Чистые вещества и смеси. Разделение смесей и очистка.
Чистые вещества - это вещества с постоянными физическими свойствами.
Различные образцы смесей могут содержать одни и те же компоненты в любых соотношениях, но свойства этих компонентов не зависят от состава смеси.
Смеси могут быть разделены на компоненты физическими способами.
В природе вещества встречаются преимущественно в виде смесей.
Однородными называют такие смеси, в которых даже с помощью микроскопа нельзя обнаружить частицы веществ, входящих в смесь.
(однородные: NaCl и сахар в воде; неоднородные: смесь NaCl с песком или глины с водой)
Выделение веществ из неоднородной смеси
Неоднородными называют такие смеси, в которых невооруженным глазом или при помощи микроскопа можно заметить частицы веществ, составляющих смесь.
Для химических лабораторий и промышленности часто требуются чистые вещества. Чистыми называют вещества, которые обладают постоянными физическими свойствами, например дистиллированная вода. Существуют различные способы разделения смесей. Ознакомимся более подробно с этими способами.
1. Отстаивание
а) Выделение веществ из неоднородной смеси, образованной нерастворимыми в воде веществами с различной плотностью. Например, железные опилки от древесных можно отделить, взбалтывая эту смесь с водой, а затем отстаивая. Железные опилки опускаются на дно сосуда, а древесные всплывают, и их вместе с водой можно слить.
б) Некоторые вещества осаждаются в воде с различной скоростью. Если взболтать с водой глину с примесью песка, то песок оседает значительно быстрее . Этот способ используется в керамическом производстве для от деления песка от глины (производство красных кирпичей, глиняной посуды и др.).
в) Разделение смеси малорастворимых друг в друге жидкостей с различной плотностью. Смеси бензина с водой, нефти с водой, растительного масла с водой быстро расслаиваются, поэтому их можно разделить с помощью делительной воронки или колонки. Иногда жидкости с различной плотностью отделяют центрифугированием, например сливки от молока.
2. Фильтрование
Выделение веществ из неоднородной смеси, образованной растворимыми и нерастворимыми в воде веществами. Для выделения поваренной соли смесь ее с песком взбалтывают в воде. Поваренная соль растворяется, а песок оседает.Чтобы ускорить отделение нерастворимых частиц из раствора, смесь фильтруют. Песок остается на фильтровальной бумаге, а прозрачный раствор поваренной соли проходит через фильтр.
3. Действие магнитом
Выделение из неоднородной смеси веществ, способных к намагничиванию. Если имеется, например, смесь порошков железа и серы, то их можно разделить при помощи магнита.
Выделение веществ из однородной смеси
4. Выпаривание. Кристаллизация
Чтобы растворенное вещество, например поваренную
соль, выделить из раствора, последний выпаривают(рис. 7). Вода испаряется, а в фарфоровой чашке остается поваренная соль. Иногда применяют упаривание, т. е. частичное испарение воды. В результате образуется более концентрированный раствор, при охлаждении которого растворенное вещество выделяется в виде кристаллов. Этот способ очистки веществ называется кристаллизацией.
5. Дистилляция
Этот способ разделения смесей основан на различии в температурах кипения растворимых друг в друге компонентов.
Дистилляция (перегонка) — прием разделения однородных смесей путем испарения летучих жидкостей с последующей конденсацией их паров. Например, получение дистиллированной воды. Для этого воду с растворенными в ней веществами кипятят в одном сосуде. Образующиеся водяные пары конденсируются в другом сосуде в виде дистиллированной воды.
6. Хроматография
Этот способ основан на том, что отдельные вещества с различной скоростью поглощаются (связываются) поверхностью другого вещества.
Если полоску из фильтровальной бумаги подвесить над сосудом с красными чернилами и погрузить в них лишь конец полоски, то можно заметить, что раствор будет впитываться бумагой и подниматься по ней. Однако граница подъема краски будет отставать от границы подъема воды. Таким образом происходит разделение двух веществ: воды и красящего вещества, придающего раствору красный цвет.