Chemiczne i fizyczne metody rozdziału mieszanin

Czy wiesz, jakie są sposoby rozdzielania mieszanin? Nie spiesz się do negatywnej odpowiedzi. Używasz ich wielu w codziennych czynnościach.

Czysta substancja: co to jest

Atomy, cząsteczki, substancje i mieszaniny są podstawowymi pojęciami chemicznymi. Co one oznaczają? W tabeli pierwiastków chemicznych DI Mendelejewa 118. Są to różne rodzaje cząstek elementarnych - atomy. Różnią się masą.

Łącząc ze sobą atomy tworzą cząsteczki lub substancje. Te ostatnie, łączące się ze sobą, tworzą mieszaniny. Czyste substancje mają stały skład i właściwości. Są to jednorodne struktury. Ale można je podzielić na składniki poprzez reakcje chemiczne.

Naukowcy twierdzą, że czyste substancje w przyrodzie praktycznie nie istnieją. W każdym z nich znajduje się nieznaczna ilość zanieczyszczeń. Wynika to z faktu, że większość substancji jest aktywnych. Nawet metale zanurzone w wodzie rozpuszczają się w niej na poziomie jonów.

Skład czystych substancji jest zawsze stały. Zmień to jest po prostu niemożliwe. Tak więc, jeśli w cząsteczce dwutlenek węgla zwiększyć ilość węgla lub tlenu, będzie to zupełnie inna substancja. W mieszaninie można zwiększyć lub zmniejszyć liczbę komponentów. To zmieni jego skład, ale nie fakt istnienia.

Co to jest mieszanka

Połączenie kilku substancji nazywa się mieszanką. Mogą być dwojakiego rodzaju. Jeśli poszczególne składniki mieszaniny są nierozróżnialne, nazywa się je jednorodne lub homogeniczne. Jest inna nazwa, która jest najczęściej używana w życiu codziennym - rozwiązanie. Składniki takiej mieszaniny nie mogą być rozdzielone metodami fizycznymi. Na przykład niemożliwa jest mechaniczna ekstrakcja kryształów rozpuszczonych w solance. W naturze istnieją nie tylko rozwiązania płynne. Tak więc powietrze jest jednorodną gazową mieszaniną, a stop metali jest stały.

W heterogenicznych lub heterogenicznych mieszaninach poszczególne cząsteczki są widoczne gołym okiem. Różnią się one od siebie składem i właściwościami. Oznacza to, że możesz oddzielić je od siebie czysto mechanicznie. Kopciuszek dobrze sobie poradził z tym zadaniem, które niegodziwy macocha musiał oddzielić ziarna od grochu.

Chemia: metody rozdzielania mieszanin

W codziennym życiu i przyrodzie występuje ogromna ilość mieszanin. Jak wybrać właściwy sposób na ich rozdzielenie? Musi być oparty na fizycznych właściwościach poszczególnych składników. Jeżeli substancje mają różne temperatury wrzenia, skuteczne będzie parowanie, a następnie krystalizacja i destylacja. Takie metody są stosowane do rozdzielania homogenicznych roztworów. Do rozdzielania heterogenicznych mieszanin należy stosować różnicę w innych właściwościach ich składników: gęstość, zwilżalność, rozpuszczalność, wielkość, magnetyzm itp.

Fizyczne metody rozdzielania mieszanin

Podczas oddzielania składników mieszaniny skład samych substancji się nie zmienia. Dlatego nie sposób wymienić metod rozdzielania mieszanin metodą chemiczną. Dzięki osiadaniu, filtrowaniu i zastosowaniu magnesu możliwe jest mechaniczne oddzielenie poszczególnych elementów. W laboratorium stosowane są różne instrumenty: lejek oddzielający, papier filtracyjny, paski magnetyczne. Są to metody rozdzielania heterogenicznych mieszanin.

Przesiewanie

Ta metoda jest prawdopodobnie najłatwiejsza. Każda gospodyni domowa go zna. Opiera się na różnicy w wielkości stałych składników mieszaniny. Badania przesiewowe są stosowane w życiu codziennym przy oddzielaniu mąki od zanieczyszczeń, larw owadów i różnych zanieczyszczeń. W produkcji rolnej ziarna zbóż są w ten sposób oczyszczane z obcych zanieczyszczeń. Budowniczowie przesiewają mieszaninę piasku i żwiru.

Utrzymywanie

Ta metoda rozdzielania mieszanin jest stosowana dla składników o różnych gęstościach. Jeśli piasek dostanie się do wody, powstały roztwór powinien być dobrze wymieszany i pozostawiony na pewien czas. To samo można zrobić z mieszaniną wody i oleju roślinnego lub oleju. Piasek opadnie na dno. Ale olej, przeciwnie, zostanie zebrany z góry. Metodę tę obserwuje się w życiu codziennym i przyrodzie. Na przykład, sadza osiada z dymu, oddzielne krople rosy wypadają z mgły. A jeśli zostawisz domowe mleko na noc, to rano możesz zbierać śmietanę.

Filtrowanie

Miłośnicy herbaty stosują tę metodę codziennie. Mówimy o filtrowaniu - sposobie rozdzielania mieszanin, w oparciu o różną rozpuszczalność składników. Wyobraź sobie, że żelazny pył i sól wpadły do ​​wody. Duże nierozpuszczalne cząsteczki pozostaną na filtrze. I rozpuszczona sól przejdzie przez to. Zasada tej metody leży u podstaw działania odkurzaczy, działania masek oddechowych i opatrunków z gazy.

Działanie magnesu

Zaproponuj metodę oddzielania mieszanek proszków siarki i żelaza. Naturalnie ta akcja magnes. Czy wszystkie metale są do tego zdolne? Wcale nie. W zależności od stopnia podatności wyróżniono trzy grupy substancji. Na przykład złoto, miedź i cynk nie przyczepią się do magnesu. Należą do grupy diamagnetycznej. Słabe postrzeganie to magnez, platyna i aluminium. Jeśli jednak mieszanina zawiera ferrometry, wówczas ta metoda będzie najskuteczniejsza. Należą do nich na przykład żelazo, kobalt, nikiel, terb, holm i tul.

Odparowanie

Jaka metoda rozdzielania mieszanin nadaje się do jednorodnego roztworu wodnego? To jest parowanie. Jeśli masz tylko słoną wodę i potrzebujesz czystej wody, nie powinieneś się denerwować natychmiast. Konieczne jest ogrzanie mieszaniny do temperatury wrzenia. W rezultacie woda odparuje. A na dnie naczynia będą widoczne kryształy substancji rozpuszczonych. Aby zebrać wodę, należy ją skondensować - przenieść ze stanu gazowego w ciecz. W tym celu pary są chłodzone, dotykając powierzchni o niższej temperaturze i wpływają do przygotowanego pojemnika.

Krystalizacja

W nauce termin ten jest rozważany w szerszym znaczeniu. To nie jest tylko metoda uzyskiwania czystych substancji. Z natury kryształy to góry lodowe, minerały, kości i szkliwo zębów.

Ich wzrost następuje w obecności tych samych warunków. Kryształy powstają w wyniku chłodzenia cieczy lub nasycenia parą, a później temperatura nie powinna się zmieniać. Tak więc najpierw spełnione są pewne warunki ograniczające. W rezultacie powstaje centrum krystalizacji, wokół którego gromadzą się atomy cieczy, stopu, gazu lub szkła.

Destylacja

Z pewnością słyszeliście o wodzie, którą nazywa się destylowaną. Ten oczyszczony płyn jest niezbędny do produkcji leków, badań laboratoryjnych, systemów chłodzenia. I zdobądź go w specjalnych urządzeniach. Nazywane są gorzelnikami.

Destylacja jest metodą rozdzielania mieszanin substancji o różnych temperaturach wrzenia. Przetłumaczone z języka łacińskiego, termin oznacza "kapanie". Za pomocą tej metody można na przykład wyizolować alkohol i wodę z roztworu. Pierwsza substancja zacznie wrzeć w temperaturze +78 ^o C. Opary alkoholu będą dalej się skraplały. Woda pozostanie w postaci płynnej.

W podobny sposób produkty naftowe otrzymuje się z ropy naftowej: benzyny, nafty, oleju napędowego. Ten proces nie jest reakcją chemiczną. Olej dzieli się na osobne frakcje, z których każda ma swój punkt wrzenia. Zdarza się to w kilku etapach. Po pierwsze, pierwotne oddzielenie oleju. Jest oczyszczany z związanego gazu, zanieczyszczeń mechanicznych i pary wodnej. W następnym etapie otrzymany produkt umieszcza się w kolumnie destylacyjnej i rozpoczyna się ogrzewanie. To jest atmosferyczne destylacja ropy naftowej. Przy temperaturze mniejszej niż 62 stopni, resztkowy gaz ucieka. Ogrzewanie mieszaniny do 180 stopni, uzyskać frakcje benzyny, do 240 - nafty, do 350 - olej napędowy. Resztki termiczne rafinacja oleju jest olejem opałowym, który jest stosowany jako smar.

Chromatografia

Metodę tę nazywa się naukowcem, który pierwszy raz ją użył. Nazywał się Mikhail Semenovich Color. Początkowo metodę stosowano do oddzielania barwników roślinnych. I dosłownie chromatografia jest tłumaczona z języka greckiego jako "Piszę kolorem". Wkładamy papier filtracyjny do mieszaniny wody i atramentu. Pierwszy natychmiast zostanie wchłonięty. Wynika to z różnego stopnia właściwości adsorpcyjnych. Uwzględnia także dyfuzję i stopień rozpuszczalności.

Adsorpcja

Niektóre substancje mają zdolność przyciągania molekuł innego rodzaju. Na przykład pobieramy węgiel aktywowany do zatrucia, aby pozbyć się toksyn. Do tego procesu potrzebny jest interfejs, który znajduje się pomiędzy dwiema fazami.

Metodę tę stosuje się w przemyśle chemicznym do oddzielania benzenu od mieszanin gazowych, oczyszczania ciekłych produktów naftowych, ich oczyszczania z zanieczyszczeń.

W naszym artykule omówiliśmy główne sposoby rozdzielania mieszanin. Człowiek wykorzystuje je zarówno w życiu codziennym, jak i na skalę przemysłową. Wybór metody zależy od rodzaju mieszaniny. Ważnym czynnikiem są cechy fizycznych właściwości jego komponentów. Do rozdzielania roztworów, w których poszczególne części są wizualnie nie do odróżnienia, stosuje się metody odparowania, krystalizacji, chromatografii i destylacji. Jeśli można określić poszczególne składniki, takie mieszaniny są nazywane niejednolitymi. Do ich separacji stosowane są metody osadzania, filtrowania i działania za pomocą magnesu.