dispergovanou fázou (látkou)

Spoločné riešenie rovníc umožňuje určiť množstvo vyčírenej kvapaliny a množstvo sedimentu získaného pri danom obsahu látky v sedimente a vyčírenej kvapaline.

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. 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.

Magnetická akcia

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.