Maisījumu atdalīšanas metodes

Lielākā daļa vielu uz mūsu planētas nav tīrā veidā, bet savienojumos un maisījumos kopā ar citām vielām.

Tātad granīta sastāvā ir trīs vielas, kas ir redzamas ar neapbruņotu aci.

Bet piens mums šķiet viendabīgs, līdz kļūst skābs. Skābs

piens sadalās dzidrās sūkalās un baltās cietās nogulsnēs – olbaltumvielās

kazeīns. Cilvēks jau sen izmanto šīs vielas , iekļauti pienā, izceļot tos

no maisījuma. Biezpienu gatavo no nešķīstošā proteīna – kazeīna, un šķīstošo

sūkalu proteīnus izmanto klīniskai barošanai.

Kā maisījumus var atdalīt?

1. Ja viela nešķīst ūdenī, piemēram, graudaugi (rīsi, griķi, manna utt.), upes smiltis, krīts, māls, tad varat izmantot filtrēšanas metodi.

filtrēšana -šķidrumu (gāzu) filtrēšana caur filtru, lai tos attīrītu no cietajiem piemaisījumiem.

1. Filtra uzlikšana. Mēs ievietojam to piltuvē, nedaudz samitrinot to ar ūdeni.

2. Ievietojiet piltuvi ar filtru kolbā.

3. Caur filtru izlaiž neizšķīdušas vielas un ūdens maisījumu.

Secinājums. Ūdens, kas attīrīts ar filtrēšanu, brīvi izvadīts caur filtru; uz filtra paliek ūdenī nešķīstoša viela.

2. Ja cieta viela šķīst ūdenī ( sāls, cukurs, citronskābe), pēc tam, lai atdalītumaisījumos, var izmantot iztvaicēšanas metodi.

iztvaikošana- šķidrumā izšķīdinātu cietvielu atdalīšana, pārvēršot to tvaikos.

Glāzē ūdens sāls nepazuda, lai gan kļuva neredzams – šķīdums ir caurspīdīgs. Iztvaicēšana ļāva izolēt ūdenī izšķīdinātu vielu no vielu maisījuma (ūdens un sāls). Uz stikla ir redzami sāls kristāli. Tas apstiprina secinājumu, ka ka katra maisījuma viela (gan ūdens, gan sāls) saglabā savas īpašības.

Secinājums. Šķīstošās vielas var izdalīt no šķīduma.

3 .Lai atdalītu savā starpā šķīstošus šķidrumus, iegūtu tīru (bez piemaisījumiem) ūdeni, izmanto destilācijas metodi.

(vai destilācija)

Destilācija -destilācija, šķidros maisījumos esošo vielu atdalīšana pēc viršanas punktiem, kam seko tvaiku atdzesēšana.

Dabā ūdens tīrā veidā (bez sāļiem) nenotiek. Okeāna, jūras, upju, aku un avota ūdens ir sāls šķīdumu veidi ūdenī. Tomēr bieži cilvēkiem ir nepieciešams tīrs ūdens, kas nesatur sāļus (izmanto automašīnu dzinējos; ķīmiskajā ražošanā, lai iegūtu dažādi risinājumi un vielas; fotografējot). Šādu ūdeni sauc par destilētu, un tā iegūšanas metodi sauc par destilāciju.

Mēs karsējam krāna ūdeni virs spirta lampas liesmas mēģenē, kas noslēgta ar korķi ar gāzes izvades cauruli. Caurules galu nolaižam tīrā, sausā mēģenē, kas ievietota glāzē ar ledu. Uz mēģenes dibena un sieniņām glāzē ar ledu parādīsies destilēta (attīrīta no sāļiem un piemaisījumiem) ūdens pilieni.

Exercise

1. Ieskatieties tukšā tējkannā, kurā vārīts ūdens. Ir uz sienām un apakšā balts pārklājums(katlas) vielas, kas ir izšķīdinātas ūdenī?

2. No tējkannas vāka, kurā tiek vārīts ūdens, plūst ūdens pilieni. Kurā ūdenī – uz vāka vai pašā tējkannā – ir vairāk sāļu? Paskaidrojiet savu atbildi.

3. Kā sauc attēlā redzamo procesu?

4. Ja maisījums satur dzelzi, tad tā izolēšanai var izmantot magnētu, jo. dzelzi un tās sakausējumus pievelk magnēts.

5. Lai atdalītu divus nesajaucamus šķidrumus (eļļu un ūdeni, saulespuķu eļļu un ūdeni), jāizmanto dalāmpiltuve.

Šķidrums ar lielāku blīvumu saplūdīs glāzē, un dalāmajā piltuvē paliks vieglāks šķidrums.

LIELĀ ĻENINGRADAS BIBLIOTĒKA - KOPSAVILKUMS - Maisījumu atdalīšanas metodes

Maisījumu atdalīšanas metodes

Abstrakts pēc disciplīnas:Ķīmija

Par tēmu: Maisījumu atdalīšanas metodes

Rīga - 2009

Ievads…………………………………………………………………………….. 3. lpp.

Maisījumu veidi………………………………………………………………………… 4. lpp.

Maisījumu atdalīšanas metodes………………………………………………………..6. lpp.

Secinājums………………………………………………………………………….11.lpp.

Atsauču saraksts……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………..12.lpp

Ievads

Dabā vielas tīrā veidā ir ļoti reti sastopamas. Lielāko daļu mums apkārt esošo objektu veido vielu maisījums. Ķīmiskajā laboratorijā ķīmiķi strādā ar tīrām vielām. Ja viela satur piemaisījumus, tad jebkurš ķīmiķis var atdalīt eksperimentam nepieciešamo vielu no piemaisījumiem. Lai pētītu vielu īpašības, ir nepieciešams šo vielu attīrīt, t.i. sadalīt komponentos. Maisījuma atdalīšana ir fizisks process. Fizikālās metodes Vielu atdalīšanu plaši izmanto ķīmiskajās laboratorijās, pārtikas produktu ražošanā, metālu un citu vielu ražošanā.

Maisījumu veidi

Dabā nav tīru vielu. Aplūkojot laukakmeņus, granītu, esam pārliecināti, ka tie sastāv no graudiņiem, dažādu krāsu dzīslām; piens satur taukus, olbaltumvielas, ūdeni; eļļa un dabasgāze satur organiskas vielas, ko sauc par ogļūdeņražiem; gaiss satur dažādas gāzes; dabiskais ūdens nav ķīmiski tīra viela. Maisījums ir divu vai vairāku atšķirīgu vielu maisījums.

Maisījumus var iedalīt divās daļās lielas grupas(ri

Ja maisījuma sastāvdaļas ir redzamas ar neapbruņotu aci, tad šādus maisījumus sauc neviendabīgs. Piemēram, koka un dzelzs šķembu maisījums, ūdens un augu eļļas maisījums, upes smilšu un ūdens maisījums utt.

Ja maisījuma sastāvdaļas nevar atšķirt ar neapbruņotu aci, tad šādus maisījumus sauc viendabīgs. Tādi maisījumi kā piens, eļļa, cukura šķīdums ūdenī u.c. tiek klasificēti kā viendabīgi maisījumi.

Ir cietas, šķidras un gāzveida vielas. Vielas var sajaukt jebkurā agregācijas stāvoklī. Maisījuma agregācijas stāvoklis nosaka vielu, kas kvantitatīvi ir pārāka par pārējām.

Heterogēni maisījumi veidojas no dažādu agregātu vielām, kad vielas savstarpēji nešķīst un slikti sajaucas (1.tabula)

Homogēni maisījumi veidojas, ja vielas labi šķīst viena otrā un labi sajaucas (2. tabula).

Veidojot maisījumus, ķīmiskās pārvērtības parasti nenotiek, un maisījumā esošās vielas saglabā savas īpašības. Maisījumu atdalīšanai izmanto vielu īpašību atšķirības.

Maisījumu atdalīšanas metodes

Maisījumus, gan nehomogēnus, gan viendabīgus, var sadalīt sastāvdaļās, t.i. tīrām vielām. Vielas sauc par tīrām, ja tās ar fizikālām metodēm nav atdalītas divās vai vairākās citās vielās un nemaina to īpašības. fizikālās īpašības. Maisījumu atdalīšanai ir dažādas metodes, atkarībā no maisījuma sastāva tiek izmantotas noteiktas maisījumu atdalīšanas metodes.

1. Skrīnings;
2. Filtrēšana;
3. nosēšanās;
4. Dekantēšana
5. centrifugēšana;
6. Iztvaikošana;
7. Iztvaikošana;
8. Rekristalizācija;
9. Destilācija (destilācija);
10. sasaldēšana;
11. Magnēta darbība;
12. hromatogrāfija;
13. Ekstrakcija;
14. Adsorbcija.

Iepazīsimies ar dažiem no tiem. Šeit jāatzīmē, ka viendabīgus maisījumus ir vieglāk atdalīt nekā viendabīgus.Zemāk mēs sniedzam piemērus vielu atdalīšanai no viendabīgiem un neviendabīgiem maisījumiem.

Skrīnings.

Iedomāsimies, ka miltos nokļuva granulētais cukurs. Varbūt vienkāršākais veids, kā atdalīties, ir skrīnings. Ar sieta palīdzību no salīdzinoši lieliem cukura kristāliem var viegli atdalīt nelielas miltu daļiņas. AT lauksaimniecība skrīningu izmanto, lai atdalītu augu sēklas no svešām atliekām. Būvniecībā tādā veidā tiek atdalīta grants no smiltīm.

Filtrēšana

Suspensijas cietā sastāvdaļa tiek atdalīta no šķidruma filtrēšana, izmantojot papīra vai auduma filtrus, vati, plānu smalku smilšu kārtu. Iedomāsimies, ka mums iedod galda sāls, smilšu un māla maisījumu. No maisījuma ir jāatdala galda sāls. Lai to izdarītu, ievietojiet maisījumu vārglāzē ar ūdeni un sakratiet. Galda sāls izšķīst un smiltis nosēžas. Māls nešķīst un nenosēžas uz glāzes dibena, tāpēc ūdens paliek duļķains. Lai no šķīduma noņemtu nešķīstošās māla daļiņas, maisījumu filtrē. Lai to izdarītu, no stikla piltuves, filtrpapīra un statīva jāsamontē neliela filtra ierīce. Sāls šķīdumu izfiltrē. Lai to izdarītu, filtrēto šķīdumu uzmanīgi ielej piltuvē ar cieši ievietotu filtru. Smilšu un māla daļiņas paliek uz filtra, un caur filtru iziet dzidrs sāls šķīdums. Rekristalizāciju izmanto, lai izolētu ūdenī izšķīdinātu sāli.

pārkristalizācija, iztvaikošana

Rekristalizācija sauc attīrīšanas metodi, kurā vielu vispirms izšķīdina ūdenī, pēc tam vielas šķīdumu ūdenī iztvaicē. Rezultātā ūdens iztvaiko, un viela izdalās kristālu veidā.
Sniegsim piemēru: no šķīduma nepieciešams izdalīt galda sāli.
Iepriekš mēs apsvērām piemēru, kad bija nepieciešams izdalīt galda sāli no neviendabīga maisījuma. Tagad atdalīsim galda sāli no viendabīga maisījuma. Filtrējot iegūto šķīdumu sauc par filtrātu. Filtrāts jāielej porcelāna krūzē. Novietojiet krūzīti ar šķīdumu uz statīva gredzena un karsējiet šķīdumu virs spirta lampas liesmas. Ūdens sāks iztvaikot, un šķīduma tilpums samazināsies. Tādu procesu sauc iztvaikošana. Kad ūdens iztvaiko, šķīdums kļūst koncentrētāks. Kad šķīdums sasniedz piesātinājuma stāvokli ar galda sāli, uz krūzes sieniņām parādīsies kristāli. Šajā brīdī pārtrauciet karsēšanu un atdzesējiet šķīdumu. Atdzesēts galda sāls izcelsies kristālu veidā. Ja nepieciešams, sāls kristālus var atdalīt no šķīduma, filtrējot. Šķīdumu nedrīkst iztvaikot, kamēr ūdens nav pilnībā iztvaikojis, jo arī citi šķīstošie piemaisījumi var izgulsnēties kristālu veidā un piesārņot galda sāli.

Nosēdināšana, dekantēšana

Izmanto nešķīstošu vielu izolēšanai no šķidrumiem. atbalsta. Ja cietās daļiņas ir pietiekami lielas, tās ātri nosēžas apakšā, un šķidrums kļūst caurspīdīgs. To var rūpīgi nosusināt no nogulsnēm, un arī šai vienkāršajai darbībai ir savs nosaukums - dekantēšana. Jo mazākas cietās daļiņas ir šķidrumā, jo ilgāk maisījums nogulsnēsies. Ir iespējams atdalīt vienu no otra un divus šķidrumus, kas nesajaucas savā starpā.

centrifugēšana

Ja nehomogēna maisījuma daļiņas ir ļoti mazas, to nevar atdalīt ne nostādinot, ne filtrējot. Šādu maisījumu piemēri ir piens un ūdenī izšķīdināts zobu pasta. Šādi maisījumi ir sadalīti centrifugēšana. Maisījumus, kas satur šādu šķidrumu, ievieto mēģenēs un lielā ātrumā rotē īpašos aparātos - centrifūgās. Centrifugēšanas rezultātā smagākas daļiņas tiek "piespiestas" trauka apakšai, un plaušas atrodas augšpusē. Piens ir mazākās tauku daļiņas, kas sadalītas citu vielu - cukuru, olbaltumvielu - ūdens šķīdumā. Lai atdalītu šādu maisījumu, tiek izmantota īpaša centrifūga, ko sauc par separatoru. Atdalot pienu, tauki atrodas uz virsmas, tos ir viegli atdalīt. Paliek ūdens ar tajā izšķīdušām vielām - tas ir vājpiens.

Adsorbcija

Tehnoloģijās bieži rodas problēmas, kas saistītas ar gāzu, piemēram, gaisa, attīrīšanu no nevēlamām vai kaitīgām sastāvdaļām. Daudzām vielām ir viens interesants īpašums- tie var "pieķerties" porainu vielu virsmai, piemēram, dzelzs pie magnēta. Adsorbcija ko sauc par dažu cietvielu spēju absorbēt gāzveida vai izšķīdušas vielas uz to virsmas. Vielas, kas spēj adsorbēties, sauc par adsorbentiem. Adsorbenti ir cietas vielas, kurās ir daudz iekšējo kanālu, tukšumu, poru, t.i. tiem ir ļoti liela kopējā absorbējošā virsma. Adsorbenti ir aktīvā ogle, silikagels (kastītē ar jaunas kurpes jūs varat atrast nelielu maisiņu ar baltajiem zirnīšiem - tas ir silikagels), filtrpapīrs. Dažādas vielas pie adsorbentu virsmas "pieķeras" atšķirīgi: dažas turas uz virsmas stingri, citas ir vājākas. Aktivētā ogle spēj absorbēt ne tikai gāzveida, bet arī šķidrumos izšķīdušās vielas. Saindēšanās gadījumā to ņem tā, lai uz tā tiktu adsorbētas toksiskas vielas.

Destilācija (destilācija)

Divi šķidrumi, kas veido viendabīgu maisījumu, piemēram etanols ar ūdeni, atdala ar destilāciju vai destilāciju. Šīs metodes pamatā ir fakts, ka šķidrums tiek uzkarsēts līdz vārīšanās temperatūrai un tā tvaiki tiek izvadīti caur gāzes izplūdes cauruli citā traukā. Atdzesējot, tvaiki kondensējas, un piemaisījumi paliek destilācijas kolbā. Destilācijas aparāts parādīts 2. att

Šķidrumu ievieto Wurtz kolbā (1), Wurtz kolbas kakls ir cieši noslēgts ar aizbāzni, kurā ievietots termometrs (2), savukārt dzīvsudraba rezervuāram jāatrodas izplūdes caurules atveres līmenī. Izplūdes caurules galu caur cieši pieguļošu aizbāzni ievieto Liebig ledusskapī (3), kura otrā galā ir nostiprināts uzgalis (4). Sašaurinātais gals tiek nolaists uztvērējā (5). Ledusskapja apvalka apakšējais gals ir savienots ar gumijas šļūteni ar ūdens krānu, un no augšējā gala tiek izveidota noteka izlietnē. Ledusskapja apvalkam vienmēr jābūt piepildītam ar ūdeni. Wurtz kolba un kondensators ir piestiprināti atsevišķos statīvos. Šķidrumu ielej kolbā caur piltuvi ar garu cauruli, piepildot destilācijas kolbu līdz 2/3 no tās tilpuma. Vienmērīgai vārīšanai kolbas apakšā ir novietoti vairāki viršanas punkti - vienā galā noslēgti stikla kapilāri. Pēc kolbas aizvēršanas ledusskapī tiek piegādāts ūdens un šķidrums kolbā tiek uzkarsēts. Sildīšanu var veikt uz gāzes degļa, elektriskās plīts, ūdens, smilšu vai eļļas vannas – atkarībā no šķidruma viršanas temperatūras. Uzliesmojošus un degošus šķidrumus (spirtu, ēteri, acetonu u.c.) nekādā gadījumā nedrīkst karsēt uz atklātas uguns, lai izvairītos no negadījumiem: jāizmanto tikai ūdens vai cita vanna. Šķidrumu nevajadzētu pilnībā iztvaikot: 10-15% no sākotnēji ņemtā tilpuma jāpaliek kolbā. Jaunu šķidruma daļu var ieliet tikai tad, kad kolba ir nedaudz atdzisusi.

Saldēšana

Vielas ar atšķirīgu kušanas temperatūru tiek atdalītas ar metodi sasalšana,šķīduma atdzesēšana. Saldējot, jūs varat iegūt ļoti tīrs ūdens mājās. Lai to izdarītu, ielejiet krāna ūdeni burkā vai krūzē un ievietojiet to ledusskapja saldētavā (vai ziemā izņemiet to aukstumā). Tiklīdz aptuveni puse ūdens pārvēršas ledū, tā neaizsalušo daļu, kurā sakrājas piemaisījumi, jāizlej un jāļauj ledum izkust.

Rūpniecībā un laboratorijas apstākļos tiek izmantotas maisījumu atdalīšanas metodes, kuru pamatā ir citas dažādas maisījuma sastāvdaļu īpašības. Piemēram, dzelzs vīles var izolēt no maisījuma magnēts. Tiek izmantota vielu spēja šķīst dažādos šķīdinātājos ieguve- metode cietu vai šķidru maisījumu atdalīšanai, apstrādājot tos ar dažādiem šķīdinātājiem. Piemēram, jods ūdens šķīdums var atšķirt ar jebkuru organiskais šķīdinātājs kurā jods labāk šķīst.

Secinājums

Laboratorijas praksē un Ikdienaļoti bieži ir nepieciešams izolēt atsevišķas sastāvdaļas no vielu maisījuma. Ņemiet vērā, ka maisījumos ietilpst divas vai vairākas vielas, kas iedalītas divās lielās grupās: viendabīgās un neviendabīgās. Ir dažādi maisījumu atdalīšanas veidi, piemēram, filtrēšana, iztvaicēšana, destilācija (destilācija) un citi. Maisījumu atdalīšanas metodes galvenokārt ir atkarīgas no maisījuma veida un sastāva.

Izmantotās literatūras saraksts

1. S.Ozols, E.Lepiņš ķīmija pamatskolai., 1996. P. 289

2. Informācija no interneta

Katra viela satur piemaisījumus. Vielu uzskata par tīru, ja tajā gandrīz nav piemaisījumu.

Vielu maisījumi ir vai nu viendabīgi, vai neviendabīgi. Viendabīgā maisījumā sastāvdaļas nevar noteikt ar novērojumiem, bet nehomogēnā maisījumā tas ir iespējams.

Dažas viendabīga maisījuma fizikālās īpašības atšķiras no sastāvdaļu fizikālajām īpašībām.

Neviendabīgā maisījumā komponentu īpašības tiek saglabātas.

Heterogēnu vielu maisījumus atdala ar nostādināšanu, filtrēšanu, dažreiz ar magnēta iedarbību, bet viendabīgos maisījumus atdala ar iztvaicēšanu un destilāciju (destilāciju).

Tīras vielas un maisījumi

Mēs dzīvojam starp ķīmiskās vielas. Mēs ieelpojam gaisu, un tas ir gāzu (slāpekļa, skābekļa un citu) maisījums, mēs izelpojam oglekļa dioksīdu. Mēs mazgājamies ar ūdeni – tā ir vēl viena viela, visizplatītākā uz Zemes. Mēs dzeram pienu - ūdens maisījumu ar mazākajām piena tauku pilieniņām, un ne tikai: ir arī kazeīna piena proteīns, minerālsāļi, vitamīni un pat cukurs, bet ne tas, ar kuru viņi dzer tēju, bet īpašs piens - laktoze. Mēs ēdam ābolus, kas sastāv no veselas virknes ķimikāliju - cukurs, ābolskābe, un vitamīni ir klāt... Kad sakošļāti ābolu gabaliņi nonāk kuņģī, uz tiem sāk iedarboties cilvēka gremošanas sulas, kas palīdz uzņemt visu gardo noderīgs materiāls ne tikai ābolu, bet arī jebkuru citu ēdienu. Mēs ne tikai dzīvojam starp ķimikālijām, bet arī paši esam no tām izgatavoti. Katrs cilvēks - viņa āda, muskuļi, asinis, zobi, kauli, mati ir celti no ķimikālijām, kā ķieģeļu māja. Slāpeklis, skābeklis, cukurs, vitamīni ir dabiskas vielas, dabiska izcelsme. Stikls, gumija, tērauds arī ir vielas, precīzāk, materiāli (vielu maisījumi). Gan stikls, gan gumija ir mākslīgas izcelsmes, dabā tie nepastāvēja. Pilnīgi tīras vielas dabā nav sastopamas vai ir ļoti reti sastopamas.

Katra viela vienmēr satur noteiktu daudzumu piemaisījumu. Vielu, kas gandrīz nesatur piemaisījumus, sauc par tīru. Viņi strādā ar šādām vielām zinātniskajā laboratorijā, skolas ķīmijas kabinetā. Ņemiet vērā, ka absolūti tīras vielas nepastāv.

Atsevišķai tīrai vielai ir noteikts raksturīgo īpašību kopums (pastāvīgas fizikālās īpašības). Tikai tīram destilētam ūdenim ir kušanas temperatūra = 0 °С, vārīšanās temperatūra = 100 ° С, un tam nav garšas. Jūras ūdens sasalst zemākā temperatūrā un vārās augstākā temperatūrā. paaugstināta temperatūra, garša ir rūgteni sāļa. Melnās jūras ūdens sasalst zemākā temperatūrā un vārās augstākā temperatūrā nekā ūdens Baltijas jūra. Kāpēc? Lieta tāda, ka jūras ūdens satur arī citas vielas, piemēram, izšķīdušos sāļus, t.i. tas ir dažādu vielu maisījums, kura sastāvs svārstās plašā diapazonā, bet maisījuma īpašības nav nemainīgas. Jēdziens "maisījums" tika definēts 17. gadsimtā. Angļu zinātnieks Roberts Boils: "Maisījums ir neatņemama sistēma, kas sastāv no neviendabīgiem komponentiem."

Gandrīz visas dabīgās vielas, pārtikas produkti (izņemot sāli, cukuru, dažus citus), daudzas ārstnieciskās un kosmētika, sadzīves ķīmija, Būvmateriāli.

Maisījuma un tīras vielas salīdzinošās īpašības

Katru vielu, kas atrodas maisījumā, sauc par sastāvdaļu.

Maisījumu klasifikācija

Ir viendabīgi un neviendabīgi maisījumi.

Homogēni maisījumi (viendabīgi)

Pievienojiet nelielu cukura daļu glāzē ūdens un samaisiet, līdz viss cukurs ir izšķīdis. Šķidrumam būs salda garša. Tādējādi cukurs nepazuda, bet palika maisījumā. Ak, mēs neredzēsim tā kristālus, pat pētot šķidruma pilienu spēcīgā mikroskopā. Sagatavotais cukura un ūdens maisījums ir viendabīgs, tajā vienmērīgi sajaucas mazākās šo vielu daļiņas.

Maisījumus, kuros sastāvdaļas nevar noteikt ar novērojumiem, sauc par viendabīgiem.

Lielākā daļa metālu sakausējumu ir arī viendabīgi maisījumi. Piemēram, zelta un vara sakausējumā (to izmanto, lai izgatavotu rotaslietas) trūkst sarkano vara daļiņu un dzeltenā zelta daļiņu.

No materiāliem, kas ir viendabīgi vielu maisījumi, tiek izgatavoti daudzi priekšmeti dažādiem mērķiem.

Visi gāzu maisījumi, ieskaitot gaisu, pieder pie homogēniem maisījumiem. Ir daudz viendabīgu šķidrumu maisījumu.

Homogēnus maisījumus sauc arī par šķīdumiem, pat ja tie ir cieti vai gāzveida.

Sniegsim risinājumu piemērus (gaiss kolbā, galda sāls + ūdens, nelielas izmaiņas: alumīnijs + varš vai niķelis + varš).

Heterogēni maisījumi (heterogēni)

Jūs zināt, ka krīts nešķīst ūdenī. Ja tā pulveri ieber glāzē ūdens, tad iegūtajā maisījumā vienmēr var atrast krīta daļiņas, kuras ir redzamas ar neapbruņotu aci vai caur mikroskopu.

Maisījumus, kuros sastāvdaļas var noteikt ar novērojumiem, sauc par neviendabīgiem.

Heterogēni maisījumi ietver lielāko daļu minerālu, augsni, būvmateriālus, dzīvos audus, duļķains ūdens, piens un citi pārtikas produkti, daži medikamenti un kosmētika.

Neviendabīgā maisījumā komponentu fizikālās īpašības tiek saglabātas. Tātad dzelzs vīles, kas sajauktas ar varu vai alumīniju, nezaudē savu spēju piesaistīt magnētu.

Dažiem neviendabīgu maisījumu veidiem ir īpaši nosaukumi: putas (piemēram, putas, ziepju putas), suspensija (ūdens maisījums ar nelielu daudzumu miltu), emulsija (piens, labi sakrata augu eļļa ar ūdeni), aerosols (dūmi) , migla).

Maisījumu atdalīšanas metodes

Dabā vielas pastāv maisījumu veidā. Priekš laboratorijas pētījumi, rūpnieciskās produkcijas, farmakoloģijas un medicīnas vajadzībām vajadzīgas tīras vielas.

Maisījumu atdalīšanai ir daudz metožu. Tos izvēlas, ņemot vērā maisījuma veidu, agregācijas stāvokli un sastāvdaļu fizikālo īpašību atšķirības.

Maisījumu atdalīšanas metodes

Šo metožu pamatā ir maisījuma sastāvdaļu fizikālo īpašību atšķirības.

Apsveriet metodes heterogēnu un viendabīgu maisījumu atdalīšanai.

Hromatogrāfija ir īpaša metode komponentu atdalīšanai, pamatojoties uz to atšķirīgo absorbciju konkrētai vielai.

Ja pakārt filtrpapīra sloksni virs trauka ar sarkanu tinti, iegremdējot tajās tikai sloksnes galu. Šķīdumu absorbē papīrs un paceļas pa to. Bet krāsas kāpuma robeža atpaliek no ūdens kāpuma robežas. Tādā veidā notiek divu vielu atdalīšanās: ūdens un tintē esošās krāsvielas.

Ar hromatogrāfijas palīdzību krievu botāniķis M. S. Cvets pirmais izdalīja hlorofilu no augu zaļajām daļām. Rūpniecībā un laboratorijās hromatogrāfijas filtrpapīra vietā izmanto cieti, ogles, kaļķakmeni un alumīnija oksīdu. Vai vielas vienmēr ir vajadzīgas ar tādu pašu attīrīšanas pakāpi?

Dažādiem nolūkiem ir vajadzīgas vielas ar dažādu attīrīšanas pakāpi. Vārīšanas ūdens ir pietiekami nostādināts, lai noņemtu piemaisījumus un hloru, ko izmanto tā dezinfekcijai. Dzeramais ūdens vispirms ir jāuzvāra. Un ķīmiskajās laboratorijās šķīdumu pagatavošanai un eksperimentiem, medicīnā nepieciešams destilēts ūdens, maksimāli attīrīts no tajā izšķīdinātajām vielām. Augsti tīras vielas, kurās piemaisījumu saturs nepārsniedz vienu miljono daļu, izmanto elektronikas, pusvadītāju, kodoltehnoloģiju un citās precīzijas nozarēs.

Nodarbības materiālā ir informācija par dažādi veidi maisījumu atdalīšana un vielu attīrīšana. Jūs uzzināsiet, kā izmantot zināšanas par maisījuma sastāvdaļu īpašību atšķirībām, lai izvēlētos optimālo metodi dotā maisījuma atdalīšanai.

Tēma: Sākotnējās ķīmiskās idejas

Nodarbība: Metodes maisījumu atdalīšanai un vielu attīrīšanai

Definēsim atšķirību starp "maisījumu atdalīšanas metodēm" un "vielu attīrīšanas metodēm". Pirmajā gadījumā ir svarīgi iegūt tīrā veidā visas sastāvdaļas, kas veido maisījumu. Vielu attīrot, piemaisījumu iegūšana tīrā veidā parasti tiek atstāta novārtā.

NORĒĶINĀJUMS

Kā atdalīt smilšu un māla maisījumu? Šis ir viens no keramikas ražošanas posmiem (piemēram, ķieģeļu ražošanā). Lai atdalītu šādu maisījumu, tiek izmantota nostādināšanas metode. Maisījumu ievieto ūdenī un maisa. Māls un smiltis atšķirīgs ātrums apmesties ūdenī. Tāpēc smiltis nosēdīsies daudz ātrāk nekā māls (1. att.).

Rīsi. 1. Māla un smilšu maisījuma atdalīšana ar nostādināšanu

Nostādināšanas metodi izmanto arī, lai atdalītu dažādu blīvumu ūdenī nešķīstošu cietvielu maisījumus. Piemēram, šādi var atdalīt dzelzs un zāģu skaidas maisījumu ( zāģu skaidas tie peldēs ūdenī, un dzelzs tie nosēdīsies).

Ar nostādināšanu var atdalīt arī augu eļļas un ūdens maisījumu, jo eļļa ūdenī nešķīst un tai ir mazāks blīvums (2. att.). Tādējādi ar nostādināšanu iespējams atdalīt savā starpā nešķīstošu šķidrumu maisījumus ar dažādu blīvumu.

Rīsi. 2. Augu eļļas un ūdens maisījuma atdalīšana ar nostādināšanu

Lai atdalītu vārāmā sāls un upes smilšu maisījumu, var izmantot nostādināšanas metodi (ja sajaucot ar ūdeni, sāls izšķīdīs, smiltis nosēdīsies), bet uzticamāk būs smiltis no sāls šķīduma atdalīt ar citu. metode - filtrēšanas metode.

Šā maisījuma filtrēšanu var veikt, izmantojot papīra filtru un piltuvi, kas nolaista glāzē. Uz filtrpapīra paliek smilšu graudi, un caur filtru iziet dzidrs galda sāls šķīdums. Šajā gadījumā upes smiltis ir nogulsnes, bet sāls šķīdums ir infiltrāts (3. att.).

Rīsi. 3. Izmantojot filtrēšanas metodi, lai atdalītu upes smiltis no sāls šķīduma

Filtrēšanu var veikt ne tikai ar filtrpapīru, bet arī ar citiem porainiem vai irdeniem materiāliem. Piemēram, beztaras materiāli ietver kvarca smiltis, un poraini materiāli ir stikla vate un cepts māls.

Dažus maisījumus var atdalīt, izmantojot "karstās filtrēšanas" metodi. Piemēram, sēra un dzelzs pulveru maisījums. Dzelzs kūst virs 1500 C un sērs ap 120 C. Izkausētu sēru var atdalīt no dzelzs pulvera, izmantojot karsētu stikla vati.

Sāli no filtrāta var iztvaicēt, t.i. uzkarsē maisījumu un ūdens iztvaikos un sāls paliks uz porcelāna krūzes. Dažreiz tiek izmantota iztvaikošana, daļēja ūdens iztvaicēšana. Rezultātā veidojas koncentrētāks šķīdums, kuram atdziestot izšķīdinātā viela izdalās kristālu veidā.

Ja maisījumā ir viela, kas spēj magnetizēt, tad to ir viegli izolēt tīrā veidā, izmantojot magnētu. Piemēram, šādā veidā var atdalīt sēra un dzelzs pulveru maisījumu.

To pašu maisījumu var atdalīt ar citu metodi, izmantojot zināšanas par maisījuma sastāvdaļu mitrināmību ar ūdeni. Dzelzs tiek mitrināts ar ūdeni, t.i. ūdens izplatās pa dzelzs virsmu. Sēru nesamitrina ūdens. Ja jūs ieliekat sēra gabalu ūdenī, tas nogrims, jo. Sēra blīvums ir lielāks par ūdens blīvumu. Bet sēra pulveris radīsies, jo. gaisa burbuļi pielīp pie sēra graudiņiem, kas nav samitrināti ar ūdeni un izspiež tos uz virsmu. Lai atdalītu maisījumu, tas jāievieto ūdenī. Sēra pulveris peldēs un gludeklis nogrims (4. att.).

Rīsi. 4. Sēra un dzelzs pulveru maisījuma atdalīšana ar flotāciju

Maisījumu atdalīšanas metodi, kuras pamatā ir komponentu mitrināmības atšķirības, sauc par flotāciju (franču flotter — peldēt). Apsveriet vēl dažas vielu atdalīšanas un attīrīšanas metodes.

Viena no vecākajām maisījumu atdalīšanas metodēm ir destilācija (vai destilācija). Izmantojot šo metodi, ir iespējams atdalīt komponentus, kas šķīst viens otrā, kam dažādas temperatūras vārot. Tādā veidā tiek iegūts destilēts ūdens. Ūdeni ar piemaisījumiem uzvāra vienā traukā. Iegūtie ūdens tvaiki, atdzesējot citā traukā, kondensējas jau destilēta (tīra) ūdens veidā.

Rīsi. 5. Destilēta ūdens iegūšana

Sastāvdaļas ar līdzīgām īpašībām var atdalīt, izmantojot hromatogrāfijas metodi. Šīs metodes pamatā ir atdalāmo vielu atšķirīgā absorbcija ar citas vielas virsmu.

Piemēram, sarkano tinti var sadalīt komponentos (ūdenī un krāsvielā) ar hromatogrāfiju.

Rīsi. 6. Sarkanās tintes atdalīšana ar papīra hromatogrāfiju

Ķīmiskajās laboratorijās hromatogrāfiju veic, izmantojot īpašus instrumentus - hromatogrāfus, kuru galvenās daļas ir hromatogrāfijas kolonna un detektors.

Adsorbciju plaši izmanto ķīmijā noteiktu vielu attīrīšanai. Tā ir vienas vielas uzkrāšanās uz citas vielas virsmas. Adsorbenti ietver, piemēram, aktivēto ogli.

Mēģiniet nomest tableti aktivētā ogle traukā ar krāsainu ūdeni, samaisiet, filtrējiet un redzēsiet, ka filtrāts ir kļuvis bezkrāsains. Oglekļa atomi piesaista molekulas, šajā gadījumā krāsvielu.

Pašlaik adsorbciju plaši izmanto ūdens un gaisa attīrīšanai. Piemēram, ūdens filtri satur aktivēto ogli kā adsorbentu.

1. Uzdevumu un vingrinājumu krājums ķīmijā: 8. klase: uz mācību grāmatu P.A. Oržekovskis un citi."Ķīmija, 8. klase" / P.A. Oržekovskis, N.A. Titovs, F.F. Hēgelis. – M.: AST: Astrel, 2006.

2. Ušakova O.V. Darba burtnīcaķīmijā: 8. klase: uz mācību grāmatu P.A. Oržekovskis un citi.“Ķīmija. 8. klase” / O.V. Ušakova, P.I. Bespalovs, P.A. Oržekovskis; zem. ed. prof. P.A. Oržekovskis - M .: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (10.-11. lpp.)

3. Ķīmija: 8. klase: mācību grāmata. par ģenerāli iestādes / P.A. Oržekovskis, L.M. Meščerjakova, L.S. Pontaks. M.: AST: Astrel, 2005. (§4)

4. Ķīmija: inorg. ķīmija: mācību grāmata. 8 šūnām. ģenerālis institūcijas / G.E. Rudzītis, FuGyu Feldman. - M .: Izglītība, AS "Maskavas mācību grāmatas", 2009. (§ 2)

5. Enciklopēdija bērniem. Sējums 17. Ķīmija / Nodaļa. rediģēja V.A. Volodins, vadošais. zinātnisks ed. I. Lēnsone. – M.: Avanta+, 2003.

Papildu tīmekļa resursi

1. Vienota digitālo izglītības resursu kolekcija ().

2. Žurnāla "Ķīmija un dzīve" elektroniskā versija ().

Mājasdarbs

No mācību grāmatas P.A. Oržekovskis un citi."Ķīmija, 8. klase" ar. 33 Nr.2,4,6,T.

Mūsu rakstā mēs apsvērsim, kas ir tīras vielas un maisījumi, maisījumu atdalīšanas metodes. Katrs no mums tos izmanto ikdienas dzīvē. Vai dabā vispār sastopamas tīras vielas? Un kā tos atšķirt no maisījumiem?

Tīras vielas un maisījumi: maisījumu atdalīšanas veidi

Tīras vielas ir vielas, kas satur tikai daļiņas noteikta veida. Zinātnieki uzskata, ka dabā tie praktiski neeksistē, jo tie visi, kaut arī niecīgā daudzumā, satur piemaisījumus. Pilnīgi visas vielas šķīst arī ūdenī. Pat iegremdējot, piemēram, šajā šķidrumā, sudraba gredzens, šī metāla joni nonāks šķīdumā.

Tīro vielu pazīme ir sastāva un fizikālo īpašību noturība. To veidošanās procesā notiek enerģijas daudzuma izmaiņas. Turklāt tas var gan palielināties, gan samazināties. Vienīgais veids, kā tīru vielu sadalīt atsevišķās sastāvdaļās, ir ķīmiskā reakcija. Piemēram, tikai destilētam ūdenim ir šai vielai raksturīga viršanas un sasalšanas temperatūra, garšas un smaržas trūkums. Un tā skābekli un ūdeņradi var sadalīt tikai elektrolīzes ceļā.

Un ar ko tās atšķiras no tīrām vielām savā kopumā? Ķīmija mums palīdzēs atbildēt uz šo jautājumu. Maisījumu atdalīšanas metodes ir fiziskas, jo tās nemainās ķīmiskais sastāvs vielas. Atšķirībā no tīrām vielām maisījumiem ir mainīgs sastāvs un īpašības, un tos var atdalīt ar fizikālām metodēm.

Kas ir maisījums

Maisījums ir atsevišķu vielu kopums. Piemērs ir jūras ūdens. Atšķirībā no destilētā, tai ir rūgta vai sāļa garša, tas vārās augstākā temperatūrā un sasalst zemākā temperatūrā. Vielu maisījumu atdalīšanas metodes ir fizikālas. Jā, no jūras ūdens tīru sāli var iegūt iztvaicējot un pēc tam kristalizējot.

Maisījumu veidi

Ja pievienosiet ūdenim cukuru, pēc kāda laika tā daļiņas izšķīst un kļūs neredzamas. Rezultātā tos nevar atšķirt ar neapbruņotu aci. Šādus maisījumus sauc par viendabīgiem vai viendabīgiem. To piemēri ir arī gaiss, benzīns, buljons, smaržas, saldie un sāļš ūdens, vara un alumīnija sakausējums. Kā redzat, tie var būt dažādos agregācijas stāvokļos, bet šķidrumi ir visizplatītākie. Tos sauc arī par risinājumiem.

Neviendabīgos vai neviendabīgos maisījumos var atšķirt atsevišķu vielu daļiņas. Tipiski piemēri ir dzelzs un koka vīles, smiltis un galda sāls. Heterogēnu maisījumus sauc arī par suspensijām. Starp tiem izšķir suspensijas un emulsijas. Pirmais sastāv no šķidruma un cietas vielas. Tātad emulsija ir ūdens un smilšu maisījums. Emulsija ir divu dažādu blīvumu šķidrumu kombinācija.

Ir neviendabīgi maisījumi ar īpašiem nosaukumiem. Tātad, putu piemērs ir putas, un aerosoli ir migla, dūmi, dezodoranti, gaisa atsvaidzinātāji, antistatiski līdzekļi.

Maisījumu atdalīšanas metodes

Protams, daudziem maisījumiem ir vairāk vērtīgas īpašības nekā atsevišķas atsevišķas vielas, kas iekļautas to sastāvā. Taču arī ikdienā ir situācijas, kad tās ir jānošķir. Un rūpniecībā veselas nozares balstās uz šo procesu. Piemēram, no naftas tās pārstrādes rezultātā iegūst benzīnu, gāzeļļu, petroleju, mazutu, saules eļļu un mašīnu eļļu, raķešu degvielu, acetilēnu un benzolu. Piekrītu, ir izdevīgāk izmantot šos produktus nekā bezrūpīgi dedzināt eļļu.

Tagad paskatīsimies, vai ir tāda lieta kā ķīmiskās metodes maisījumu atdalīšana. Pieņemsim, ka mums ir jāiegūst tīras vielas no sāls ūdens šķīduma. Lai to izdarītu, maisījums ir jāuzsilda. Rezultātā ūdens pārvērtīsies tvaikos, un sāls kristalizēsies. Bet tajā pašā laikā nenotiks vienas vielas pārvēršanās citā. Tas nozīmē, ka šī procesa pamatā ir fiziskas parādības.

Maisījumu atdalīšanas metodes ir atkarīgas no agregācijas stāvokļa, spējas šķīst, viršanas temperatūras atšķirības, tā sastāvdaļu blīvuma un sastāva. Apskatīsim katru no tiem sīkāk ar konkrētiem piemēriem.

Filtrēšana

Šī atdalīšanas metode ir piemērota maisījumiem, kas satur šķidrumu un nešķīstošu cietu vielu. Piemēram, ūdens un upes smiltis. Šis maisījums jāizlaiž caur filtru. Rezultātā caur to brīvi izkļūs tīrs ūdens, un smiltis paliks.

iekārtošanās

Dažas maisījumu atdalīšanas metodes ir balstītas uz gravitācijas iedarbību. Tādā veidā suspensijas un emulsijas var sadalīties. Ja augu eļļa nokļūst ūdenī, maisījums vispirms jāsakrata. Pēc tam atstājiet to kādu laiku. Rezultātā ūdens atradīsies trauka apakšā, un eļļa to pārklāj plēves veidā.

Laboratorijas apstākļos tos izmanto nostādināšanai.Tā darba rezultātā traukā tiek novadīts blīvāks šķidrums un paliek gaišs.

Nosēdināšanu raksturo zems procesa ātrums. Nepieciešams noteikts laiks lai veidojas nogulsnes. Rūpnieciskos apstākļos šo metodi veic īpašās konstrukcijās, ko sauc par sedimentācijas tvertnēm.

Magnēta darbība

Ja maisījums satur metālu, to var atdalīt, izmantojot magnētu. Piemēram, atdaliet dzelzs un koka vīles. Bet vai visiem metāliem ir šīs īpašības? Nepavisam. Šai metodei ir piemēroti tikai maisījumi, kas satur feromagnētus. Papildus dzelzim tie ietver niķeli, kobaltu, gadolīniju, terbiju, disproziju, holmiju un erbiju.

Destilācija

Šis nosaukums, tulkojumā no latīņu valodas, nozīmē "pilienu iztukšošana". Destilācija ir maisījumu atdalīšanas metode, kuras pamatā ir vielu viršanas punktu atšķirības. Tādējādi pat mājās alkoholu un ūdeni var atdalīt. Pirmā viela sāk iztvaikot jau 78 grādu temperatūrā pēc Celsija. Pieskaroties aukstajai virsmai, spirta tvaiki kondensējas, pārvēršoties šķidrā stāvoklī.

Rūpniecībā šādā veidā iegūst naftas pārstrādes produktus, aromātiskās vielas, tīrus metālus.

Iztvaikošana un kristalizācija

Šīs atdalīšanas metodes ir piemērotas šķidriem šķīdumiem. Vielas, kas veido to sastāvu, atšķiras pēc viršanas temperatūras. Tādējādi ir iespējams iegūt sāls vai cukura kristālus no ūdens, kurā tie ir izšķīdināti. Lai to izdarītu, šķīdumus karsē un iztvaicē līdz piesātinājumam. Šajā gadījumā kristāli tiek nogulsnēti. Ja nepieciešams iegūt tīru ūdeni, šķīdumu uzkarsē līdz vārīšanās temperatūrai, kam seko tvaiku kondensācija uz vēsākas virsmas.

Gāzu maisījumu atdalīšanas metodes

Gāzveida maisījumus atdala ar laboratorijas un rūpnieciskām metodēm, jo ​​šim procesam ir nepieciešams īpašs aprīkojums. Izejviela dabiska izcelsme ir gaiss, kokss, ģenerators, saistītā un dabasgāze, kas ir ogļūdeņražu kombinācija.

Fizikālās metodes maisījumu atdalīšanai gāzveida stāvoklī ir šādas:

• Kondensācija ir maisījuma pakāpeniskas dzesēšanas process, kura laikā notiek tā sastāvdaļu kondensācija. Šajā gadījumā, pirmkārt, šķidrā stāvoklī nonāk vielas ar augstu viršanas temperatūru, kas tiek savāktas separatoros. Tādā veidā tiek iegūts ūdeņradis un arī atdalīts amonjaks no maisījuma neizreaģējušās daļas.
• Sorbcija ir dažu vielu absorbcija citās. Šim procesam ir pretējas sastāvdaļas, starp kurām reakcijas laikā tiek izveidots līdzsvars. Uz priekšu un atpakaļgaitas procesiem, dažādi apstākļi. Pirmajā gadījumā šī kombinācija augstspiediena un zema temperatūra. Šo procesu sauc par sorbciju. Pretējā gadījumā tiek izmantoti pretēji apstākļi: zems spiediens augstā temperatūrā.
• Membrānas atdalīšana ir metode, kurā puscaurlaidīgo starpsienu īpašība tiek izmantota, lai selektīvi izvadītu dažādu vielu molekulas.
• Reflukss - maisījumu ar augstu viršanas temperatūru daļu kondensācijas process to dzesēšanas rezultātā. Šajā gadījumā atsevišķu komponentu pārejas temperatūrai uz šķidro stāvokli vajadzētu būtiski atšķirties.

Hromatogrāfija

Šīs metodes nosaukumu var tulkot kā "Es rakstu ar krāsu". Iedomājieties, ka ūdenim pievieno tinti. Ja nolaidīsiet filtrpapīra galu šādā maisījumā, tas sāks uzsūkties. Šajā gadījumā ūdens tiks absorbēts ātrāk nekā tinte, kas ir saistīts ar atšķirīgu šo vielu sorbcijas pakāpi. Hromatogrāfija ir ne tikai metode maisījumu atdalīšanai, bet arī metode tādu vielu īpašību kā difūzija un šķīdība izpētei.

Tātad, mēs iepazināmies ar tādiem jēdzieniem kā "tīras vielas" un "maisījumi". Pirmie ir elementi vai savienojumi, kas sastāv tikai no noteikta veida daļiņām. To piemēri ir sāls, cukurs, destilēts ūdens. Maisījumi ir atsevišķu vielu kopums. To atdalīšanai tiek izmantotas vairākas metodes. To atdalīšanas veids ir atkarīgs no tā sastāvdaļu fizikālajām īpašībām. Galvenās ir nostādināšana, iztvaicēšana, kristalizācija, filtrēšana, destilācija, magnetizācija un hromatogrāfija.