Segude eraldamise meetodid

Enamik meie planeedil leiduvaid aineid ei ole puhtal kujul, vaid ühendites ja segudes koos teiste ainetega.

Niisiis, graniidi koostis sisaldab kolme palja silmaga nähtavat ainet.

Kuid piim tundub meile homogeenne, kuni see muutub hapuks. Hapu

piim eraldub läbipaistvaks vadakuks ja valgeks tahkeks sademeks – valguks

kaseiin. Mees ammu kasutab neid aineid , sisalduvad piimas, tuues need esile

segust. Kohupiim valmistatakse lahustumatust valgust - kaseiinist ja lahustuv

vadakuvalke kasutatakse kliinilises toitumises.

Kuidas saab segusid eraldada?

1. Kui aine on vees lahustumatu, näiteks teraviljad (riis, tatar, manna jne), jõeliiv, kriit, savi, siis võite kasutada filtreerimismeetodit.

Filtreerimine -vedelike (gaaside) filtreerimine läbi filtri, et puhastada need tahketest lisanditest.

1. Filtri paigaldamine. Asetame selle lehtrisse, niisutades seda kergelt veega.

2. Sisestage lehter koos filtriga kolbi.

3. Laske lahustumata aine ja vee segu läbi filtri.

Järeldus. Filtreerimisega puhastatud vesi voolas vabalt läbi filtri; vees lahustumatu aine jääb filtrile.

2. Kui tahke aine on vees lahustuv ( soola, suhkur, sidrunihape), seejärel eraldadasegude puhul võib kasutada aurustamismeetodit.

Aurustumine- vedelikus lahustunud tahkete ainete eraldamine, muutes selle auruks.

Veeklaasis sool ei kadunud, kuigi muutus nähtamatuks – lahus on läbipaistev. Aurutamine võimaldas eraldada vees lahustunud ainet ainete segust (vesi ja sool). Klaasil on näha soolakristalle. See kinnitab järeldust, et et segu iga aine (nii vesi kui sool) säilitaks oma omadused.

Järeldus. Lahustuvad ained saab lahusest eraldada.

3 .Üksteises lahustuvate vedelike eraldamiseks ja puhta (ilma lisanditeta) vee saamiseks kasutatakse destilleerimismeetodit

(või destilleerimine)

destilleerimine -destilleerimine, vedelates segudes sisalduvate ainete eraldamine keemistemperatuuride järgi, millele järgneb auru jahutamine.

Looduses vett puhtal kujul (ilma sooladeta) ei esine. Ookeani-, mere-, jõe-, kaevu- ja allikavesi on vees leiduvate soolalahuste sordid. Sageli vajavad inimesed aga puhast vett, mis ei sisalda sooli (kasutatakse autode mootorites; keemiatööstuses saada erinevaid lahendusi ja ained; pildistamise ajal). Sellist vett nimetatakse destilleeritud ja selle saamise meetodit nimetatakse destilleerimiseks.

Kraanivett soojendame alkoholilambi leegi kohal gaasiväljalasketoruga korgiga suletud katseklaasis. Katseklaasi otsa langetame puhtasse kuiva katseklaasi, mis asetatakse jääga klaasi. Jääga klaasis oleva katseklaasi põhja ja seintele ilmuvad destilleeritud (sooladest ja lisanditest puhastatud) vee tilgad.

Harjutus

1. Vaadake tühja veekeetjasse, milles keedetakse vett. Kas seintel ja põhjas on valge kate(katlakivi)ained, mis on vees lahustunud?

2. Veekeetja kaanest, milles vett keedetakse, voolavad veepiisad. Milline vesi – kaanel või veekeetjas endas – sisaldab rohkem sooli? Selgitage oma vastust.

3. Mis on pildil kujutatud protsessi nimi?

4. Kui segu sisaldab rauda, ​​siis saab selle isoleerimiseks kasutada magnetit, sest. rauda ja selle sulameid tõmbab magnet.

5. Kahe segunematu vedeliku (õli ja vesi, päevalilleõli ja vesi) eraldamiseks peate kasutama jaotuslehtrit.

Suurema tihedusega vedelik sulandub klaasiks ja jaotuslehtrisse jääb kergem vedelik.

SUUR LENINGRADI RAAMATUKOGU – KOKKUVÕTE – Segude eraldamise meetodid

Segude eraldamise meetodid

Abstraktne distsipliini järgi: Keemia

Teemal: Segude eraldamise meetodid

Riia – 2009

Sissejuhatus………………………………………………………………………………..lk 3

Segude tüübid………………………………………………………………………… lk 4

Segude eraldamise meetodid…………………………………………………………..lk 6

Järeldus…………………………………………………………………………….lk 11

Viidete loend……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………..lk 12

Sissejuhatus

Looduses on ained puhtal kujul väga haruldased. Enamik meid ümbritsevatest objektidest koosneb ainete segust. Keemialaboris töötavad keemikud puhaste ainetega. Kui aine sisaldab lisandeid, siis võib iga keemik katseks vajaliku aine lisanditest eraldada. Ainete omaduste uurimiseks on vaja seda ainet puhastada, s.o. osadeks jagatud. Segu eraldamine on füüsikaline protsess. Füüsikalised meetodid ainete eraldamist kasutatakse laialdaselt keemialaborites, toiduainete tootmisel, metallide ja muude ainete tootmisel.

Segude tüübid

Looduses pole puhtaid aineid. Arvestades rändrahne, graniiti, oleme veendunud, et need koosnevad teradest, erinevat värvi soontest; piim sisaldab rasvu, valke, vett; õli ja maagaas sisaldavad orgaanilisi aineid, mida nimetatakse süsivesinikeks; õhk sisaldab erinevaid gaase; looduslik vesi ei ole keemiliselt puhas aine. Segu on kahe või enama erineva aine segu.

Segud võib jagada kaheks suured rühmad(ri

Kui segu komponendid on palja silmaga nähtavad, siis selliseid segusid nimetatakse heterogeenne. Näiteks puidu- ja rauaviiluste segu, vee ja taimeõli segu, jõeliiva ja vee segu jne.

Kui segu komponente ei ole võimalik palja silmaga eristada, siis nimetatakse selliseid segusid homogeenne. Homogeensete segudena klassifitseeritakse sellised segud nagu piim, õli, suhkrulahus vees jne.

On tahkeid, vedelaid ja gaasilisi aineid. Aineid võib segada mis tahes agregatsiooni olekus. Segu agregatsiooniaste määrab aine, mis on ülejäänud ainest kvantitatiivselt parem.

Heterogeensed segud tekivad erineva agregatsiooni olekuga ainetest, kui ained omavahel ei lahustu ja segunevad halvasti (tabel 1)

Homogeensed segud tekivad siis, kui ained lahustuvad üksteises hästi ja segunevad hästi (tabel 2).

Segude moodustamisel keemilisi muundumisi tavaliselt ei toimu ja segus sisalduvad ained säilitavad oma omadused. Segude eraldamiseks kasutatakse ainete omaduste erinevusi.

Segude eraldamise meetodid

Segud, nii ebahomogeensed kui ka homogeensed, võib jagada koostisosadeks, s.t. puhaste ainete jaoks. Aineid nimetatakse puhasteks, kui neid ei eraldata füüsikaliste meetoditega kaheks või enamaks aineks ega muuda nende omadusi. füüsikalised omadused. Segude eraldamiseks on erinevaid meetodeid, olenevalt segu koostisest kasutatakse segude eraldamiseks teatud meetodeid.

1. sõelumine;
2. Filtreerimine;
3. settimine;
4. Dekanteerimine
5. tsentrifuugimine;
6. Aurustumine;
7. Aurustumine;
8. Ümberkristalliseerimine;
9. Destilleerimine (destilleerimine);
10. Külmutamine;
11. Magneti tegevus;
12. kromatograafia;
13. Ekstraheerimine;
14. Adsorptsioon.

Tutvume mõnega neist. Siinkohal tuleb märkida, et heterogeenseid segusid on lihtsam eraldada kui homogeenseid Allpool toome näiteid ainete eraldamise kohta homogeensetest ja heterogeensetest segudest.

Sõelumine.

Kujutagem ette, et granuleeritud suhkur sattus jahu sisse. Võib-olla on kõige lihtsam viis eraldada sõelumine. Sõela abil saate suhteliselt suurtest suhkrukristallidest kergesti eraldada väikesed jahuosakesed. AT põllumajandus sõelumist kasutatakse taimeseemnete eraldamiseks võõrjäätmetest. Ehituses eraldatakse sel viisil killustik liivast.

Filtreerimine

Suspensiooni tahke komponent eraldatakse vedelikust filtreerimine, kasutades paber- või kangasfiltreid, vatti, õhukese kihi peent liiva. Kujutagem ette, et meile antakse lauasoola, liiva ja savi segu. Lauasool tuleb segust eraldada. Selleks asetage segu veega keeduklaasi ja loksutage. Lauasool lahustub ja liiv settib. Savi ei lahustu ega setti klaasi põhja, mistõttu vesi jääb häguseks. Lahustumatute saviosakeste eemaldamiseks lahusest segu filtreeritakse. Selleks tuleb klaaslehtrist, filterpaberist ja statiivist kokku panna väike filterseade. Soolalahus filtreeritakse välja. Selleks valatakse filtreeritud lahus ettevaatlikult tihedalt sisestatud filtriga lehtrisse. Liiva- ja saviosakesed jäävad filtrile ning läbi filtri läbib selge soolalahus. Rekristalliseerimist kasutatakse vees lahustunud soola eraldamiseks.

ümberkristallimine, aurustamine

Ümberkristalliseerimine nimetatakse puhastusmeetodit, mille puhul aine esmalt lahustatakse vees, seejärel aurustatakse aine lahus vees. Selle tulemusena vesi aurustub ja aine vabaneb kristallidena.
Toome näite: lauasool on vaja lahusest eraldada.
Eespool käsitlesime näidet, kui oli vaja isoleerida lauasool heterogeensest segust. Nüüd eraldame lauasoola homogeensest segust. Filtreerimisel saadud lahust nimetatakse filtraadiks. Filtraat tuleb valada portselanist tassi. Aseta tass lahusega statiivirõngale ja kuumuta lahust piirituslambi leegi kohal. Vesi hakkab aurustuma ja lahuse maht väheneb. Sellist protsessi nimetatakse aurustumine. Kui vesi aurustub, muutub lahus kontsentreeritumaks. Kui lahus jõuab lauasoolaga küllastumise olekusse, ilmuvad tassi seintele kristallid. Sel hetkel lõpetage kuumutamine ja jahutage lahus. Jahutatud lauasool paistab silma kristallidena. Vajadusel saab soolakristalle lahusest eraldada filtreerimise teel. Lahust ei tohi aurustada enne, kui vesi on täielikult aurustunud, kuna ka muud lahustuvad lisandid võivad kristallidena sadestuda ja lauasoola saastada.

Setitamine, dekanteerimine

Kasutatakse lahustumatute ainete eraldamiseks vedelikest. toetades. Kui tahked osakesed on piisavalt suured, settivad nad kiiresti põhja ja vedelik muutub läbipaistvaks. Seda saab setetest hoolikalt kurnata ja sellel lihtsal toimingul on ka oma nimi - dekanteerimine. Mida väiksemad on vedelikus tahked ained, seda kauem segu settib. Võimalik on eraldada üksteisest ja kaks vedelikku, mis ei segune omavahel.

tsentrifuugimine

Kui ebahomogeense segu osakesed on väga väikesed, ei saa seda eraldada ei settimise ega filtreerimise teel. Sellised segud on näiteks piim ja vees lahustatud hambapasta. Sellised segud jagunevad tsentrifuugimine. Sellist vedelikku sisaldavad segud asetatakse katseklaasidesse ja pööratakse suurel kiirusel spetsiaalsetes seadmetes - tsentrifuugides. Tsentrifuugimise tulemusena "pressitakse" raskemad osakesed anuma põhja ja kopsud on peal. Piim on väikseimad rasvaosakesed, mis on jaotunud teiste ainete – suhkrute, valkude – vesilahuses. Sellise segu eraldamiseks kasutatakse spetsiaalset tsentrifuugi, mida nimetatakse separaatoriks. Piima eraldamisel on rasvad pinnal, neid on lihtne eraldada. Järele jääb vesi, milles on lahustunud aineid - see on lõss.

Adsorptsioon

Tehnoloogias tekib sageli probleem gaaside, näiteks õhu puhastamisel soovimatutest või kahjulikest komponentidest. Paljudel ainetel on üks huvitav vara- nad võivad "kleepuda" poorsete ainete pinnale, nagu raud magneti külge. Adsorptsioon nimetatakse mõne tahke aine võimeks absorbeerida oma pinnal olevaid gaasilisi või lahustunud aineid. Adsorptsioonivõimelisi aineid nimetatakse adsorbentideks. Adsorbendid on tahked ained, milles on palju sisekanaleid, tühimikke, poore, s.t. neil on väga suur kogu neelav pind. Adsorbendid on aktiivsüsi, silikageel (karbis koos uued kingad leiad väikese koti valgete hernestega - see on silikageel), filterpaber. Erinevad ained "kinnituvad" adsorbentide pinnale erinevalt: ühed püsivad pinnal kindlalt, teised on nõrgemad. Aktiivsüsi on võimeline absorbeerima mitte ainult gaasilisi, vaid ka vedelikes lahustunud aineid. Mürgistuse korral võetakse see nii, et mürgised ained adsorbeeritakse sellele.

Destilleerimine (destilleerimine)

Kaks vedelikku, mis moodustavad homogeense segu, nt etanool veega, eraldades destilleerimise või destilleerimise teel. See meetod põhineb asjaolul, et vedelik kuumutatakse keemistemperatuurini ja selle aur eemaldatakse gaasi väljalasketoru kaudu teise anumasse. Jahutamisel aur kondenseerub ja lisandid jäävad destilleerimiskolbi. Destilleerimisseade on näidatud joonisel 2

Vedelik asetatakse Wurtzi kolbi (1), Wurtzi kolbi kael suletakse tihedalt korgiga, millesse on sisestatud termomeeter (2), kusjuures elavhõbeda reservuaar peaks asuma väljalasketoru ava kõrgusel. Väljalasketoru ots sisestatakse läbi tihedalt kinnitatud korgi Liebigi külmikusse (3), mille teises otsas on kinnitatud toru (4). Allonge kitsendatud ots lastakse vastuvõtjasse (5). Külmkapi jope alumine ots ühendatakse kummivoolikuga veekraaniga ning ülemisest otsast tehakse kraanikaussi äravool. Külmiku jope peaks alati olema veega täidetud. Wurtzi kolb ja kondensaator on kinnitatud eraldi riiulitele. Vedelik valatakse pika toruga lehtri kaudu kolbi, täites destilleerimiskolbi 2/3 mahust. Ühtlaseks keemiseks asetatakse kolvi põhja mitu keemispunkti – ühest otsast suletud klaaskapillaarid. Pärast kolvi sulgemist juhitakse külmkappi vesi ja kolvis olevat vedelikku kuumutatakse. Kütmist saab läbi viia gaasipõletil, elektripliidil, vee-, liiva- või õlivannil – olenevalt vedeliku keemistemperatuurist. Mitte mingil juhul ei tohi õnnetuste vältimiseks kuumutada süttivaid ja põlevaid vedelikke (alkohol, eeter, atsetoon jne) lahtisel tulel: kasutada ainult vee- või muud vanni. Vedelikku ei tohi täielikult aurustuda: 10-15% algselt võetud mahust peaks jääma kolbi. Uue osa vedelikku võib valada alles siis, kui kolb on veidi jahtunud.

Külmutamine

Erineva sulamistemperatuuriga ained eraldatakse meetodiga külmutamine, lahuse jahutamine. Külmutades saad väga puhas vesi kodus. Selleks vala purki või kruusi kraanivesi ja pane külmkappi sügavkülma (või talvel külma välja võtta). Niipea, kui umbes pool veest muutub jääks, tuleb selle külmumata osa, kuhu kogunevad lisandid, välja valada ja lasta jääl sulada.

Tööstuses ja laboritingimustes kasutatakse segude eraldamise meetodeid, mis põhinevad segu koostisosade muudel erinevatel omadustel. Näiteks võib segust eraldada rauaviilud magnet. Kasutatakse ainete võimet lahustuda erinevates lahustites kaevandamine- meetod tahkete või vedelate segude eraldamiseks, töödeldes neid erinevate lahustitega. Näiteks jood vesilahus saab eristada mis tahes orgaaniline lahusti milles jood paremini lahustub.

Järeldus

Laboripraktikas ja Igapäevane elu väga sageli on vaja üksikuid komponente ainete segust eraldada. Pange tähele, et segud sisaldavad kahte või enamat ainet, mis on jagatud kahte suurde rühma: homogeensed ja heterogeensed. Segude eraldamiseks on erinevaid viise, nagu filtreerimine, aurustamine, destilleerimine (destilleerimine) jt. Segude eraldamise meetodid sõltuvad peamiselt segu tüübist ja koostisest.

Kasutatud kirjanduse loetelu

1. S.Ozols, E.Lepiņš keemia põhikoolile., 1996. Lk 289

2. Info Internetist

Iga aine sisaldab lisandeid. Aine loetakse puhtaks, kui see peaaegu ei sisalda lisandeid.

Ainete segud on kas homogeensed või heterogeensed. Homogeenses segus ei saa komponente vaatlusega tuvastada, kuid mittehomogeenses segus on see võimalik.

Mõned homogeense segu füüsikalised omadused erinevad komponentide omadest.

Heterogeenses segus säilivad komponentide omadused.

Heterogeensed ainete segud eraldatakse settimise, filtreerimise, mõnikord magneti toimel, homogeensed segud aga aurustamise ja destilleerimise (destilleerimise) teel.

Puhtad ained ja segud

Me elame seas keemilised ained. Me hingame sisse õhku ja see on gaaside segu (lämmastik, hapnik ja teised), me hingame välja süsinikdioksiidi. Me peseme end veega – see on teine ​​aine, kõige levinum Maal. Joome piima - veesegu väikseimate piimarasvapiiskadega ja mitte ainult: seal on ka kaseiinipiimavalku, mineraalsooli, vitamiine ja isegi suhkrut, kuid mitte seda, millega teed joovad, vaid spetsiaalset piima - laktoos. Sööme õunu, mis koosnevad tervest reast kemikaalidest - suhkur, õunhape ja vitamiinid on siin ... Kui näritud õunatükid makku satuvad, hakkavad neile mõjuma inimese seedemahlad, mis aitavad kogu maitsva omastada. kasulik materjal mitte ainult õun, vaid ka mis tahes muu toit. Me mitte ainult ei ela kemikaalide keskel, vaid me ise oleme neist valmistatud. Iga inimene – tema nahk, lihased, veri, hambad, luud, juuksed on ehitatud kemikaalidest, nagu tellistest maja. Lämmastik, hapnik, suhkur, vitamiinid on looduslikud ained, looduslikku päritolu. Klaas, kumm, teras on samuti ained, täpsemalt materjalid (ainete segud). Nii klaas kui kumm on kunstlikku päritolu, looduses neid ei eksisteerinud. Täiesti puhtaid aineid looduses ei leidu või on neid väga harva.

Iga aine sisaldab alati teatud koguses lisandeid. Ainet, mis peaaegu ei sisalda lisandeid, nimetatakse puhtaks. Nad töötavad selliste ainetega teaduslaboris, kooli keemiakabinetis. Pange tähele, et absoluutselt puhtaid aineid pole olemas.

Üksikul puhtal ainel on teatud kogum iseloomulikke omadusi (konstantsed füüsikalised omadused). Ainult puhta destilleeritud vee sulamistemperatuur on 0 °С, keemistemperatuur = 100 °С ja sellel puudub maitse. Merevesi külmub madalamal temperatuuril ja keeb kõrgemal temperatuuril. kõrge temperatuur, maitse on mõrkjas-soolane. Musta mere vesi külmub madalamal temperatuuril ja keeb kõrgemal temperatuuril kui vesi Läänemeri. Miks? Fakt on see, et merevesi sisaldab muid aineid, näiteks lahustunud sooli, s.t. see on erinevate ainete segu, mille koostis varieerub laias vahemikus, kuid segu omadused ei ole püsivad. Mõiste "segu" määratleti 17. sajandil. Inglise teadlane Robert Boyle: "Segu on terviklik süsteem, mis koosneb heterogeensetest komponentidest."

Peaaegu kõik looduslikud ained, toiduained (v.a sool, suhkur, mõned teised), paljud ravim- ja kosmeetika, kodukeemia, Ehitusmaterjalid.

Segu ja puhta aine võrdlusomadused

Iga segus sisalduvat ainet nimetatakse komponendiks.

Segude klassifikatsioon

On homogeenseid ja heterogeenseid segusid.

Homogeensed segud (homogeensed)

Lisa väike osa suhkrut klaasile veele ja sega, kuni kogu suhkur on lahustunud. Vedelikul on magus maitse. Seega suhkur ei kadunud, vaid jäi segu sisse. Hoo, me ei näe selle kristalle isegi siis, kui uurime vedelikutilka võimsas mikroskoobis. Valmistatud suhkru ja vee segu on homogeenne, selles on nende ainete väikseimad osakesed ühtlaselt segunenud.

Segusid, milles komponente ei saa vaatlusega tuvastada, nimetatakse homogeenseteks.

Enamik metallisulameid on samuti homogeensed segud. Näiteks kulla ja vase sulamis (seda kasutatakse ehted) puuduvad punased vaseosakesed ja kollase kullaosakesed.

Materjalidest, mis on homogeensed ainete segud, valmistatakse palju erineva otstarbega esemeid.

Kõik gaasisegud, sealhulgas õhk, kuuluvad homogeensetesse segudesse. Vedelike homogeenseid segusid on palju.

Homogeenseid segusid nimetatakse ka lahusteks, isegi kui need on tahked või gaasilised.

Toome näiteid lahendustest (õhk kolvis, lauasool + vesi, väike vahe: alumiinium + vask või nikkel + vask).

Heterogeensed segud (heterogeensed)

Teate, et kriit ei lahustu vees. Kui selle pulber valada klaasi vette, võib saadud segust alati leida kriidiosakesi, mis on nähtavad palja silmaga või läbi mikroskoobi.

Segusid, milles komponente saab vaatluse teel tuvastada, nimetatakse heterogeenseteks.

Heterogeensed segud hõlmavad enamikku mineraale, mulda, ehitusmaterjale, eluskudesid, hägune vesi, piim ja muud toiduained, mõned ravimid ja kosmeetika.

Heterogeenses segus säilivad komponentide füüsikalised omadused. Seega ei kaota vase või alumiiniumiga segatud raudviilud oma võimet magneti külge tõmmata.

Teatud tüüpi heterogeensetel segudel on erinimetused: vaht (näiteks vaht, seebivaht), suspensioon (vee segu väikese koguse jahuga), emulsioon (piim, veega hästi loksutatud taimeõli), aerosool (suits) , udu).

Segude eraldamise meetodid

Looduses esinevad ained segudena. Sest laboriuuringud, tööstuslikud toodangud, farmakoloogia ja meditsiini vajadusteks on vaja puhtaid aineid.

Segude eraldamiseks on palju meetodeid. Nende valimisel võetakse arvesse segu tüüpi, agregatsiooni olekut ja komponentide füüsikaliste omaduste erinevusi.

Segude eraldamise meetodid

Need meetodid põhinevad segu komponentide füüsikaliste omaduste erinevustel.

Kaaluge heterogeensete ja homogeensete segude eraldamise meetodeid.

Kromatograafia on spetsiaalne meetod komponentide eraldamiseks, mis põhineb nende erineval neeldumisel konkreetse aine poolt.

Kui riputate punase tindiga anuma kohale filterpaberi riba, kastes sellesse ainult riba otsa. Lahus imendub paberisse ja tõuseb mööda seda. Kuid värvi tõusu piir jääb vee tõusu piiri taha. Nii eraldub kaks ainet: vesi ja tindis sisalduv värvaine.

Vene botaanik M. S. Tsvet oli kromatograafia abil esimene, kes eraldas klorofülli taimede rohelistest osadest. Tööstuses ja laborites kasutatakse kromatograafia filterpaberi asemel tärklist, kivisütt, lubjakivi ja alumiiniumoksiidi. Kas aineid on alati vaja sama puhastusastmega?

Erinevatel eesmärkidel on vaja erineva puhastusastmega aineid. Keeduvesi on piisavalt settinud, et eemaldada lisandid ja desinfitseerimiseks kasutatud kloor. Joogivesi tuleb esmalt keeta. Ja keemialaborites lahuste ja katsete valmistamiseks, meditsiinis on vaja destilleeritud vett, mis on võimalikult puhastatud selles lahustunud ainetest. Väga puhtaid aineid, mille lisandite sisaldus ei ületa miljondik protsenti, kasutatakse elektroonikas, pooljuhtides, tuumatehnoloogias ja muudes täppistööstuses.

Tunni materjal sisaldab teavet selle kohta erinevaid viise segude eraldamine ja ainete puhastamine. Õpid, kuidas kasutada teadmisi segu komponentide omaduste erinevustest, et valida optimaalne meetod antud segu eraldamiseks.

Teema: Algsed keemilised ideed

Õppetund: Segude eraldamise ja ainete puhastamise meetodid

Määratleme erinevuse "segude eraldamise meetodite" ja "ainete puhastamise meetodite" vahel. Esimesel juhul on oluline saada kõik segu moodustavad komponendid puhtal kujul. Aine puhastamisel jäetakse tavaliselt tähelepanuta lisandite saamine puhtal kujul.

ASULEMINE

Kuidas eraldada liiva ja savi segu? See on keraamika tootmise üks etappidest (näiteks telliste valmistamisel). Sellise segu eraldamiseks kasutatakse settimismeetodit. Segu asetatakse vette ja segatakse. Savi ja liiv erinev kiirus vees elama. Seetõttu settib liiv palju kiiremini kui savi (joonis 1).

Riis. 1. Savi ja liiva segu eraldamine setitamisega

Setitamismeetodit kasutatakse ka erineva tihedusega vees lahustumatute tahkete ainete segude eraldamiseks. Näiteks nii saate eraldada raua ja saepuru segu ( saepuru nad hõljuvad vees ja raudsed settivad).

Taimeõli ja vee segu saab eraldada ka setitamisega, sest õli ei lahustu vees ja on väiksema tihedusega (joonis 2). Seega on settimisega võimalik eraldada erineva tihedusega üksteises lahustumatute vedelike segusid.

Riis. 2. Taimeõli ja vee segu eraldamine setitamisega

Lauasoola ja jõeliiva segu eraldamiseks võib kasutada settimismeetodit (veega segades sool lahustub, liiv settib), kuid usaldusväärsem on liiv soolalahusest muuga eraldada. meetod - filtreerimismeetod.

Selle segu filtreerimiseks võib kasutada paberfiltrit ja klaasi langetatud lehtrit. Filterpaberile jäävad liivaterad ja läbi filtri läbib selge lauasoola lahus. Sel juhul on jõeliiv sete ja soolalahus nõrgvesi (joonis 3).

Riis. 3. Filtreerimismeetodi kasutamine jõeliiva eraldamiseks soolalahusest

Filtreerimist saab läbi viia mitte ainult filterpaberiga, vaid ka muude poorsete või lahtiste materjalidega. Näiteks puistematerjalide hulka kuuluvad kvartsliiv ja poorsete materjalide hulka klaasvill ja küpsetatud savi.

Mõningaid segusid saab eraldada "kuumfiltreerimise" meetodil. Näiteks väävli- ja rauapulbrite segu. Raud sulab temperatuuril üle 1500 C ja väävel umbes 120 C. Sulanud väävli saab rauapulbrist eraldada kuumutatud klaasvilla abil.

Soola saab filtraadist eraldada aurustamisega, s.t. kuumuta segu ja vesi aurustub ning sool jääb portselantopsi peale. Mõnikord kasutatakse aurustamist, vee osalist aurustamist. Selle tulemusena moodustub kontsentreeritum lahus, mille jahutamisel eraldub lahustunud aine kristallidena.

Kui segus on magnetiseerumisvõimelist ainet, on seda magneti abil lihtne puhtal kujul eraldada. Näiteks saab sel viisil eraldada väävli- ja rauapulbrite segu.

Sama segu saab eraldada mõne muu meetodiga, kasutades teadmisi segu komponentide veega märguvuse kohta. Raud niisutab vesi, st. vesi levib üle raua pinna. Väävlit vesi ei niisuta. Kui paned väävlitüki vette, siis see vajub ära, sest. Väävli tihedus on suurem kui vee tihedus. Aga väävlipulber tuleb välja, sest. õhumullid kleepuvad väävliteradele, mida vesi ei niisuta ja suruvad need pinnale. Segu eraldamiseks peate selle vette asetama. Väävlipulber hakkab hõljuma ja raud vajub alla (joonis 4).

Riis. 4. Väävli- ja rauapulbrite segu eraldamine flotatsiooniga

Komponentide märguvuse erinevusel põhinevat segude eraldamise meetodit nimetatakse flotatsiooniks (prantsuse flotter – hõljuma). Mõelge veel mõnele meetodile ainete eraldamiseks ja puhastamiseks.

Üks vanimaid segude eraldamise meetodeid on destilleerimine (või destilleerimine). Seda meetodit kasutades on võimalik eraldada üksteises lahustuvad komponendid, millel on erinevad temperatuurid keemine. Nii saadakse destilleeritud vett. Lisanditega vesi keedetakse ühes anumas. Saadud veeaur kondenseerub jahutamisel teises anumas juba destilleeritud (puhta) vee kujul.

Riis. 5. Destilleeritud vee saamine

Sarnaste omadustega komponente saab eraldada kromatograafiameetodil. See meetod põhineb eraldatavate ainete erineval neeldumisel teise aine pinnaga.

Näiteks saab punase tindi kromatograafia abil lahutada selle komponentideks (vesi ja värvaine).

Riis. 6. Punase tindi eraldamine paberkromatograafiaga

Keemialaborites toimub kromatograafia spetsiaalsete instrumentide - kromatograafide abil, mille põhiosadeks on kromatograafiakolonn ja detektor.

Adsorptsiooni kasutatakse keemias laialdaselt teatud ainete puhastamiseks. See on ühe aine kogunemine teise aine pinnale. Adsorbentide hulka kuuluvad näiteks aktiivsüsi.

Proovige pill maha jätta aktiveeritud süsinik värvilise veega anumasse, segage, filtreerige ja näete, et filtraat on muutunud värvituks. Süsinikuaatomid tõmbavad ligi molekule, antud juhul värvainet.

Praegu kasutatakse adsorptsiooni laialdaselt vee ja õhu puhastamiseks. Näiteks veefiltrid sisaldavad adsorbendina aktiivsütt.

1. Ülesannete ja harjutuste kogumik keemias: 8. klass: õpikule P.A. Oržekovski ja teised. "Keemia, 8. klass" / P.A. Oržekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M.: AST: Astrel, 2006.

2. Ušakova O.V. Töövihik keemias: 8. klass: õpiku juurde P.A. Oržekovski ja teised.“Keemia. 8. klass” / O.V. Ušakova, P.I. Bespalov, P.A. Oržekovski; all. toim. prof. P.A. Oržekovski - M .: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (lk 10-11)

3. Keemia: 8. klass: õpik. kindrali jaoks institutsioonid / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§4)

4. Keemia: inorg. keemia: õpik. 8 raku jaoks. üldine institutsioonid / G.E. Rudzitis, FuGyu Feldman. - M .: Haridus, JSC "Moskva õpikud", 2009. (§ 2)

5. Entsüklopeedia lastele. Köide 17. Keemia / Peatükk. toimetanud V.A. Volodin, juhtiv. teaduslik toim. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.

Täiendavad veebiressursid

1. Digitaalsete õpperessursside ühtne kogu ().

2. Ajakirja "Chemistry and Life" elektrooniline versioon ().

Kodutöö

Õpikust P.A. Oržekovski jt. "Keemia, 8. klass" koos. 33 nr 2,4,6,T.

Meie artiklis käsitleme puhtaid aineid ja segusid, segude eraldamise meetodeid. Igaüks meist kasutab neid igapäevaelus. Kas puhtaid aineid looduses üldse esineb? Ja kuidas neid segudest eristada?

Puhtad ained ja segud: segude eraldamise viisid

Puhtad ained on ained, mis sisaldavad ainult osakesi teatud liiki. Teadlased usuvad, et neid looduses praktiliselt ei eksisteeri, kuna need kõik, ehkki tühises proportsioonis, sisaldavad lisandeid. Absoluutselt kõik ained lahustuvad ka vees. Isegi kui kastetakse näiteks sellesse vedelikku, hõbedane sõrmus, lahustuvad selle metalli ioonid.

Puhaste ainete tunnuseks on koostise ja füüsikaliste omaduste püsivus. Nende moodustumise käigus toimub energiahulga muutus. Lisaks võib see nii suureneda kui ka väheneda. Ainus viis puhta aine eraldamiseks selle üksikuteks komponentideks on keemiline reaktsioon. Näiteks ainult destilleeritud vees on sellele ainele tüüpiline keemis- ja külmumistemperatuur, maitse ja lõhna puudumine. Ja selle hapnikku ja vesinikku saab lagundada ainult elektrolüüsi teel.

Ja kuidas need erinevad puhastest ainetest oma terviklikkuses? Keemia aitab meil sellele küsimusele vastata. Segude eraldamise meetodid on füüsikalised, kuna need ei muutu keemiline koostis ained. Erinevalt puhastest ainetest on segudel erinev koostis ja omadused ning neid saab eraldada füüsikaliste meetoditega.

Mis on segu

Segu on üksikute ainete kogum. Näiteks on merevesi. Erinevalt destilleeritud on see mõru või soolase maitsega, keeb kõrgemal temperatuuril ja külmub madalamal temperatuuril. Ainete segude eraldamise meetodid on füüsikalised. Jah, alates merevesi saate puhta soola aurustamise ja sellele järgneva kristallimise teel.

Segude tüübid

Kui lisate veele suhkrut, lahustuvad selle osakesed mõne aja pärast ja muutuvad nähtamatuks. Seetõttu ei saa neid palja silmaga eristada. Selliseid segusid nimetatakse homogeenseteks või homogeenseteks. Nende näideteks on ka õhk, bensiin, puljong, parfüüm, magus ja soolane vesi, vase ja alumiiniumi sulam. Nagu näete, võivad need olla erinevates agregatsiooniseisundites, kuid kõige tavalisemad on vedelikud. Neid nimetatakse ka lahendusteks.

Heterogeensetes või heterogeensetes segudes saab eristada üksikute ainete osakesi. Tüüpilised näited on raua- ja puiduviilud, liiv ja lauasool. Heterogeenseid segusid nimetatakse ka suspensioonideks. Nende hulgas eristatakse suspensioone ja emulsioone. Esimene koosneb vedelast ja tahkest ainest. Niisiis, emulsioon on vee ja liiva segu. Emulsioon on kahe erineva tihedusega vedeliku kombinatsioon.

Seal on erinimetustega heterogeenseid segusid. Niisiis, vahu näide on vaht ja aerosoolide hulka kuuluvad udu, suits, deodorandid, õhuvärskendajad, antistaatilised ained.

Segude eraldamise meetodid

Muidugi on paljudes segudes rohkem väärtuslikke omadusi kui nende koostises sisalduvad üksikud ained. Kuid isegi igapäevaelus tuleb ette olukordi, kus nad tuleb eraldada. Ja tööstuses põhinevad sellel protsessil terved tööstused. Näiteks naftast saadakse selle töötlemise tulemusena bensiini, gaasiõli, petrooleumi, kütteõli, päikeseõli ja masinaõli, raketikütust, atsetüleeni ja benseeni. Nõus, neid tooteid on tulusam kasutada kui mõttetult põletada õli.

Nüüd vaatame, kas on olemas selline asi nagu keemilised meetodid segude eraldamine. Oletame, et peame saama puhtad ained soola vesilahusest. Selleks tuleb segu kuumutada. Selle tulemusena muutub vesi auruks ja sool kristalliseerub. Kuid samal ajal ei muutu üks aine teiseks. See tähendab, et selle protsessi aluseks on füüsikalised nähtused.

Segude eraldamise meetodid sõltuvad agregatsiooni olekust, lahustumisvõimest, keemistemperatuuri erinevusest, selle komponentide tihedusest ja koostisest. Vaatleme neid kõiki üksikasjalikumalt konkreetsete näidetega.

Filtreerimine

See eraldusmeetod sobib vedelikku ja lahustumatut tahket ainet sisaldavate segude jaoks. Näiteks vesi ja jõeliiv. See segu tuleb lasta läbi filtri. Selle tulemusena voolab puhas vesi sellest vabalt läbi ja liiv jääb alles.

settimine

Mõned segude eraldamise meetodid põhinevad gravitatsioonil. Sel viisil saab suspensioone ja emulsioone lagundada. Kui taimeõli satub vette, tuleb segu esmalt loksutada. Seejärel jätke see mõneks ajaks seisma. Selle tulemusena jääb vesi anuma põhja ja õli katab selle kile kujul.

Laboratoorsetes tingimustes kasutatakse neid settimiseks, mille töö tulemusena tühjendatakse anumasse tihedam vedelik ja järele jääb kerge.

Settimist iseloomustab protsessi aeglane kiirus. Vajalik kindel aeg sademe moodustamiseks. Tööstustingimustes kasutatakse seda meetodit spetsiaalsetes struktuurides, mida nimetatakse settepaakideks.

Magneti tegevus

Kui segu sisaldab metalli, saab selle magneti abil eraldada. Näiteks eraldage raud- ja puiduviilud. Kuid kas kõigil metallidel on need omadused? Üldse mitte. Selle meetodi jaoks sobivad ainult ferromagneteid sisaldavad segud. Lisaks rauale on nende hulka nikkel, koobalt, gadoliinium, terbium, düsproosium, holmium ja erbium.

Destilleerimine

See ladina keelest tõlgitud nimi tähendab "tilkade äravoolu". Destilleerimine on segude eraldamise meetod, mis põhineb ainete keemispunktide erinevusel. Seega saab isegi kodus alkoholi ja vee eraldada. Esimene aine hakkab aurustuma juba temperatuuril 78 kraadi Celsiuse järgi. Puudutades külma pinda, alkoholiaur kondenseerub, muutudes vedelaks.

Tööstuses saadakse sel viisil nafta rafineerimistooteid, aromaatseid aineid ja puhtaid metalle.

Aurustumine ja kristalliseerumine

Need eraldusmeetodid sobivad vedelate lahuste jaoks. Nende koostist moodustavad ained erinevad keemistemperatuuri poolest. Seega on võimalik saada soola või suhkru kristalle veest, milles need on lahustunud. Selleks lahused kuumutatakse ja aurustatakse küllastunud olekusse. Sel juhul kristallid sadestuvad. Kui on vaja saada puhast vett, lastakse lahus keema, millele järgneb aurude kondenseerimine külmemale pinnale.

Meetodid gaasisegude eraldamiseks

Gaasilised segud eraldatakse labori- ja tööstusmeetoditega, kuna see protsess nõuab spetsiaalset varustust. Toormaterjal looduslikku päritolu on õhk, koks, generaator, assotsieerunud ja maagaas, mis on süsivesinike kombinatsioon.

Füüsikalised meetodid segude eraldamiseks gaasilises olekus on järgmised:

• Kondensatsioon on segu järkjärgulise jahutamise protsess, mille käigus toimub selle koostisosade kondenseerumine. Sel juhul lähevad ennekõike kõrge keemistemperatuuriga ained, mis kogutakse separaatoritesse, vedelasse olekusse. Nii saadakse vesinikku ja eraldatakse ka ammoniaak segu reageerimata osast.
• Sorptsioon on teatud ainete imendumine teiste poolt. Sellel protsessil on vastandlikud komponendid, mille vahel tekib reaktsiooni käigus tasakaal. Edasi- ja tagasisuunamisprotsesside jaoks erinevaid tingimusi. Esimesel juhul see kombinatsioon kõrgsurve ja madal temperatuur. Seda protsessi nimetatakse sorptsiooniks. Vastasel juhul kasutatakse vastupidiseid tingimusi: madal rõhk kõrgel temperatuuril.
• Membraanide eraldamine on meetod, mille puhul kasutatakse poolläbilaskvate vaheseinte omadust erinevate ainete molekulide selektiivseks läbimiseks.
• Refluks - segude kõrge keemistemperatuuriga osade kondenseerumisprotsess nende jahutamise tulemusena. Sel juhul peaks üksikute komponentide vedelasse olekusse ülemineku temperatuur oluliselt erinema.

Kromatograafia

Selle meetodi nime saab tõlkida kui "kirjutan värviga". Kujutage ette, et veele lisatakse tinti. Kui langetada filterpaberi ots sellisesse segusse, hakkab see imenduma. Sel juhul imendub vesi kiiremini kui tint, mis on seotud nende ainete erineva sorptsiooniastmega. Kromatograafia pole mitte ainult segude eraldamise meetod, vaid ka meetod selliste ainete omaduste nagu difusioon ja lahustuvus uurimiseks.

Niisiis, tutvusime selliste mõistetega nagu "puhtad ained" ja "segud". Esimesed on elemendid või ühendid, mis koosnevad ainult teatud tüüpi osakestest. Nende näideteks on sool, suhkur, destilleeritud vesi. Segud on üksikute ainete kogum. Nende eraldamiseks kasutatakse mitmeid meetodeid. Nende eraldamise viis sõltub selle koostisosade füüsikalistest omadustest. Peamised neist on settimine, aurustamine, kristallimine, filtreerimine, destilleerimine, magnetiseerimine ja kromatograafia.