Толстостенный стеклянный контейнер с притертой крышкой, в дно которого помещают влагопоглотитель, чтобы в влагопоглотителе поддерживалась влажность около нуля. Дезиккатор используется для сушки и хранения различных веществ.
Что такое чистое вещество и смесь
Чистые вещества — это вещества, состоящие из частиц одного типа.
Пример: пищевая сода, которую мы используем на кухне и в быту, является чистым веществом, состоящим из однотипных частиц.
Когда пищевая сода смешивается с водой, образуется раствор, состоящий из двух типов частиц: Молекулы воды и ионные кристаллы бикарбоната натрия. Это называется смесью веществ.
Смесь — это результат смешивания двух или более различных веществ.
Примеры смесей: водопроводная вода, морская вода, молоко, соки, металлические сплавы и т.д.
В химии вещества, входящие в состав смеси, называются компонентами.
Например, латунь — это сплав металлов, то есть смесь. Его компонентами являются медь и цинк.
Абсолютно чистых веществ в природе не существует. Однако существуют также смеси, в которых масса одного компонента во много раз превышает массу другого. В этом случае вещество, присутствующее в небольшом количестве, называется примесью. Вещество, содержащее больше этого количества, считается загрязненным.
Давайте рассмотрим пример серебра как нечистоты. Поскольку серебро — мягкий металл, чистое серебро иногда смешивают с медью или другими металлами для изготовления серебряных украшений. В этом случае идеальный сплав состоит из 92,5% серебра и 7,5% примесей. Очевидно, что в нем гораздо меньше примесей.
Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Зарегистрируйтесь и примите участие в розыгрыше 8 курсов.
Виды смесей
Все смеси делятся на два типа: гомогенные и гетерогенные.
Однородные смеси — это такие смеси, в которых частицы невозможно обнаружить визуально или с помощью оптических приборов.
Гомогенные смеси классифицируются как однородные смеси:
- смеси газов (воздух, природный газ);
- растворы (раствор сахара или соли, нефть);
- сплавы (латунь, бронза, сталь).
Гетерогенные (неоднородные) смеси — это смеси, в которых частицы различных веществ видны визуально или с помощью оптических приборов.
При образовании гетерогенной смеси частицы одного вещества (твердого, жидкого или газа) распределяются в среде другого вещества. Между частицами существует граница раздела. Гетерогенные смеси различают в зависимости от агрегатного состояния вещества и среды.
Состояние агрегации среды
Общее состояние среды
Название смеси
Примеры
Взвешенный песок в воде
Большинство продуктов питания относятся к этому типу, но жидкости не разделяются при добавлении эмульгаторов.
Мыльный налет, газированная вода
Без имени
Без имени
Без имени
Онлайн-курсы по химии Skysmart School содержат еще больше удобных рабочих листов, таблиц и шпаргалок, которые помогут вам запомнить материал и тщательно подготовиться к контрольной или экзамену.
Способы разделения смесей
Как мы уже говорили, в природе нас в основном окружают смеси. Чтобы получить чистое вещество, смесь разделяют на компоненты.
Разделение смеси — это выделение одного или всех ее компонентов в чистом виде.
Все методы разделения смесей основаны на различных физических свойствах компонентов смеси.
Способы разделения гетерогенных смесей
- Отстаивание — медленное расслоение гетерогенных смесей, которые состоят из твердых частиц и жидкости или двух жидкостей разной плотности. Например, смесь деревянных и железных опилок получится разделить, если пересыпать их в емкость с водой и перемешать. Спустя какое-то время железные опилки опустятся на дно емкости, а деревянные останутся на поверхности воды.
- Фильтрование — способ разделения гетерогенной смеси, основанный на пропускании смеси через пористую поверхность. Таким способом можно разделить ту смесь, в которой один компонент растворим в воде, а другой — нет. В качестве пористой поверхности может быть использована марля, которую сложили в несколько слоев (часто используется в быту), или фильтровальная бумага. Например, таким способом мы можем разделить смесь сахара и песка. Смесь нужно высыпать в стакан с водой и перемешать. Сахар растворится в воде, песок — нет. Поэтому раствор сахара пройдет через фильтр, а песок останется на его поверхности.
- Центрифугирование — это способ разделения гетерогенных смесей, основанный на вращении. Например, смесь, компоненты которой очень малы, помещают в пробирку и вращают с высокой скоростью в центрифугах. До вращения части равномерно распределены по пробирке. После вращения тяжелые частицы опустятся на дно пробирки, а легкие будут плавать на ее поверхности.
- Разделение действием магнита — способ, основанный на способности одного из компонентов смеси к намагничиванию. Например, этим способом можно разделить смесь железных и деревянных опилок.
Способы разделения гомогенных смесей
- Выпаривание — способ разделения растворов (жидких смесей), основанный на испарении одного компонента смеси. Скорость испарения можно контролировать с помощью таких параметров, как температура, давление и площадь поверхности испарения. Например, для получения поваренной соли из ее водного раствора последний нагревают в чаше. Вода испаряется, а на дне чаши остается поваренная соль.
- Дистилляция ( перегонка ) — это способ разделения гомогенной системы, основанный на различии температуры кипения ее компонентов. Смесь нагревают. Первым испаряется то вещество, которое имеет самую низкую температуру кипения. Далее при охлаждении смеси пары конденсируются (в данном случае охлаждение происходит в стакане с холодной водой). Температура смеси остается неизменной до тех пор, пока все вещество не испарится, а затем поднимается до температуры кипения следующего вещества. Таким образом можно разделить все компоненты.
Этот способ используют для получения дистиллированной воды и для разделения нефти на компоненты, такие как керосин, мазут, бензин и т. д.
Отстаивание
Старение — это разделение гетерогенной смеси жидкостей на составляющие ее компоненты путем сепарации с течением времени под действием силы тяжести.
Метод седиментации можно использовать для разделения смесей нерастворимых в воде веществ с различной плотностью.
Пример. Смесь железа и древесных опилок можно разделить, высыпав ее в емкость с водой (1), перемешав и дав постоять. Железные стружки опускаются на дно емкости, а древесные стружки плавают на поверхности воды (2) и могут быть пересыпаны в другую емкость с водой (3):
Тот же принцип используется для разделения смесей жидкостей, которые плохо растворимы друг в друге.
Пример. Смеси бензина с водой, нефти с водой и растительных масел с водой быстро разделяются и поэтому могут быть разделены с помощью разделительной воронки:
Осаждение также можно использовать для разделения веществ, которые с разной скоростью выпадают в осадок в воде.
Пример. Смесь глины и песка можно разделить, высыпав ее в сосуд с водой (1), взболтав и дав ей осесть. Песок оседает на дно гораздо быстрее, чем глина (2):
Этот метод используется для отделения песка от глины при производстве керамики (изготовление глиняной посуды, красного кирпича и т.д.).
Центрифугирование
Центрифугирование — это разделение неоднородных смесей жидкостей путем вращения.
Пример. Когда компоненты гетерогенной жидкой смеси очень малы, эти смеси разделяются центрифугированием. Такие смеси разливают в пробирки и раскручивают на высокой скорости в специальных центрифугах.
Перед центрифугированием частицы смеси равномерно распределяются в объеме пробирки. После центрифугирования более легкие частицы всплывают наверх, а более тяжелые оседают на дно пробирки.
Центрифугирование используется, например, для отделения сливок от молока.
Фильтрование
Фильтрация — это разделение неоднородной жидкой смеси на компоненты путем пропускания смеси через пористую поверхность. Пористая поверхность может представлять собой бумажную воронку, марлю, сложенную в несколько слоев, или другой пористый материал, способный удерживать один или несколько компонентов смеси.
Гетерогенная смесь водорастворимых и нерастворимых в воде материалов может быть разделена путем фильтрации.
Пример. Чтобы разделить смесь поваренной соли и песка, ее можно высыпать в сосуд с водой, перемешать, а затем пропустить через фильтровальную бумагу. Песок остается на фильтровальной бумаге, а прозрачный солевой раствор проходит через фильтр:
При необходимости растворенную поваренную соль можно отделить от воды путем выпаривания.
Фильтрация: сущность процесса, промышленное применение для тонкого разделения жидких или газообразных гетерогенных систем, преимущества перед отстаиванием. Фильтрация и центробежная фильтрация, их преимущества и недостатки. Технология суспензионной фильтрации.
Сущность процесса фильтрации воды, технологические схемы очистки воды и классификация очистных сооружений по принципу действия. Принцип очистки воды гранулированными материалами. Составление кривых для увеличения потери давления и оптимизация процессов очистки.
Идеальные жидкости. Определение констант фильтрации. Основные типы отстойников. Классификация и базовое разделение гетерогенных систем. Коэффициент сопротивления Стокса. Расчет скорости седиментации. Основные конструкции центробежных машин, фильтров.
Изучение общих сведений о полиядерных комплексах, методах приготовления компонентов реакционной смеси. Обзор фильтрации, очистки и сушки полученного вещества. Анализ приготовления биядерного аммиачного комплекса и реагентов, использованных в синтезе.
Процесс извлечения взвешенных веществ из воды в процессе фильтрации. Формирование пористого канала в пласте. Соотношение диаметров пор и бута. Объем фильтрующего материала. Изменение концентрации взвешенных твердых частиц в воде. Технология осветления воды в больших фильтрах.
Методы классификации удобрений. Особенности хранения и обращения с минеральными удобрениями, требования к их качеству. Обязательная маркировка минеральных удобрений. Расчет дозировки минеральных удобрений в зависимости от действующего вещества. Техника внесения удобрений.
Санитарные нормы содержания фтора в питьевой воде, технология ее фторирования и определение дозы реагента. Характеристика методов поглощения осадка гидроксида алюминия (магния) и фильтрования с использованием селективных материалов для дефторирования воды.
- главная
- рубрики
- по алфавиту
- вернуться в начало страницы
- вернуться к началу текста
- вернуться к подобным работам
Методы разделения смесей и очистки веществ
Научные методы изучения химических веществ и превращений. Методы разделения смесей и очистки веществ.
Дистилляция — разделение жидкостей с разными точками кипения.
 |
Дистилляцию проводят в аппарате, состоящем из корневой колбы (или круглодонной колбы с дегазационной трубкой), прямого холодильника, приемной колбы, аллогона, термометра и нагревателя. Жидкую смесь нагревают в перегонной колбе до температуры кипения отдельных компонентов, отводят пары в холодильнике и собирают концентрированную жидкость в сборный сосуд, отделяя каждый компонент смеси. |
Дистилляция — это удаление твердых примесей из воды.
 |
Загрязненная жидкость нагревается до температуры кипения в перегонной колбе, пары удаляются в холодильнике, а концентрированная жидкость собирается в контейнер. |
Разделение жидкостей и твердых веществ
Фильтрация — это метод отделения жидкостей от твердых частиц.
 |
Фильтрация отделяет нерастворимые твердые вещества от жидкостей. |
Выпаривание — это метод разделения жидкостей и твердых веществ.
 |
Испарение отделяет воду от растворенных в ней веществ. |
Декомпрессия — удаление жидкостей из осевшего осадка. Он полезен, когда в относительно большом объеме жидкости содержится немного твердых частиц, которые легко оседают на дно.
Разделение смесей твердых веществ
Сублимация (возгонка) — очистка твердых веществ, которые при нагревании могут переходить непосредственно из твердой фазы в газовую, минуя жидкую фазу. Полученный газ конденсируется с помощью охлаждаемой части устройства. Сублимация обычно происходит при температуре, близкой к температуре плавления вещества. Йод, сера и хлорид аммония могут быть очищены возгонкой.
Перекристаллизация Насыщенный раствор очищаемого вещества готовят при высокой температуре, затем раствор фильтруют через воронку для горячей фильтрации и охлаждают до низкой температуры для удаления нерастворимых примесей. При снижении температуры растворимость вещества уменьшается, и большая часть очищенного вещества выпадает в осадок, а растворимые примеси остаются в растворе.
Хроматография. Процесс разделения и анализа смесей веществ, основанный на разделении веществ между двумя фазами, стационарной фазой (твердой или жидкой, связанной с носителем) и подвижной фазой (газовой или жидкой фазой, элюентом).
| Колоночная хроматография | Бумажная хроматография |
 |
 |
Центрифугирование
Центрифуга (Рисунок 35), устройство, использующее центробежную силу, возникающую при быстром вращении, часто используется для отделения осадка от раствора. В лабораторной практике используются ручные и электрические центрифуги. Последний может развивать скорость до 3000 об/мин. Центрифуги обычно имеют от 4 до 16 гнезд для пробирок.
Рисунок 35. центрифуга.
Центрифуга разделяет осадок с разной скоростью и в разное время в зависимости от типа осадка. Отцентрифугированный прозрачный раствор (центрифужный раствор) отделяют от осадка, погружая капиллярную пипетку в раствор и медленно наклоняя пробирку так, чтобы капилляр упирался в кончик пробирки, как показано на рис. 36. Под действием капиллярных сил раствор поднимается в пипетку. Кончик капилляра должен находиться не более чем в 1 мм от поверхности осадка.
Рисунок 36. Отделение центрифугированного материала от осадка.
Когда жидкость перестанет подниматься по капилляру, закройте верхнее отверстие пипетки пальцем, выньте ее из пробирки и перенесите раствор в другую чистую пробирку. Таким образом, раствор отделяется от осадка как можно полнее. Если используется аспиратор жидкости (капиллярная пипетка с резиновой пробкой), разделение должно проводиться еще более тщательно. Воздух вытесняется из капиллярной пипетки, затем пипетка вставляется в жидкость, и жидкость осторожно всасывается в пипетку путем ослабления давления пальцев на резиновую пробку.
Для промывки осадка промывочную жидкость наливают в пробирку с осадком, встряхивают, центрифугируют и удаляют промывочную воду капиллярной пипеткой.
Правила работы с центрифугой
- Центрифуга должна быть помещена на устойчивом, тяжелом столе.
- Во время центрифугирования крышка центрифуги должна быть плотно закрыта.
- Центрифугировать можно только четное число пробирок, с равным количеством по весу вещества, поставленными одна против другой. Если число пробирок нечетное, ставят одну пробирку с дистиллированной водой.
- После выключения центрифуги нужно подождать, пока не закончится вращение, а затем уже открывать крышку.
