Смеси состав вещества



Смеси состав вещества

Чистые вещества и смеси


Кроме разделения веществ на простые и сложные, их разделяют еще на чистые вещества и смеси. Чем чистое вещество отличается от смеси? Вещество, не содержащее примесей других веществ, называют чистым. В нем содержатся только те частицы (молекулы, ), из которых оно образовалась, а других частиц быть не может.

Каким бы способом не получали чистое вещество, где бы в природе оно не находилось, состав его остается неизменным, постоянным.

Следует отметить, что абсолютно чистых веществ не существует.

В каждом веществе есть определенное количество примесей. Например, вы знаете такое вещество, как поваренная соль.

Это твердое вещество белого цвета, соленое на вкус, растворимое в . Поваренная соль, которую мы покупаем в магазине, продается в пачках с надписями «Соль экстра» и «Каменная соль».

Достаточно взглянуть на содержание каждой упаковки, чтобы сразу же сказать, что в каменной соли примесей больше. И это действительно так, потому соль «Экстра» добывают дополнительной очисткой каменной соли от примесей других веществ. Однако полностью избавиться от других веществ все равно не удается.

В природе и быту значительно больше смесей, чем чистых веществ.

, почва, гранит, морская вода — все это примеры природных смесей. Смешиванием двух или более чистых веществ можно приготовить любую смесь.

Рассмотрим пример приготовления смеси сахара и железных опилок. Сахар белого цвета и хорошо растворяется в воде.

Железо в порошке темно-серого цвета, и, наверное, вы знаете, что оно имеет свойство притягиваться магнитом. Смешаем по одной чайной ложке сахара и железных опилок. Отныне это будет смесь сахара и железа.

В этой смеси есть молекулы сахара и атомы железа.

Можно брать разные количества одного и другого веществ.

В любом случае это будет смесь сахара и железа. В их состав будут входить одни и те же составляющие частицы обоих веществ, хотя и в разном количестве.

Сохраняют ли вещества свои свойства в составе смеси? Чтобы выяснить это, выполним опыт: Смесь сахара и железных опилок высыплю на лист бумаги.

Поднесем к смеси магнит. Железные опилки притянутся к магниту, а сахар останется на бумаге. И мы снова увидим его белый цвет.

Железо в составе смеси не потеряло своей свойства притягиваться к магниту. Сахар также сохранил свой белый цвет и твердое . Поместим сахар в сосуд с водой.

Он довольно быстро растворится. Значит и это свойство сахара сохранилась.

Так с помощью опыта мы выяснили, что в составе смеси сахар и железо сохранили свои свойства. Итак, в составе любых смесей вещества сохраняют свои свойства.

Содержание газов, входящих в состав воздуха, который человек вдыхает, и воздухе, который он выдыхает, существенно отличается. Мы дышим воздухом, в 100 л которого содержится примерно 21 л кислорода, 0,03 л углекислого газа и 79 л азота.

В выдыхаемом воздухе содержание газов другое: кислорода в нем уже около 16 л, углекислого газа — 5,03 л, азота — 79 л. Как видим, содержание кислорода уменьшается, азота остается неизменным, а содержание углекислого газа увеличивается в 167 раз! Увеличение содержания углекислого газа в воздухе отрицательно сказывается на самочувствии людей.

Вот почему так важно проветривать помещение в школе и дома.

Человек широко использует смеси в повседневной жизни.

Так, для ремонта помещений готовят смесь цемента и песка.

В производстве стекла используют смесь песка, соды и мела. Таблетки представляют собой смесь вещества с лечебными свойствами и вещества-наполнителя. Напиток чай — это смесь, изготовленная из воды, сахара и веществ, которые поступили в воду из листьев чая в результате его заваривания.

Кстати, суп или компот — это также смеси. Выполни дома опыт. Влияние температуры на растворимость воздуха в воде.

Для опыта тебе понадобятся стеклянная емкость и холодная вода. Набери холодной воды в небольшую емкость, например в стакан, и поставь ее на или в теплое месте.

Вы увидите, как через некоторое время на внутренней стенке емкости с водой появляются пузырьки, их достаточно много, и они густо расположены.

Идет выделение воздуха, который находился в смеси с водой, а при нагревании частично выделился. В результате опыта удалось выяснить, что в холодной воде воздух хорошо растворяется. При нагревании воды повышается, а растворимость воздуха в ней уменьшается и он начинает выделяться в виде пузырьков. Этот опыт доказывает, что температура влияет на растворимость воздуха в воде.

Этот опыт доказывает, что температура влияет на растворимость воздуха в воде.

  • Существуют природные смеси и искусственные, которые создал человек.
  • В составе смеси вещества сохраняют свои свойства.
  • Чистая вещество — вещество, которое не содержит примесей других веществ.
  • Смеси состоят из нескольких чистых веществ, состав смесей может быть различным.
  • Смеси могут быть в твердом, жидком и газообразные агрегатных состояниях.

§ 24.

Чистые вещества и смеси

Учебник для 8 класса Попробуйте ответить на следующий вопрос: «Можно ли изучать свойства воды, используя для этой цели морскую воду?» Конечно же нет, ибо морская вода представляет собой не чистую Н2O, а смесь различных веществ в ней, и в первую очередь солей (основную массу их составляет хлорид натрия), которые придают морской воде своеобразный горько-солёный вкус. Каждое вещество, выделенное из морской воды, имеет определённые свойства.

Да и сама вода, не загрязнённая посторонними примесями или содержащая их чрезвычайно мало, — её называют дистиллированной водой — характеризуется рядом специфических свойств, с которыми вы знакомились раньше, когда рассматривали оксиды.

Например, она замерзает при температуре О °С, тогда как океанская вода — при температуре -1,9 °С. Природная вода не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит значительные количества различных примесей, которые захватывает из воздуха.

В жизни, как правило, мы встречаемся не с чистыми веществами, а со смесями веществ. Эти смеси могут быть неоднородными (например, мутная речная вода содержит в себе нерастворимые частицы песка и глины, которые видны невооружённым глазом) и однородными (растворы спирта, сахара), в которых нельзя заметить границу раздела между веществами. Среди смесей можно также выделить жидкие, твёрдые и газообразные (рис.

78). Важнейшая газообразная смесь — воздух — представляет собой смесь азота, кислорода, углекислого газа, аргона и других веществ.

К твёрдым смесям можно отнести стекло и различные сплавы — сталь, бронзу, латунь и др.

Рис. 78. Классификация смесей

    Ознакомьтесь с выданным вам образцом горной породы. Рассмотрите её под лупой. Какие минералы образуют эту горную породу? К какому типу смесей она относится?

Состав смесей может быть самым разнообразным, и они, в отличие от чистых веществ, имеют другие свойства.

Так, чистая вода замерзает при О °С, а если растворить в ней поваренную соль, то можно добиться значительного понижения температуры замерзания. Этим, например, пользуются работники городского коммунального хозяйства, когда в период гололедицы посыпают тротуары технической поваренной солью или другими реагентами (рис.

Этим, например, пользуются работники городского коммунального хозяйства, когда в период гололедицы посыпают тротуары технической поваренной солью или другими реагентами (рис. 79).

Рис.

79. Обработка дороги антигололедным реагентом Состав смесей устанавливают с помощью химического анализа.

Химический анализ применяют очень широко, он необходим при решении важнейших хозяйственных и научно-технических задач. Взятие проб для анализа стали по ходу её выплавки (например, определение содержания углерода) — обязательное условие успешного проведения металлургического процесса.

Без определения концентрации примесей, загрязняющих воду и воздух, невозможен контроль за состоянием окружающей среды. Химический анализ горных пород и руд используют при разведке полезных ископаемых.

Вспомните Шерлока Холмса, сыщика, героя произведений А.

Конан Дойла: ему нередко помогали определить виновность или невиновность подозреваемого именно результаты химического анализа, проведению которого он посвящал немалую часть своего свободного времени. Химический анализ необходим криминалисту и археологу, медику и искусствоведу и многим другим специалистам. А космические исследования? Изучение атмосферы Венеры, горных пород Марса, состава лунного грунта невозможно без проведения химического анализа.

С помощью особых методов с применением химического анализа получают особо чистые вещества, в которых содержание примесей, влияющих на их свойства, не превышает одной стотысячной и даже одной миллионной доли процента. Эти вещества играют важную роль в атомной энергетике, полупроводниковой промышленности, волоконной оптике и т. д. Свойства особо чистых веществ используют для создания принципиально новых приборов или технологических процессов.

Очистка веществ — важнейшая проблема химии. Простейшие способы очистки веществ вам известны из курсов ботаники и природоведения.

Для очистки природной воды от взвешенных в ней частиц её фильтруют через слой пористого вещества, например угля, обожжённой глины и т.

п. При очистке больших количеств воды используют фильтры из песка и гравия.

Фильтры задерживают также большую часть бактерий.

Кроме того, для обеззараживания питьевой воды её хлорируют. Ключевые слова и словосочетания

  • Чистые вещества и смеси.
  • Химический анализ. Работа с компьютером
  • Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока — сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

    Вопросы и задания

  • Обратитесь к электронному приложению.

    Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

  • Предложите способы разделения смесей, состоящих: а) из железных и медных опилок; б) из порошков железа и серы.
  • Особо чистые вещества.
  • Приведите примеры жидких, твёрдых и газообразных смесей.

  • Как применяют методы химического анализа в своей работе криминалисты, археологи, медики и искусствоведы? Подготовьте сообщение об этом, используя дополнительные источники информации.

  • Можно ли дистиллированную воду считать особо чистым веществом? Почему?

§ 13.

Смеси веществ, их состав и способы разделения

Учебник для 11 класса

  • В состав сухой цементной смеси для штукатурных работ входят 25% цемента и 75% песка. Определите, сколько килограммов каждого компонента нужно взять для приготовления 150 кг такой смеси.
  • Объединённые Арабские Эмираты — жизнь на опреснённой воде.
  • назвать способы разделения газовых, твёрдых и жидких смесей и объяснить, в чём их сущность
  • Области применения дистиллированной воды.
  • Объясните, что такое смесь и как её разделить на компоненты.
  • Естественные и искусственные аэрозоли.
  • Суспензии и эмульсии: сравнительная характеристика.
  • Фракционная перегонка жидкого воздуха.
  • как выражают состав газовых, твёрдых и жидких смесей
    • классифицировать смеси по составу и по агрегатному состоянию
    • выразить количественно (в цифрах) состав газовой смеси, а также состав жидких и твёрдых смесей
    • назвать способы разделения газовых, твёрдых и жидких смесей и объяснить, в чём их сущность
    • с помощью лабораторных опытов на практике подтвердить свои теоретические знания о способах разделения смесей
    • Объясните, корректно ли словосочетание «молекулы воздуха», назовите постоянные, переменные и случайные составные части воздуха. Сделайте предположение об относительном содержании отдельных компонентов в воздухе после грозы, в глубоких ущельях и на горных вершинах, в лесопарковой зоне и вблизи крупного промышленного предприятия.

    • Рассчитайте, какой объём кислорода содержится в 500 м3 (н. у.) воздуха. В природном газе некоего месторождения объёмные доли предельных углеводородов равны: метан — 85%, этан — 10%, пропан — 4% и бутан — 1%. Вычислите, какой объём каждого из газов может быть получен из 125 л природного газа (н.

      у.).

    • В состав сухой цементной смеси для штукатурных работ входят 25% цемента и 75% песка. Определите, сколько килограммов каждого компонента нужно взять для приготовления 150 кг такой смеси.
    • Предложите способ разделения следующих смесей:
        а) железная и медная стружка; б) песока и древесные опилки; в) бензин и вода; г) меловая побелка на мел и воду; д) раствор этилового спирта в воде.
    • Фракционная перегонка жидкого воздуха.

    • Объединённые Арабские Эмираты — жизнь на опреснённой воде.
    • Области применения дистиллированной воды.
    • Суспензии и эмульсии: сравнительная характеристика.

    • Естественные и искусственные аэрозоли.
  • Рассчитайте, какой объём кислорода содержится в 500 м3 (н.

    у.) воздуха. В природном газе некоего месторождения объёмные доли предельных углеводородов равны: метан — 85%, этан — 10%, пропан — 4% и бутан — 1%.

    Вычислите, какой объём каждого из газов может быть получен из 125 л природного газа (н. у.).

  • как разделяют смеси
  • Объясните, корректно ли словосочетание «молекулы воздуха», назовите постоянные, переменные и случайные составные части воздуха. Сделайте предположение об относительном содержании отдельных компонентов в воздухе после грозы, в глубоких ущельях и на горных вершинах, в лесопарковой зоне и вблизи крупного промышленного предприятия.

  • какие бывают виды смесей по составу
  • с помощью лабораторных опытов на практике подтвердить свои теоретические знания о способах разделения смесей
  • Предложите способ разделения следующих смесей:
      а) железная и медная стружка; б) песока и древесные опилки; в) бензин и вода; г) меловая побелка на мел и воду; д) раствор этилового спирта в воде.
  • классифицировать смеси по составу и по агрегатному состоянию
  • Назовите жидкие, твёрдые и газообразные смеси, которые часто используют в быту. Классификация смесей по визуальным свойствам.

    В повседневной жизни мы редко сталкиваемся с чистыми веществами. В качестве немногочисленных примеров чистых веществ можно привести сахар, перманганат калия (марганцовку), поваренную соль, да и то если в них не внесены различные добавки (например, в поваренную соль добавляют иод для профилактики заболеваний щитовидной железы). Значительно чаще нас окружают смеси веществ, которые содержат два или более индивидуальных соединения, называемых компонентами смеси.

    Смеси различаются величиной входящих в их состав частиц. Иногда эти частицы настолько велики, что их можно видеть невооружённым глазом.

    Например, в смеси речного песка с сахарным вы без труда отличите кристаллики одного и другого.

    К подобным смесям можно отнести и стиральный порошок, кулинарные смеси для выпечки блинов или тортов, строительные сухие смеси, которые смешивают с водой. Смеси, в которых частички составляющих их веществ видны невооружённым глазом или с помощью оптических приборов, называются неоднородными или гетерогенными.

    Есть смеси, при образовании которых вещества дробятся на мельчайшие частицы (молекулы, ионы), не различимые даже в микроскоп.

    Как бы вы ни всматривались в воздух, различить составляющие его газы вам не удастся. Так же бесполезно искать «неоднородность» в растворах уксусной кислоты или поваренной соли в воде.

    Такие смеси называются однородными или гомогенными. Классификация смесей по агрегатному состоянию, их состав. Гомогенные смеси, равно как и химические вещества, по агрегатному состоянию можно разделить на газообразные, жидкие и твёрдые.

    Наиболее известными вам природными смесями газов являются воздух, а также природный и попутный нефтяной газы. Самая распространённая на Земле жидкая смесь, а точнее, раствор, — это вода морей и океанов. В 1 л морской воды в среднем содержится 35 г солей, основная часть которых приходится на хлорид натрия.

    В отличие от чистой воды морская имеет горько-солёный вкус, замерзает не при 0 °С, а при -1,9 °С. С жидкими смесями в повседневной жизни мы сталкиваемся постоянно.

    Шампуни и напитки, микстуры и препараты бытовой химии — всё это смеси веществ. Даже воду из-под крана нельзя считать чистым веществом: в ней содержатся растворённые соли, мельчайшие нерастворимые примеси и микроорганизмы, от которых избавляются хлорированием или озонированием.

    Однако и в этом случае воду рекомендуется кипятить. Специальные бытовые фильтры помогут сделать воду пригодной для питья и очистить её не только от твёрдых частиц, но и от некоторых растворённых примесей. Широко распространены и твёрдые смеси. Как мы уже говорили, горные породы представляют собой смесь нескольких веществ.

    Как мы уже говорили, горные породы представляют собой смесь нескольких веществ. Почва, глина, песок — это тоже смеси. К твёрдым искусственным смесям можно отнести стекло, керамику, сплавы.

    Как вам известно из биологии, состав воздуха, который мы вдыхаем, отличается от того, который мы выдыхаем.

    В выдыхаемом воздухе меньше кислорода, зато больше углекислого газа и водяного пара.

    Но «больше—меньше» — понятия относительные. Состав смесей можно выразить количественно, т.

    е. в цифрах. Состав газовой смеси выражают объёмной долей каждого из её компонентов. Объёмной долей газа в смеси называется отношение объёма данного газа к общему объёму смеси, выраженное в долях единицы или процентах:

    Объёмную долю газа в смеси обозначают буквой ф (фи).

    Эта величина показывает, какую часть общего объёма смеси занимает конкретный газ. Например, вы знаете, что объёмная доля кислорода в воздухе составляет 21%, азота — 78%. Оставшийся 1% приходится на благородные газы, углекислый газ и другие компоненты воздуха.

    Очевидно, что сумма объёмных долей всех газов в смеси равна 100%. Состав жидких и твёрдых смесей принято выражать величиной, которая называется массовой долей компонента. Массовой долей компонента в смеси называется отношение массы данного вещества к общей массе смеси, выраженное в долях единицы или процентах:

    Разделение смесей, очистка основного вещества от примесей.

    Практически любая таблетка в домашней аптечке — это спрессованная смесь одного или нескольких лекарственных веществ и наполнителя, в качестве которого может выступать гипс, крахмал, глюкоза.

    Строительные и кулинарные смеси, парфюмерные композиции и краски, удобрения и пластмассы имеют состав, который может быть выражен в массовых долях образующих их компонентов. Вещества с примесями — это тоже смеси. Только в таких смесях принято выделять главное (основное) вещество и посторонние компоненты, которые называют одним словом — примеси.

    Чем меньше примесей, тем чище вещество.

    В некоторых областях техники использование недостаточно чистых веществ недопустимо.

    Микросхему компьютера не сделать без особо чистых кристаллов кремния.

    В атомной энергетике предъявляются повышенные требования к очистке ядерного топлива. Световой сигнал «погаснет» в стекловолоконном кабеле, «наткнувшись» на посторонние примеси. Чтобы разделить компоненты смеси или очистить основное вещество от примесей, используют различные приёмы и методы.

    Как правило, вещества, входящие в состав смеси, сохраняют свои физические свойства: температуру кипения, температуру плавления, растворимость. Поскольку свойства одного вещества отличаются от свойств другого, разделить смеси на отдельные компоненты можно, используя переход из одного агрегатного состояния в другое. Перегонка, или дистилляция. Разделение смесей жидких веществ основано на различии в их температурах кипения.

    Такой процесс, как вы знаете на примере переработки нефти, называется ректификацией или перегонкой. Известно, что любые газы смешиваются в любых соотношениях. А можно ли из смеси газов выделить отдельные компоненты?

    Задача не из простых. Но учёные предложили очень эффективное решение. Смесь газов можно превратить в жидкость и подвергнуть её перегонке. Например, воздух при сильном охлаждении и сжатии сжижают, а затем позволяют одному за другим выкипать отдельным компонентам, имеющим различные температуры кипения.

    Первым из жидкого воздуха испаряется азот, у него самая низкая температура кипения (-196 °С). Затем из жидкой смеси кислорода и аргона можно удалить аргон (-186 °С). Остаётся практически чистый кислород (его температура кипения -183 °С), который вполне годится для газовой сварки, химического производства, а также для медицинских целей.

    Перегонку используют не только для разделения смесей на отдельные составляющие, но и для очистки веществ. Вода из-под крана чиста, прозрачна, не имеет запаха.

    Но чистое ли это вещество с точки зрения химика? Загляните в чайник: накипь и коричневатый налёт остаются после многократного кипячения в нём воды.

    А известковый налёт на кранах?

    И природная, и водопроводная вода — это смесь, раствор твёрдых и газообразных веществ. Конечно, их содержание в воде очень мало, но эти примеси могут привести не только к образованию накипи, но и к более серьёзным последствиям. Не случайно лекарства для инъекций, растворы реактивов, электролит для автомобильного аккумулятора готовят только с использованием очищенной воды, называемой дистиллированной.

    Не случайно лекарства для инъекций, растворы реактивов, электролит для автомобильного аккумулятора готовят только с использованием очищенной воды, называемой дистиллированной. Откуда взялось такое название? Всё дело в том, что перегонка по-другому называется дистилляцией.

    Сущность дистилляции состоит в том, что смесь нагревают до кипения, образующиеся пары чистого вещества отводят, охлаждают и вновь превращают в жидкость. Но она уже не содержит загрязняющих примесей.

    В лабораторных условиях перегонку ведут на установке, изображённой на рисунке 53. Она состоит из перегонной колбы (1).

    В неё наливают разделяемую смесь, например воду с растворёнными в ней примесями.

    Жидкость нагревают до кипения.

    Колба соединена с нисходящим холодильником (2) — устройством для конденсации паров кипящего вещества.

    С этой целью в рубашку холодильника по резиновым шлангам (3) подаётся холодная вода. Сконденсированные в холодильнике капли чистого вещества попадают в колбу-приёмник (4).

    Рис.

    53. Лабораторная установка для перегонки жидкостей Кристаллизация. Как поступить, если требуется выделить из раствора не жидкость, а растворённое в ней твёрдое вещество?

    Для этого используют метод кристаллизации.

    Выделить твёрдое вещество из раствора методом кристаллизации можно, выпаривая растворитель. Для этого предназначены специальные фарфоровые чашки (рис. 54).

    Рис.

    54. Выпаривание раствора в фарфоровой чашке Такой же способ широко применяется для добычи соли из концентрированных растворов соляных озёр. В природе соляные озёра — это своеобразные гигантские чаши. За счёт испарения воды на берегах таких озёр кристаллизуется огромное количество соли, которая после очистки попадает к нам на стол (рис.

    55).

    Рис.

    55. Добыча соли на соляных озёрах При проведении кристаллизации не обязательно испарять растворитель. Известно, что при нагревании растворимость большинства твёрдых веществ в воде увеличивается. Значит, при охлаждении раствора некоторое количество кристаллов выпадет в осадок.

        Кругом полынь и привкус хины, и, крепким натром солона, цветную от лучей равнину чуть лижет ровная волна.

    Н. Ушаков/ К 5 г оранжевых кристаллов соли дихромата калия добавьте несколько кристалликов перманганата калия (марганцовки) в качестве примеси.

    Смесь растворите в 8—10 мл кипящей воды.

    При охлаждении раствора растворимость дихромата калия резко понижается, вещество выпадает в осадок.

    Кристаллы очищенного от марганцовки дихромата отделите, промойте несколькими миллилитрами ледяной воды. Если растворить очищенное вещество в воде, то по цвету раствора можно определить, что марганцовки оно не содержит — она осталась в исходном растворе.

    Отстаивание и фильтрование. Для выделения из жидкостей нерастворимых веществ используют метод отстаивания.

    В его основе лежит различная плотность веществ. Если частички твёрдого вещества достаточно крупные, они быстро оседают на дно, а жидкость становится прозрачной (рис. 56). Её можно осторож-Рис. 56.

    Отстаивание почвы в воде но слить с осадка.

    Рис. 56. Отстаивание почвы в воде Чем меньше размер твёрдых частиц в жидкости, тем дольше будет отстаиваться смесь.

    В стеклянный стакан насыпьте немного порошка для чистки сантехники и залейте его до половины водой. Образуется мутная смесь. Жидкость станет прозрачной только на следующий день.

    Почему смесь отстаивается так долго? Слейте прозрачную жидкость. Какой способ разделения вы использовали? Отстаиванием разделяют и смеси двух нерастворимых друг в друге жидкостей.

    Если в систему смазки автомобиля попала вода, масло придётся слить. Однако через некоторое время смесь расслоится.

    Вода, имеющая большую плотность, образует нижний слой, сверху отстоится слой масляный.

    Аналогично отстаивается смесь воды и нефти, воды и растительного масла. Для разделения таких смесей удобно пользоваться особой лабораторной посудой, называемой делительной воронкой (рис. 57).

    Рис.

    57. Разделение двух несмешивающихся жидкостей с помощью делительной воронки В коническую колбу налейте равные объёмы воды и растительного масла. При интенсивном взбалтывании вода и масло разбиваются на мелкие капельки, образуя мутную смесь. Перелейте её в делительную воронку.

    Через некоторое время смесь расслаивается на более тяжёлый водный слой и масло, всплывающее наверх.

    Откройте кран делительной воронки и слейте воду. Отделить частицы твёрдого нерастворимого вещества от жидкости можно с помощью фильтрования. В лаборатории для этого используется специальная пористая бумага, называемая фильтровальной.

    Частицы твёрдого вещества не проходят через поры бумаги и остаются на фильтре. Жидкость с растворёнными в ней веществами (её называют фильтратом) свободно просачивается через него и становится совершенно прозрачной.

    Фильтрование — очень распространённый процесс и в быту, и в технике, и в природе. На водоочистительных станциях воду фильтруют через слой чистого песка, на котором задерживаются ил, примеси нефтепродуктов, частицы почвы и глины. Топливо и масло в двигателе автомобиля обязательно проходят через фильтрующие элементы.

    Клеточные мембраны, стенки кишечника или желудка — это тоже своеобразные биологические фильтры, поры которых пропускают одни вещества и задерживают другие.

    Фильтровать можно не только жидкие смеси.

    Не раз вы видели людей в марлевых повязках, да и самим, наверное, приходилось ими пользоваться. Проходя через несколько слоёв марли с проложенной между ними ватой, вдыхаемый воздух очищается от частиц пыли, смога, болезнетворных микробов. В промышленности для защиты органов дыхания от пыли используют специальные приспособления — респираторы.

    Воздух, попадающий в двигатель автомобиля, тоже очищают от пыли тканевыми или бумажными фильтрами.

    Положите на стол кубик льда из морозильной камеры. На верхнюю грань кубика положите конец нитки и посыпьте кубик солью. Через минуту потяните нитку вверх.

    Что произошло? Объясните почему.

    Далее мы подробно рассмотрим дисперсные системы и растворы, образованные смесями из различных веществ.

    • какие бывают виды смесей по составу
    • как разделяют смеси
    • как выражают состав газовых, твёрдых и жидких смесей
      • классифицировать смеси по составу и по агрегатному состоянию
      • выразить количественно (в цифрах) состав газовой смеси, а также состав жидких и твёрдых смесей
      • назвать способы разделения газовых, твёрдых и жидких смесей и объяснить, в чём их сущность
      • с помощью лабораторных опытов на практике подтвердить свои теоретические знания о способах разделения смесей
      • Объясните, корректно ли словосочетание «молекулы воздуха», назовите постоянные, переменные и случайные составные части воздуха. Сделайте предположение об относительном содержании отдельных компонентов в воздухе после грозы, в глубоких ущельях и на горных вершинах, в лесопарковой зоне и вблизи крупного промышленного предприятия.
      • Рассчитайте, какой объём кислорода содержится в 500 м3 (н.

        у.) воздуха. В природном газе некоего месторождения объёмные доли предельных углеводородов равны: метан — 85%, этан — 10%, пропан — 4% и бутан — 1%.

        Вычислите, какой объём каждого из газов может быть получен из 125 л природного газа (н. у.).

      • В состав сухой цементной смеси для штукатурных работ входят 25% цемента и 75% песка.

        Определите, сколько килограммов каждого компонента нужно взять для приготовления 150 кг такой смеси.

      • Предложите способ разделения следующих смесей:
          а) железная и медная стружка; б) песока и древесные опилки; в) бензин и вода; г) меловая побелка на мел и воду; д) раствор этилового спирта в воде.
      • Фракционная перегонка жидкого воздуха.

      • Объединённые Арабские Эмираты — жизнь на опреснённой воде.
      • Области применения дистиллированной воды.

      • Суспензии и эмульсии: сравнительная характеристика.
      • Естественные и искусственные аэрозоли.
  • выразить количественно (в цифрах) состав газовой смеси, а также состав жидких и твёрдых смесей

Решение задач на определение количественного состава смеси

Содержание Задачи на определение количественного состава смеси – частые гости на экзаменах или контрольных любых уровней и классов.

Многие из этих задач имеют схожую идею решения, поэтому, поняв основные принципы и методы, можно с легкостью решить задачу любой сложности на эту тематику.

Первой идеей, или типом задач, являются те, где на смесь действуют определенными химическими реактивами. Эти вещества взаимодействуют только с одним компонентов смеси, что позволяет рассчитать его массу.

Необходимым для решения являются знания характерных химических реакций, ведь без этого, попросту нереально написать соответствующие уравнения реакций. Рассмотрим это на таком примере. Смесь, масса которой 41,8 г, которая содержит натрий карбонат, натрий нитрат и натрий сульфат, поместили в раствор H2SO4, масса которого равна 98 г, а массовая часть кислоты – 10%, и нагрели.

Выделилось 2,24 л газа. К полученному раствору добавили избыток барий хлорида и получили 46,6 г осадка. Определите массовую часть натрий нитрата в исходной смеси. Решение Итак, первое, что нужно определить: какой газ выделяется при растворении в сульфатной кислоте?

Это только карбонат натрия, другие компоненты не взаимодействуют с сульфатной кислотой. Тогда: Na2CO3 + H2SO4 →\rightarrow→ Na2SO4 + CO2 ↑\uparrow↑ + H2O Тогда найдем количество моль газа и карбоната натрия: nCO2=V/V0=2,24/22,4=0,1 моль Далее в раствор добавляют хлорид бария. Как известно, ионы бария взаимодействую с сульфат-ионами и выпадает осадок сульфата бария.

Ba2+ + SO42- →\rightarrow→ BaSO4 Стоит быть внимательным, т.к.

в растворе есть два источника сульфат-ионов – сульфат натрия и сульфатная кислота. Можем найти, сколько было сульфата натрия: nBaSO4=m/Mr=46,6/(233)=0,2 моль nH2SO4=m/Mr=mр-ра ⋅\cdot⋅ W/Mr=98 ⋅\cdot⋅ 0,1/98=0,1 моль Таким образом, nNa2SO4=nBaSO4 – nH2SO4 = 0,2 – 0,1=0,1 моль Теперь, зная сколько было натрий сульфата и карбоната, можем найти массу натрий нитрата: mNa2SO4=n ⋅\cdot⋅ Mr=0,1 ⋅\cdot⋅ 142=14,2 г mNa2CO3=n ⋅\cdot⋅ Mr=0,1 ⋅\cdot⋅ 106=10,6 г mNaNO3=m- mNa2CO3 — mNa2SO4=41,8-14,2-10,6=17 г WNaNO3=mNaNO3/m=17/41,8 ⋅\cdot⋅ 100%=40,67% Другим типом задач является нахождение состава смеси по известной плотности. Для решения таких задач требуется умение составления и решения несложных уравнений.

Рассмотрим этот тип задач на таком примере Смесь водорода и аммиака имеет плотность в 12,57 раза меньше плотности углекислого газа.

Определите объемную часть водорода в смеси. Решение Сначала найдем, какую плотность имеет смесь. Как известно, плотность прямо пропорциональна молярной массе, поэтому молярная масса смеси Mrсмеси=MrCO2/12,57=44/12,57=3,5 г/моль Далее, пусть x – объемная доля водорода в смеси, тогда (1-х) – объемная доля аммиака.

Тогда, составим такое уравнение: MrH2 ⋅\cdot⋅ x+MrNH3 ⋅\cdot⋅ (1-x)=Mrсмеси 2 ⋅\cdot⋅ x + 17 ⋅\cdot⋅ (1-x)=3,5 15x=13,5 x=0,9 Или 90% водорода в смеси.

Далее рассмотрим тип задач, в которых реагент взаимодействует с обоими компонентами смеси. Для решения таких задач нужно составить уравнение.

Рассмотрим такой пример. На 25 г смеси алюминия и меди подействовали концентрированной азотной кислотой и нагрели.

Получили 33,6 л газа. Определите массовую часть алюминия в смеси.

Решение Первое, что нужно сделать – написать уравнения реакций: Cu + 4HNO3 →\rightarrow→ Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Al + 6HNO3 →\rightarrow→ Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Стоит отметить, что здесь азотная кислота реагирует с алюминием, поскольку взята горячая кислота. Заметим, что на один моль меди приходится 2 моль газа, а на 1 моль алюминия – 3 моль газа.

Найдем количество газа: n=V/V0=33,6/22,4=1,5 моль Далее составим такой уравнение: Пусть x г – масса алюминия в смеси, тогда (25-х) г – масса меди. Тогда: (nAl) ⋅\cdot⋅ 3+(nCu) ⋅\cdot⋅ 2=0,5 Или x/MrAl ⋅\cdot⋅ 3+(25-x)/MrCu ⋅\cdot⋅ 2=1,5 (x/27) ⋅\cdot⋅ 3+(25-x) ⋅\cdot⋅ 2/64=1,5 Решая, получаем х=9 г Или W=m/mсмеси=9/25 ⋅\cdot⋅ 100%=36% В итоге, имеем, что для успешной борьбы с задачами на определение количественного состава смеси, важно иметь знания как в химии, так и обладать определенными математическими навыками.

Автор статьи 14 Мая 2020 в 14:11 2 109 Загрузка. +4 -0 Не можешь разобраться в этой теме? Обратись за помощью к экспертам Название заказа не должно быть пустым Тип работы ЗадачаКонтрольнаяКурсоваяЛабораторнаяДипломнаяРефератПрактикаТестЧертежСочинениеЭссеПереводДиссертацияБизнес-планПрезентацияБилетыСтатьяДокладОнлайн-помощьРецензияМонографияВКРРГРМаркетинговое исследованиеАвторефератАннотацияНИРДокторская диссертацияМагистерская диссертацияКандидатская диссертация Не найдено Тип работы Задача Контрольная Курсовая Лабораторная Дипломная Реферат Практика Тест Чертеж Сочинение Эссе Перевод Диссертация Бизнес-план Презентация Билеты Статья Доклад Онлайн-помощь Рецензия Монография ВКР РГР Маркетинговое исследование Автореферат Аннотация НИР Докторская диссертация Магистерская диссертация Кандидатская диссертация Выберите тип работы Введите email Разместить заказ

Гарантированные бесплатные доработки

Быстрое выполнение от 2 часов

Проверка работы на плагиат Показать ещё

Чистые вещества и смеси.

Способы разделения смесей

В нашей статье мы рассмотрим, что такое чистые вещества и смеси, способы разделения смесей. В повседневной жизни их использует каждый из нас.

А встречаются ли вообще в природе чистые вещества?

И как отличить их от смесей?Чистыми называют вещества, которые содержат частицы только определенного вида. Ученые считают, что в природе их практически не существует, поскольку все они, хоть и в ничтожных долях, содержат примеси.

Абсолютно все вещества также являются растворимыми в воде.

Даже если погрузить в эту жидкость, к примеру, серебряное кольцо, ионы этого металла перейдут в раствор.Признаком чистых веществ являются постоянство состава и физических свойств. В процессе их образования происходит изменение количества энергии. Причем она может как увеличиваться, так и уменьшаться.

Разделить чистое вещество на отдельные составляющие можно только с помощью химической реакции. К примеру, только дисциллированная вода обладает типичной для этого вещества температурой кипения и замерзания, отсутствием вкуса и запаха. А разложить ее кислород и водород можно только путем электролиза.А чем отличаются от чистых веществ их совокупности?

Ответить на этот вопрос нам поможет химия. Способы разделения смесей являются физическими, поскольку они не приводят к изменению химического состава веществ. В отличие от чистых веществ, смеси имеют непостоянный состав и свойства, а разделить их можно физическими методами.Смесью называют совокупность индивидуальных веществ.

Ее примером является морская вода.

В отличие от дисциллированной, она обладает горьким или соленым вкусом, кипит при более высокой, а замерзает при более низкой температуре. Способы разделения смесей веществ являются физическими. Так, из морской воды можно добыть чистую соль путем выпаривания и последующей кристаллизации.Если добавить в воду сахар, через некоторое время его частички растворятся и станут невидимыми.

В результате их невозможно будет отличить невооруженным глазом. Такие смеси называют однородными, или гомогенными.

Их примерами также являются воздух, бензин, бульон, духи, сладкая и соленая вода, сплав меди и алюминия. Как видите, могут находиться в разных агрегатных состояниях, но чаще всего встречаются жидкости.

Их также называют растворами.В неоднородных, или гетерогенных смесях можно различить частицы индивидуальных веществ. Железные и деревянные опилки, песок и поваренная соль являются их типичными примерами. Неоднородные смеси также называют взвесями.

Среди них различают суспензии и эмульсии. В состав первых входит жидкость и твердое вещество. Так, эмульсией является смесь воды и песка.

Эмульсией называют совокупность двух жидкостей с разной плотностью.Существуют неоднородные смеси и со специальными названиями. Так, примером пены является пенопласт, а к аэрозолям относятся туман, дым, дезодоранты, освежители воздуха, антистатики.Безусловно, многие смеси обладают более ценными свойствами, чем отдельно взятые индивидуальные вещества, входящие в их состав.

Но даже в быту возникают ситуации, когда их необходимо разделить. А в промышленности на этом процессе основаны целые производства.

К примеру, из нефти в результате ее переработки получают бензин, газойль, керосин, мазут, соляровое и машинное масло, ракетное топливо, ацетилен и бензол. Согласитесь, выгоднее использовать эти продукты, чем бездумно сжигать нефть.Теперь давайте разберемся, существует ли такое понятие, как химические способы разделения смесей. Допустим, из водного раствора соли нам необходимо получить чистые вещества.

Для этого смесь необходимо нагреть. В результате вода превратится в пар, а соль кристаллизируется.

Но при этом не произойдет превращения одних веществ в другие. Это значит, что основой данного процесса являются физические явления.Способы разделения смесей зависят от агрегатного состояния, способности к растворимости, разнице в температуре кипения, плотности и состава ее компонентов.

Рассмотрим каждый из них более подробно на конкретных примерах.Этот способ разделения подходит для смесей, в состав которых входят жидкость и нерастворимое в нем твердое вещество. К примеру, вода и речной песок. Эту смесь необходимо пропустить через фильтр.

В результате чистая вода свободно пройдет через него, а песок останется.Некоторые способы разделения смесей основаны на действии силы тяжести. Таким образом на можно разложить суспензии и эмульсии.

Если в воду попало растительное масло, такую смесь сначала необходимо взболтать.

Потом оставьте ее на некоторое время. В результате вода окажется на дне сосуда, а масло в виде пленки будет покрывать ее.В лабораторных условиях для отстаивания используют В результате ее работы более плотная жидкость сливается в сосуд, а легкая остается.Отстаивание характеризуется низкой скоростью протекания процесса.

Необходимо определенное время, чтобы сформировался осадок. В промышленных условиях этот способ осуществляют в специальных конструкциях, которые называются отстойники.Если в состав смеси входит металл, то ее можно разделить при помощи магнита.

К примеру, отделить железные и Но все ли металлы обладают такими свойствами? Вовсе нет. Для этого способа подойдут только смеси, содержащие ферромагнетики. Кроме железа к ним относятся никель, кобальт, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий.Это название в переводе с латинского языка означает «стекание каплями».

Дистилляция представляет способы разделения смесей, основанные на разнице в температурах кипения веществ. Таким образом, даже в домашних условиях можно разделить спирт и воду. Первое вещество начинает испаряться уже при температуре 78 градусов по Цельсию.

Касаясь холодной поверхности пары спирта конденсируются, переходя в жидкое состояние.В промышленности таким способом получают продукты переработки нефти, душистые вещества, чистые металлы.Эти способы разделения смесей подходят для жидких растворов. Вещества, которые входят в их состав, отличаются температурой кипения.

Таким образом, можно получить кристаллы соли или сахара из воды, в которой они растворены. Для этого растворы нагревают и выпаривают до насыщеного состояния.

В этом случае кристаллы осаждаются.

Если же необходимо получить чистую воду, тогда раствор доводят до кипения с последующей конденсацией паров на более холодной поверхности.Газообразные смеси разделяют лабораторными и промышленными способами, поскольку этот процесс требует наличия специального оборудования. Сырьем природного происхождения является воздух, коксовый, генераторный, попутный и природный газ, представляющий собой совокупность углеводородов.Физические способы разделения смесей, находящихся в газообразном состоянии следующие:

  1. Сорбирование — это поглощение одних веществ другими. Этот процесс имеет противоположные составляющие, между которыми в ходе реакции устанавливается равновесие. Для прямого и обратного процесса необходимы различные условия. В первом случае это сочетание высокого давления и низкой температуры. Такой процесс называют сорбцией. В обратном случае используют противоположные условия: низкое давление при высокой температуре.
  2. Дефлегмация — процесс конденсации высококипящих частей смесей в результате их охлаждения. При этом температура перехода в жидкое состояние отдельных компонентов должна отличаться в значительной степени.
  3. Мембранное разделение — способ, при котором используют свойство полупроницаемых перегородок избирательно пропускать молекулы различных веществ.
  4. Конденсация — это процесс постепенного охлаждения смеси, в ходе которого происходит конденсация ее составляющих. При этом в первую очередь в жидкое состоние переходят высококипящие вещества, которые собираются в сепараторах. Таким образом получают водород из а также отделяют аммиак из непрореагировавшей части смеси.

Название этого способа можно перевести как «пишу цветом».

Представьте, что в воду добавлены чернила. Если опустить в такую смесь конец фильтровальной бумаги, она начнет впитываться.

При этом вода будет поглощаться быстрее чернил, что связано с разной степенью сорбируемости этих веществ. Хроматография является не только способом разделения смесей, но и методом изучения таких свойств веществ, как диффузия и растворимость.Итак, мы познакомились с такими понятиями, как «чистые вещества» и «смеси».

Первые представляют собой элементы или соединения, состоящие только из частиц определенного вида.

Их примерами являются соль, сахар, дистиллированная вода. Смеси — это совокупность индивидуальных веществ.

Для их разделения используют ряд методов. Способ их разделения зависит от физических свойств его составляющих.

К основным из них относятся отстаивание, выпаривание, кристаллизация, фильтрование, дистилляция, действие магнитом и хроматография. 24 апреля, 2017 Статья закончилась.