Pravidla pro práci v laboratoři. Laboratorní sklo a vybavení

Jak se liší čisté látky od směsí látek?

Jednotlivá čistá látka má určitý soubor charakteristických vlastností (stálé fyzikální vlastnosti). Pouze čistá destilovaná voda má bod tání = 0 °C, bod varu = 100 °C a je bez chuti. Mořská voda mrzne při nižší teplotě a vaří se při vyšší teplotě, její chuť je hořká a slaná. Voda v Černém moři zamrzá při nižší teplotě a vře při vyšší teplotě než voda v Baltském moři. Proč? Mořská voda totiž obsahuje další látky, například rozpuštěné soli, tzn. jde o směs různých látek, jejichž složení se značně liší, ale vlastnosti směsi nejsou konstantní. Definice pojmu „směs“ byla dána v 17. století. Anglický vědec Robert Boyle: "Směs je integrální systém skládající se z heterogenních složek."

Srovnávací charakteristiky směsi a čisté látky

Směsi se od sebe liší vzhledem.

Klasifikace směsí je uvedena v tabulce:

Uveďme příklady suspenzí (říční písek + voda), emulzí (rostlinný olej + voda) a roztoků (vzduch v baňce, kuchyňská sůl + voda, drobné: hliník + měď nebo nikl + měď).

V suspenzích jsou viditelné částice pevné látky, v emulzích - kapičky kapaliny se takové směsi nazývají heterogenní (heterogenní) a v roztocích složky nejsou rozlišitelné, jsou to homogenní (homogenní) směsi.

Metody dělení směsí

V přírodě existují látky ve formě směsí. Pro laboratorní výzkum, průmyslovou výrobu a pro potřeby farmakologie a medicíny jsou potřeba čisté látky.

K čištění látek se používají různé metody separace směsí.

Tyto metody jsou založeny na rozdílech ve fyzikálních vlastnostech složek směsi.

Zvažte separační metody heterogenní a homogenní směsi .

Speciální metoda pro oddělování složek, založená na jejich různé absorpci určitou látkou, je chromatografií.

Následující experiment si můžete vyzkoušet doma. Na nádobu s červeným inkoustem zavěste proužek filtračního papíru a namočte do něj pouze konec proužku. Roztok je absorbován papírem a stoupá podél něj. Hranice vzestupu barvy však za hranicí vzestupu vody zaostává. Takto se oddělují dvě látky: voda a barvivo v inkoustu.

Ruský botanik M. S. Tsvet pomocí chromatografie jako první izoloval chlorofyl ze zelených částí rostlin. V průmyslu a laboratořích se místo filtračního papíru pro chromatografii používá škrob, uhlí, vápenec a oxid hlinitý. Jsou vždy požadovány látky se stejným stupněm čištění?

Pro různé účely jsou zapotřebí látky s různým stupněm čištění. Vodu na vaření je třeba nechat dostatečně odstát, aby se odstranily nečistoty a chlór používaný k dezinfekci. Voda na pití se musí nejprve převařit. A v chemických laboratořích, pro přípravu roztoků a provádění experimentů, v medicíně je potřeba destilovaná voda, co nejvíce vyčištěná od látek v ní rozpuštěných. Zvláště čisté látky, jejichž obsah nečistot nepřesahuje jednu miliontinu procenta, se používají v elektronice, polovodičích, jaderné technice a dalších přesných průmyslových odvětvích..

Přečtěte si báseň L. Martynova „Destilovaná voda“:

Voda
Oblíbený
Nalít!
Ona
Zářil
Tak čisté
Bez ohledu na to, co se opít,
Žádné mytí.
A nebylo to bez důvodu.
Chyběla
Vrby, tala
A hořkost kvetoucí révy,
Neměla dost mořských řas
A ryby, tučné od vážek.
Chybělo jí být zvlněná
Všude jí chybělo proudění.
Neměla dost života
Čistý -
Destilovaná voda!

Teoretický blok.

Definice pojmu „směs“ byla dána v 17. století. Anglický vědec Robert Boyle: "Směs je integrální systém skládající se z heterogenních složek."

Srovnávací charakteristiky směsi a čisté látky

Směsi se od sebe liší vzhledem.

Klasifikace směsí je uvedena v tabulce:

Uveďme příklady suspenzí (říční písek + voda), emulzí (rostlinný olej + voda) a roztoků (vzduch v baňce, kuchyňská sůl + voda, drobné: hliník + měď nebo nikl + měď).

Metody dělení směsí

V přírodě existují látky ve formě směsí. Pro laboratorní výzkum, průmyslovou výrobu a pro potřeby farmakologie a medicíny jsou potřeba čisté látky.

K čištění látek se používají různé metody separace směsí.

Odpařování je oddělení pevných látek rozpuštěných v kapalině přeměnou na páru.

Destilace- destilace, oddělení látek obsažených v kapalných směsích podle bodů varu s následným ochlazením páry.

V přírodě se voda v čisté formě (bez solí) nevyskytuje. Oceánská, mořská, říční, studniční a pramenitá voda jsou typy roztoků solí ve vodě. Lidé však často potřebují čistou vodu, která neobsahuje soli (používá se v motorech automobilů; v chemické výrobě k získávání různých roztoků a látek; při pořizování fotografií). Taková voda se nazývá destilovaná a způsob jejího získávání se nazývá destilace.

Filtrace - scezování kapalin (plynů) přes filtr za účelem jejich vyčištění od pevných nečistot.

Tyto metody jsou založeny na rozdílech ve fyzikálních vlastnostech složek směsi.

Zvažte separační metody heterogennía homogenní směsi.

Speciální metoda pro oddělování složek, založená na jejich různé absorpci určitou látkou, je chromatografií.

Pomocí chromatografie ruský botanik nejprve izoloval chlorofyl ze zelených částí rostlin. V průmyslu a laboratořích se místo filtračního papíru pro chromatografii používá škrob, uhlí, vápenec a oxid hlinitý. Jsou vždy požadovány látky se stejným stupněm čištění?

Pro různé účely jsou zapotřebí látky s různým stupněm čištění. Vodu na vaření je třeba nechat dostatečně odstát, aby se odstranily nečistoty a chlór používaný k dezinfekci. Voda na pití se musí nejprve převařit. A v chemických laboratořích, pro přípravu roztoků a provádění experimentů, v medicíně je potřeba destilovaná voda, co nejvíce vyčištěná od látek v ní rozpuštěných. Zvláště čisté látky, jejichž obsah nečistot nepřesahuje jednu miliontinu procenta, se používají v elektronice, polovodičové, jaderné technice a dalších přesných odvětvích.

Způsoby vyjadřování složení směsí.

· Hmotnostní zlomek složky ve směsi- poměr hmotnosti složky k hmotnosti celé směsi. Obvykle se hmotnostní zlomek vyjadřuje v %, ale ne nutně.

ω ["omega"] = msložka / msměs

· Molární zlomek složky ve směsi- poměr počtu molů (látkového množství) složky k celkovému počtu molů všech látek ve směsi. Pokud například směs obsahuje látky A, B a C, pak:

χ ["chi"] složka A = nsložka A / (n(A) + n(B) + n(C))

· Molární poměr složek. Někdy problémy pro směs naznačují molární poměr jejích složek. Například:

nsložka A: nsložka B = 2:3

· Objemový podíl složky ve směsi (pouze pro plyny)- poměr objemu látky A k celkovému objemu celé směsi plynů.

φ ["phi"] = Vsložka / Vsměs

Praktický blok.

Podívejme se na tři příklady problémů, se kterými reagují směsi kovů sůl kyselina:

Příklad 1Když byla směs mědi a železa o hmotnosti 20 g vystavena přebytku kyseliny chlorovodíkové, uvolnilo se 5,6 litrů plynu (j.n.). Určete hmotnostní zlomky kovů ve směsi.

V prvním příkladu měď nereaguje s kyselinou chlorovodíkovou, to znamená, že se vodík uvolňuje, když kyselina reaguje se železem. Když tedy známe objem vodíku, můžeme okamžitě zjistit množství a hmotnost železa. A podle toho i hmotnostní podíly látek ve směsi.

Řešení příkladu 1.

n = V/Vm = 5,6/22,4 = 0,25 mol.

2. Podle reakční rovnice:

3. Množství železa je rovněž 0,25 mol. Jeho hmotnost najdete:
mFe = 0,2556 = 14 g.

Odpověď: 70% železo, 30% měď.

Příklad 2Když byla směs hliníku a železa o hmotnosti 11 g vystavena přebytku kyseliny chlorovodíkové, uvolnilo se 8,96 litrů plynu (j.n.). Určete hmotnostní zlomky kovů ve směsi.

Ve druhém příkladu je reakce oba kov Zde se již při obou reakcích z kyseliny uvolňuje vodík. Proto zde nelze použít přímý výpočet. V takových případech je vhodné řešit pomocí velmi jednoduché soustavy rovnic, přičemž x je počet molů jednoho z kovů a y je látkové množství druhého.

Řešení příkladu 2.

1. Najděte množství vodíku:
n = V/Vm = 8,96/22,4 = 0,4 mol.

2. Nechť množství hliníku je x molů a množství železa je x molů. Pak můžeme vyjádřit množství uvolněného vodíku pomocí x a y:

4. Známe celkové množství vodíku: 0,4 mol. Prostředek,
1,5x + y = 0,4 (toto je první rovnice v soustavě).

5. Pro směs kovů je třeba vyjádřit masy přes množství látek.
m = Mn
Takže hmotnost hliníku
mAl = 27x,
hmotnost železa
mFe = 56 у,
a hmotnost celé směsi
27x + 56y = 11 (to je druhá rovnice v soustavě).

6. Máme tedy systém dvou rovnic:

7. Mnohem pohodlnější je řešit takové systémy metodou odčítání, vynásobením první rovnice 18:
27x + 18y = 7,2
a odečtením první rovnice od druhé:

8. (56 − 18)y = 11 − 7,2
y = 3,8 / 38 = 0,1 mol (Fe)
x = 0,2 mol (Al)

mFe = n M = 0,156 = 5,6 g
mAl = 0,227 = 5,4 g
ωFe = mFe / msměs = 5,6 / 11 = 0,50,91 %),

respektive
ωAl = 100 % − 50,91 % = 49,09 %

Odpověď: 50,91 % železa, 49,09 % hliníku.

Příklad 316 g směsi zinku, hliníku a mědi se zpracuje s přebytkem roztoku kyseliny chlorovodíkové. V tomto případě se uvolnilo 5,6 litru plynu (n.o.) a 5 g látky se nerozpustilo. Určete hmotnostní zlomky kovů ve směsi.

Ve třetím příkladu dva kovy reagují, ale třetí kov (měď) nereaguje. Zbytek 5 g je tedy hmotnost mědi. Množství zbývajících dvou kovů - zinku a hliníku (všimněte si, že jejich celková hmotnost je 16 − 5 = 11 g) zjistíme pomocí soustavy rovnic jako v příkladu č. 2.

Odpověď na příklad 3: 56,25 % zinku, 12,5 % hliníku, 31,25 % mědi.

Příklad 4.Směs železa, hliníku a mědi byla ošetřena přebytkem studené koncentrované kyseliny sírové. V tomto případě se část směsi rozpustila a uvolnilo se 5,6 litru plynu (n.o.). Zbývající směs se zpracuje s přebytkem roztoku hydroxidu sodného. Uvolnilo se 3,36 litrů plynu a zůstaly 3 g nerozpuštěného zbytku. Určete hmotnost a složení výchozí směsi kovů.

V tomto příkladu si to musíme zapamatovat za studena koncentrovaný kyselina sírová nereaguje se železem a hliníkem (pasivace), ale reaguje s mědí. Tím se uvolňuje oxid sírový (IV).
S alkálií reaguje pouze hliník- amfoterní kov (kromě hliníku se v alkáliích rozpouští i zinek a cín, v horké koncentrované alkálii lze rozpustit i berylium).

Řešení příkladu 4.

1. S koncentrovanou kyselinou sírovou reaguje pouze měď, počet molů plynu:
nS02 = V/Vm = 5,6/22,4 = 0,25 mol

2. (nezapomeňte, že takové reakce je nutné vyrovnat pomocí elektronické váhy)

3. Protože molární poměr mědi a oxidu siřičitého je 1:1, je mědi také 0,25 mol. Můžete najít množství mědi:
mCu = n M = 0,2564 = 16 g.

4. Hliník reaguje s alkalickým roztokem, čímž vzniká hydroxokomplex hliníku a vodíku:
2Al + 2NaOH + 6H20 = 2Na + 3H2

5. Počet molů vodíku:
nH2 = 3,36 / 22,4 = 0,15 mol,
molární poměr hliníku a vodíku je 2:3, a proto
nAl = 0,15 / 1,5 = 0,1 mol.
Hmotnost hliníku:
mAl = n M = 0,127 = 2,7 g

6. Zbytek je železo o hmotnosti 3 g Hmotnost směsi najdete:
msměs = 16 + 2,7 + 3 = 21,7 g.

7. Hmotnostní zlomky kovů:

ωCu = mCu / msměs = 16 / 21,7 = 0,7,73 %)
ωAl = 2,7 / 21,7 = 0,1,44 %)
ωFe = 13,83 %

Odpověď: 73,73 % mědi, 12,44 % hliníku, 13,83 % železa.

Příklad 5.21,1 g směsi zinku a hliníku bylo rozpuštěno v 565 ml roztoku kyseliny dusičné obsahující 20 % hmotn. % HN03 a mající hustotu 1,115 g/ml. Objem uvolněného plynu, který je jednoduchou látkou a jediným produktem redukce kyseliny dusičné, byl 2,912 l (č.). Určete složení výsledného roztoku v hmotnostních procentech. (RHTU)

Text tohoto problému jasně naznačuje produkt redukce dusíku – „jednoduchou látku“. Protože kyselina dusičná s kovy neprodukuje vodík, je to dusík. Oba kovy se rozpustily v kyselině.
Problém se neptá na složení výchozí směsi kovů, ale na složení výsledného roztoku po reakcích. Tím je úkol obtížnější.

Řešení příkladu 5.

1. Určete množství plynné látky:
nN2 = V / Vm = 2,912 / 22,4 = 0,13 mol.

2. Určete hmotnost roztoku kyseliny dusičné, hmotnost a množství rozpuštěné HNO3:

mroztok = ρ V = 1,115 565 = 630,3 g
mHNO3 = ω mroztok = 0,2 630,3 = 126,06 g
nHN03 = m/M = 126,06/63 = 2 mol

Vezměte prosím na vědomí, že protože se kovy úplně rozpustily, znamená to - kyseliny bylo určitě dost(tyto kovy nereagují s vodou). Podle toho bude nutné zkontrolovat Je tam příliš mnoho kyseliny? a kolik z nich zůstane po reakci ve výsledném roztoku.

3. Sestavíme reakční rovnice ( nezapomeňte na svůj elektronický zůstatek) a pro usnadnění výpočtů bereme 5x jako množství zinku a 10y jako množství hliníku. Potom v souladu s koeficienty v rovnicích bude dusík v první reakci x mol a ve druhé - 3y mol:

5. Poté, vezmeme-li v úvahu, že hmotnost směsi kovů je 21,1 g, jejich molární hmotnosti jsou 65 g/mol pro zinek a 27 g/mol pro hliník, získáme následující soustavu rovnic:

6. Tuto soustavu je vhodné řešit vynásobením první rovnice 90 a odečtením první rovnice od druhé.

7. x = 0,04, což znamená nZn = 0,04 5 = 0,2 mol
y = 0,03, což znamená nAl = 0,03 10 = 0,3 mol

8. Zkontrolujte hmotnost směsi:
0,265 + 0,327 = 21,1 g.

9. Nyní přejdeme ke složení roztoku. Bude vhodné reakce znovu přepsat a nad reakce zapsat množství všech zreagovaných a vzniklých látek (kromě vody):

10. Další otázka: Zůstala v roztoku nějaká kyselina dusičná a kolik jí zbylo?
Podle reakčních rovnic množství kyseliny, které reagovalo:
nHN03 = 0,48 + 1,08 = 1,56 mol,
tj. kyseliny byla přebytek a můžete vypočítat její zbytek v roztoku:
nHNO3res. = 2 − 1,56 = 0,44 mol.

11. Takže dovnitř konečné řešení obsahuje:

dusičnan zinečnatý v množství 0,2 mol:
mZn(NO3)2 = n M = 0,2 189 = 37,8 g
dusičnan hlinitý v množství 0,3 mol:
mAl(NO3)3 = n M = 0,3 213 = 63,9 g
přebytek kyseliny dusičné v množství 0,44 mol:
mHNO3rest. = n M = 0,44 63 = 27,72 g

12. Jakou hmotnost má výsledný roztok?
Připomeňme, že hmotnost konečného roztoku se skládá z těch složek, které jsme smíchali (roztoky a látky), mínus ty reakční produkty, které opustily roztok (sraženiny a plyny):

13.
Pak pro náš úkol:

14. mnew roztok = hmotnost roztoku kyseliny + hmotnost kovové slitiny - hmotnost dusíku
mN2 = n M = 28 (0,03 + 0,09) = 3,36 g
mnew roztok = 630,3 + 21,1 − 3,36 = 648,04 g

ωZn(NO3)2 = mv-va / mr-ra = 37,8 / 648,04 = 0,0583
ωAl(NO3)3 = mv-va / mr-ra = 63,9 / 648,04 = 0,0986
ωHNO3rest. = mv-va / mr-ra = 27,72 / 648,04 = 0,0428

Odpověď: 5,83 % dusičnanu zinečnatého, 9,86 % dusičnanu hlinitého, 4,28 % kyseliny dusičné.

Příklad 6.Když bylo 17,4 g směsi mědi, železa a hliníku ošetřeno přebytkem koncentrované kyseliny dusičné, uvolnilo se 4,48 litrů plynu (j.n.), a když byla tato směs vystavena stejné hmotnosti přebytku kyseliny chlorovodíkové, 8,96 litrů plynu (j.n.) byly uvolněny r.). Určete složení výchozí směsi. (RHTU)

Při řešení tohoto problému musíme za prvé pamatovat, že koncentrovaná kyselina dusičná s neaktivním kovem (mědí) produkuje NO2, ale železo a hliník s ním nereagují. Kyselina chlorovodíková naopak s mědí nereaguje.

Odpovězte například 6: 36,8 % mědi, 32,2 % železa, 31 % hliníku.

Problémy k samostatnému řešení.

1. Jednoduché úlohy se dvěma složkami směsi.

1-1. Směs mědi a hliníku o hmotnosti 20 g byla ošetřena 96% roztokem kyseliny dusičné a bylo uvolněno 8,96 litrů plynu (j.n.). Určete hmotnostní zlomek hliníku ve směsi.

1-2. Směs mědi a zinku o hmotnosti 10 g byla zpracována koncentrovaným alkalickým roztokem. V tomto případě bylo uvolněno 2,24 litru plynu (n.r.). Vypočítejte hmotnostní zlomek zinku ve výchozí směsi.

1-3. Směs hořčíku a oxidu hořečnatého o hmotnosti 6,4 g byla zpracována dostatečným množstvím zředěné kyseliny sírové. V tomto případě bylo uvolněno 2,24 litru plynu (n.o.). Najděte hmotnostní zlomek hořčíku ve směsi.

1-4. Směs zinku a oxidu zinečnatého o hmotnosti 3,08 g byla rozpuštěna ve zředěné kyselině sírové. Získali jsme síran zinečnatý o hmotnosti 6,44 g Vypočítejte hmotnostní zlomek zinku v původní směsi.

1-5. Když byla směs prášků železa a zinku o hmotnosti 9,3 g vystavena přebytku roztoku chloridu měďnatého (II), vytvořilo se 9,6 g mědi. Určete složení výchozí směsi.

1-6. Jaká hmotnost 20% roztoku kyseliny chlorovodíkové bude zapotřebí k úplnému rozpuštění 20 g směsi zinku a oxidu zinečnatého, pokud se současně uvolní vodík o objemu 4,48 l (č.)?

1-7. Při rozpuštění 3,04 g směsi železa a mědi ve zředěné kyselině dusičné se uvolní oxid dusnatý (II) o objemu 0,896 l (č.). Určete složení výchozí směsi.

1-8. Když bylo 1,11 g směsi železných a hliníkových pilin rozpuštěno v 16% roztoku kyseliny chlorovodíkové (ρ = 1,09 g/ml), uvolnilo se 0,672 litru vodíku (j.n.). Najděte hmotnostní zlomky kovů ve směsi a určete objem spotřebované kyseliny chlorovodíkové.

2. Úkoly jsou složitější.

2-1. Směs vápníku a hliníku o hmotnosti 18,8 g byla kalcinována bez vzduchu s přebytkem grafitového prášku. Na reakční produkt se působí zředěnou kyselinou chlorovodíkovou a uvolní se 11,2 litrů plynu (n.o.). Určete hmotnostní zlomky kovů ve směsi.

2-2. K rozpuštění 1,26 g slitiny hořčíku a hliníku bylo použito 35 ml 19,6% roztoku kyseliny sírové (ρ = 1,1 g/ml). Přebytek kyseliny reagoval s 28,6 ml roztoku hydrogenuhličitanu draselného o koncentraci 1,4 mol/l. Určete hmotnostní podíly kovů ve slitině a objem plynu (č.) uvolněného při rozpouštění slitiny.

Při studiu chemie jsem zjistil, že v přírodě, technice a každodenním životě je jen velmi málo čistých látek. Mnohem častější jsou směsi – kombinace dvou a více složek, které spolu chemicky nesouvisí. Směsi se liší velikostí částic látek obsažených v jejich složení, jakož i stavem agregace složek. Chemický výzkum vyžaduje čisté látky. Ale jak je získat nebo oddělit od směsi? Na tuto otázku jsem se pokusil ve své práci odpovědět.

V každodenním životě jsme obklopeni směsmi látek. Vzduch, který dýcháme, jídlo, které konzumujeme, voda, kterou pijeme, a dokonce i my sami – to vše jsou z chemického hlediska směsi obsahující od 2-3 do mnoha tisíc látek.

Směsi jsou systémy skládající se z několika složek, které spolu nejsou chemicky příbuzné. Směsi se vyznačují velikostí částic látek obsažených v jejich složení. Někdy jsou tyto částice tak velké, že je lze vidět pouhým okem. Mezi takové směsi patří například prací prášky, kulinářské směsi na pečení a stavební směsi. Někdy jsou částice složek ve směsích menší a pro oko nerozeznatelné. Například mouka obsahuje zrna škrobu a bílkovin, které nelze rozeznat pouhým okem. Mléko je také vodná směs, která obsahuje malé kapičky tuku, bílkovin, laktózy a dalších látek. Kapky tuku v mléce můžete vidět, když kapku mléka prozkoumáte pod mikroskopem. Fyzikální stav látek ve směsích může být odlišný. Například zubní pasta je směsí pevných a tekutých přísad. Existují směsi, při jejichž vzniku se látky „vzájemně pronikají“ natolik, že se rozbijí na drobné částečky nerozlišitelné ani pod mikroskopem. Bez ohledu na to, jak se díváme do vzduchu, nebudeme schopni rozlišit plyny, které jej tvoří.

Směsi jsou tedy klasifikovány:

Směsi, ve kterých jsou částice látek, které tvoří směs, viditelné pouhým okem nebo pod mikroskopem, se nazývají nehomogenní nebo heterogenní.

Směsi, ve kterých ani mikroskopem není možné vidět částice látek tvořících směs, se nazývají homogenní nebo homogenní.

Homogenní směsi se dělí podle stavu agregace na plynné, kapalné a pevné. Směs jakýchkoli plynů je homogenní. Například čistý vzduch je homogenní směs dusíku, kyslíku, oxidu uhličitého a vzácných plynů. Ale prašný vzduch je heterogenní směs stejných plynů, obsahující pouze prachové částice. Mezi tekuté přírodní směsi patří olej. Obsahuje stovky různých komponent. Nejrozšířenější tekutou směsí, či spíše roztokem, je samozřejmě voda moří a oceánů. 1 litr mořské vody obsahuje v průměru 35 gramů různých solí. S tekutými směsmi se setkáváme v každodenním životě neustále. Šampony a nápoje, lektvary a chemikálie pro domácnost, to všechno jsou směsi látek. Ani vodu z vodovodu nelze považovat za čistou látku: obsahuje rozpuštěné soli, drobné nerozpustné nečistoty a také mikroorganismy, které se dezinfikují chlorací. Rozšířené jsou také pevné směsi. Horniny jsou směsí několika látek. Půda, písek, jíl jsou pevné směsi. Pevné směsi zahrnují sklo, keramiku a slitiny.

Chemici vytvářejí směsi pouhým smícháním různých látek – složek, jejichž vlastnosti mohou být různé. Je důležité, aby si směsi zachovaly vlastnosti svých složek. Například šedá barva se získá smícháním černé a bílé. Přestože vidíme šedou barvu, neznamená to, že všechny částice takové šedé barvy jsou šedé. Pod mikroskopem budou určitě odhaleny částice černobílých barev, které tvoří černé a bílé nátěry.

Rozdělení směsí na jednotlivé složky (jednotlivé látky) je složitější úkol než příprava směsí, ale neméně důležitý. Nejdůležitější metody pro separaci směsí lze odrazit v diagramu:

Pomocí různých metod dělení směsí (usazování, filtrace, destilace, mražení a další) získávají olej z mléka, zlato z říčního písku, alkohol ze rmutu, čistí vodu od nerozpustných a rozpustných nečistot.

Chemické laboratoře a průmysl často vyžadují čisté látky. Látky, které mají konstantní fyzikální vlastnosti, jako je destilovaná voda, se nazývají čisté. (Téměř absolutně čisté látky nebyly získány.)

Existují různé způsoby separace směsí. Pojďme se na tyto metody podívat blíže.

Izolace z heterogenní směsi.

1. Advokacie.

a) Izolace látek z heterogenní směsi tvořené ve vodě nerozpustnými látkami o různé hustotě. Například železné piliny lze oddělit od dřevěných pilin protřepáním směsi s vodou a následným usazením. Železné piliny klesají na dno nádoby, zatímco dřevěné piliny plavou na hladinu a lze je vypustit spolu s vodou.

b) Některé látky se ve vodě usazují různou rychlostí. Pokud hlínu smíchanou s pískem setřepete s vodou, písek se usadí mnohem rychleji. Tato metoda se používá v keramické výrobě k oddělení písku od hlíny (výroba červených cihel, keramiky apod.) c) Separace směsi málo rozpustných kapalin různé hustoty. Směsi benzínu s vodou, oleje s vodou a rostlinného oleje s vodou se rychle oddělují, takže je lze oddělit pomocí dělicí nálevky nebo kolony. Někdy se odstředěním oddělují tekutiny různé hustoty, jako je smetana od mléka.

2. Filtrace.

Izolace látek z heterogenní směsi tvořené látkami rozpustnými ve vodě.

Chcete-li oddělit kuchyňskou sůl, smíchejte ji s pískem a protřepejte ve vodě. Kuchyňská sůl se rozpustí a písek se usadí.

Pro urychlení oddělení nerozpustných částic z roztoku se směs filtruje. Písek zůstává na filtračním papíru a filtrem prochází čirý roztok kuchyňské soli.

3. Působení magnetem.

Izolace látek schopných magnetizace z heterogenní směsi. Pokud existuje například směs prášků železa a síry, lze je oddělit pomocí magnetu.

Izolace látek z homogenní směsi.

4. Odpařování. Krystalizace.

Aby se z roztoku oddělila rozpuštěná látka, například kuchyňská sůl, tato se odpaří. Voda se odpaří a v porcelánovém hrnku zůstane kuchyňská sůl. Někdy se používá odpařování, tedy částečné odpařování vody. V důsledku toho vzniká koncentrovanější roztok, při jehož ochlazení se rozpuštěná látka uvolňuje ve formě krystalů. Tento způsob čištění látek se nazývá krystalizace.

5. Destilace.

Tento způsob dělení směsí je založen na rozdílu teplot varu složek vzájemně rozpustných.

Destilace (destilace) je technika pro oddělování homogenních směsí odpařováním těkavých kapalin s následnou kondenzací jejich par. Například získávání destilované vody.

K tomu se v jedné nádobě vaří voda s látkami v ní rozpuštěnými. Vzniklá vodní pára kondenzuje v další nádobě ve formě destilované vody.

6. Chromatografie.

Tato metoda je založena na tom, že jednotlivé látky jsou různě rychle absorbovány (vázány) povrchem jiné látky.

Podstatu této metody lze poznat z následující zkušenosti.

Pokud je proužek filtračního papíru zavěšený nad nádobou s červeným inkoustem a je do něj ponořen pouze konec proužku, všimnete si, že roztok bude papírem absorbován a bude stoupat nahoru. Hranice vzlínání barvy však bude za hranicí vzlínání vody zaostávat. Oddělí se tak dvě látky: voda a barvivo, které dává roztoku červenou barvu.

Experimentální část.

Home Laboratorní bezpečnostní pokyny.

Chemii si bez chemických experimentů nelze představit. Proto můžete tuto vědu studovat, pochopit její zákonitosti a samozřejmě ji milovat pouze prostřednictvím experimentu. Existuje názor, že chemický experiment zahrnuje složité vybavení a nedostupná činidla, toxické sloučeniny a hrozné exploze a že pro praktikování chemie jsou vyžadovány speciální podmínky. Doma však lze provádět více než 300 chemických experimentů s nejrůznějšími látkami. Vzhledem k tomu, že v domácí laboratoři není digestoř ani jiná speciální zařízení, je nutné přísně dodržovat bezpečnostní pravidla:

2. Nemůžete doma hromadit a skladovat velké množství činidel.

3. Chemická činidla a látky musí mít štítky s názvy, koncentracemi a daty výroby.

4. Chemikálie nelze ochutnat.

5. Pro určení vůně nemůžete nádobu s látkou přiblížit k obličeji. Musíte použít dlaň, abyste udělali několik hladkých tahů od otevření nádoby k nosu.

6. Dojde-li k rozlití kyseliny nebo zásady, látka se nejprve neutralizuje nebo zasype pískem a odstraní se hadrem nebo se shromáždí v nádobě na smetí.

7. Před provedením experimentu, bez ohledu na to, jak jednoduchý se může zdát, si musíte pozorně přečíst popis experimentu a pochopit vlastnosti použitých látek. K tomu existují učebnice, příručky a další literatura.

Zkušenost č. 1. Separace heterogenních směsí.

A) Připravte si heterogenní směs písku a železného prášku.

Účel experimentu: naučit se oddělovat heterogenní směsi různými způsoby.

Vybavení: říční písek, železný prášek, magnet, dvě kádinky.

Přidejte jednu polévkovou lžíci železného prášku a říčního písku do kádinky, opatrně směs míchejte, dokud není produkt rovnoměrně zbarven. Všimněte si jeho barvy a vyzkoušejte jeho magnetické vlastnosti přidržením magnetu na vnější straně skla. Určete, jaké látky dodávají směsi barvu a magnetické vlastnosti. Připravenou heterogenní směs oddělíme pomocí magnetu. K tomu přivedeme magnet na vnější stěnu sklenice a lehkým poklepáním magnetem na vnější stěnu nasbíráme železný prášek na vnitřní stěnu sklenice. Přidržte žehličku magnetem na vnitřní stěně sklenice a nasypte písek do další sklenice. Experimentální data zaneseme do tabulky.

B) Připravte si směs kuchyňské soli, zeminy a hoblin vytvořenou po nabroušení tužky.

Vybavení: kuchyňská sůl, zemina, hobliny z tužky, sklo, voda, filtr, lžíce, pánev.

Experimentální procedura:

Připravte směs smícháním po jedné čajové lžičce kuchyňské soli, zeminy a hoblin. Vzniklou směs rozpusťte ve sklenici vody, děrovanou lžící odstraňte případné plovoucí třísky a položte na list papíru, aby se oschl. Filtr vyrobte z obvazu nebo gázy přeložením 3-4 vrstev a volně natáhněte přes další sklenici. Směs se přefiltruje. Vysušte filtr zbývající nečistotou a poté jej z filtru vyčistěte. Přefiltrovanou tekutinu (filtrát) ze sklenice nalijeme do smaltované mísy nebo pánve a odpaříme. Sbírejte uvolněné krystaly soli. Porovnejte množství látek před a po pokusech.

Zkušenost č. 2. Separace homogenních směsí papírovou chromatografií.

A) Oddělte homogenní směs červeného a zeleného barviva.

Vybavení: proužek filtračního papíru, kádinka, zátka do kádinky, červené a zelené fixy, alkohol (70% vodný roztok).

Experimentální procedura:

Vezměte proužek filtračního papíru, jehož délka je o 2-3 cm větší než výška kádinky. Uprostřed tohoto proužku označte jednoduchou tužkou bod vzdálený 1,5 cm od okraje Na vyznačený bod naneste fixem skvrny z barviv o průměru nejvýše 5 mm. Nejprve udělejte červenou fixou tečku o velikosti 1-2 mm a poté na červenou skvrnu naneste zelenou tak, aby zelená skvrna vyčnívala za hranici červené asi o 1 mm. Nechte skvrnu směsi zaschnout (1-2 minuty) a poté ji opatrně obkreslete podél obrysu jednoduchou tužkou, abyste nepoškodili papír.

Do kádinky nalijte líh ve vrstvě 0,5-1 cm Do kádinky vložte svislý papírový proužek se skvrnou od směsi barviv a přečnívající část proužku ohněte směrem k vnější ploše kádinky. Skvrna od barviva by měla být 0,5 cm nad kapalinou. Sklenici zakryjte obrácenou zátkou. Pozorujte smáčení proužku papíru a pohyb barevné skvrny směrem nahoru a rozdělte ji na dvě skvrny. Bude trvat asi 20 minut, než se směs barviv zcela oddělí. Po úplném nasycení papíru alkoholem jej vyjměte a nechte 5-10 minut zaschnout. Označte barvy skvrn. Výsledky pozorování zapište do tabulky.

B) Separujte následující směsi pomocí papírové chromatografie: alkoholový roztok „zelené látky“; vodný roztok černého inkoustu pro kreslení.

Účel pokusu: osvojit si metodu papírové chromatografie, naučit se určovat rozdíl mezi čistými látkami a směsmi.

Vybavení: kádinka, proužek filtračního nebo savého papíru, lihový roztok zelené barvy, vodný roztok inkoustu pro kreslení.

Experimentální procedura:

Proužek filtračního papíru musí být zavěšen přes nádobu s roztokem „zelené barvy“ a černého inkoustu tak, aby se papír dotýkal pouze roztoku.

Hranice vzlínání „zelených látek“ a barviva budou zaostávat za mez vzlínání alkoholu a vody. V homogenních směsích tedy dochází k oddělení dvou látek: a) alkoholu a brilantní zeleně, b) vody a barviva.

Zkušenost č. 3. Difúze.

Účel experimentu: studovat difúzní proces v praxi.

Vybavení: potravinářská želatina, manganistan draselný, síran měďnatý, voda, rendlík, nerezová lžíce na míchání, elektrický nebo plynový sporák, pinzeta, dvě průhledné lahvičky.

Experimentální procedura:

Vložte lžičku želatiny do sklenice studené vody a nechte hodinu nebo dvě působit, aby prášek měl čas nabobtnat. Nalijte směs do malého hrnce. Směs zahřejte na mírném ohni; Dbejte na to, aby se za žádných okolností nerozvařila! Obsah hrnce míchejte, dokud se želatina úplně nerozpustí. Horký roztok nalijte do dvou lahviček. Až vychladne, rychlým a opatrným pohybem zapíchněte doprostřed jedné z bublinek pinzetu s krystalem manganistanu draselného. Pinzetu mírně otevřete a rychle ji vyjměte. Do jiné láhve přidejte krystal síranu měďnatého. Želatina zpomaluje proces difúze a několik hodin po sobě budete moci pozorovat velmi zajímavý obraz: kolem krystalů vyroste barevná kulička.

Zkušenost č. 4. Separace homogenních směsí krystalizací.

Vypěstujte krystal nebo krystaly z nasyceného roztoku kuchyňské soli, síranu měďnatého nebo kamence draselného.

Účel pokusu: naučit se připravovat nasycený roztok kuchyňské soli nebo jiných látek, pěstovat krystaly různých velikostí, upevnit dovednosti při práci s látkami a chemickými zařízeními.

Vybavení: sklenice a litrová nádoba na přípravu roztoku, vařečka nebo tyčinka na míchání, sůl na pokus - kuchyňská sůl, síran měďnatý nebo kamenec, horká voda, semínko - krystal soli zavěšený na niti, nálevka a filtrační papír.

Experimentální procedura:

Připravte nasycený solný roztok. Za tímto účelem nejprve nalijte do zavařovací sklenice horkou vodu na polovinu jejího objemu, poté za stálého míchání po částech přidávejte příslušnou sůl. Přidejte sůl, dokud se nepřestane rozpouštět. Vzniklý roztok přefiltrujeme do sklenice přes nálevku s filtračním papírem nebo vatou a necháme 2-3 hodiny chladnout. Do vychladlého roztoku přidáme semínko – krystal soli zavěšený na niti, roztok opatrně přikryjeme víčkem a necháme dlouho (2-3 dny i déle).

Výsledky a závěry:

Prozkoumejte svůj krystal a odpovězte na otázky:

Kolik dní jsi krystal pěstoval?

jaký má tvar?

Jakou barvu má krystal?

Je to průhledné nebo ne?

Jaké jsou rozměry krystalu: výška, šířka, tloušťka?

Jaká je hmotnost krystalu?

Nakreslete nebo vyfoťte svůj krystal.

Zkušenost č. 5. Dělení homogenních směsí destilací.

Pořiďte si domů 50 ml destilované vody.

Účel pokusu: naučit se oddělovat homogenní směsi destilací.

Vybavení: smaltovaná konvička, dvě skleněné dózy.

Experimentální procedura:

1/3 objemu nalijte do smaltované konvice s vodou a postavte ji na plynový sporák tak, aby výlevka konvice vyčnívala za okraj sporáku. Když se voda vaří, připevněte k hubici konvice skleněnou ledničku, pod kterou vložte druhou sklenici pro zachycení kondenzátu. Aby se sklenice ledničky nepřehřála, můžete na ni položit ubrousek navlhčený studenou vodou.

Výsledky a závěry:

Odpovězte na následující otázky:

Co je voda z kohoutku?

Jak se oddělují homogenní směsi?

Co je to destilovaná voda? Kde a k jakým účelům se používá?

Nakreslete zkušenost, kterou jste udělali.

Zkušenost č. 6. Extrahování škrobu z brambor.

Pořiďte si domů malé množství škrobu.

Vybavení: 2-3 brambory, struhadlo, gáza, malý rendlík, voda.

Experimentální procedura:

Oloupané brambory nastrouháme na jemném struhadle a vzniklou hmotu rozmícháme ve vodě. Poté přefiltrujte přes gázu a vymačkejte. Zbytek směsi v gáze opět smíchejte s vodou. Nechte kapalinu usadit. Škrob se usadí na dně misky. Slijte tekutinu a znovu promíchejte usazený škrob. Opakujte operaci několikrát, dokud nebude škrob zcela čistý a bílý. Výsledný škrob se filtruje a suší.

Který brambor podle vás vyprodukuje více škrobu: mladý (který byl nedávno vykopán) nebo starý (který byl celou zimu v obchodě se zeleninou)?

Zkušenost č. 7. Extrakce cukru z cukrové řepy.

Pořiďte si domů malé množství cukru.

Účel experimentu: naučit se extrahovat látky z rostlinných materiálů.

Vybavení: velká cukrová řepa, aktivní uhlí, říční písek, rendlík, dvě sklenice, vata, lžíce, trychtýř, gáza.

Experimentální procedura:

Řepu nakrájejte na malé kousky, vložte do hrnce, nalijte do ní sklenici vody a vařte 15–20 minut. Uvařené plátky řepy důkladně rozemelte lžící nebo paličkou. Tuto tmavě zbarvenou hmotu přefiltrujte přes nálevku obsahující vatu. Výsledný roztok pak přefiltrujte přes nálevku připravenou speciálním způsobem. Vložte do ní kousek gázy, na gázu tenkou vrstvu vaty, poté rozdrcené aktivní uhlí (4-5 tablet) a tenkou vrstvu (1 cm) čistého říčního písku (říční písek předem opláchněte a osušte) . Výsledný roztok (filtrát) dejte do hrnce. Část je nutné odpařit, dokud se neobjeví průhledné krystaly. Tohle je cukr. Ochutnej to!

Proč si myslíte, že je nutné filtrovat kapalinu přes vrstvu aktivního uhlí?

Zkušenost č. 8. Extrahování tvarohu z mléka.

Pořiďte si domů pár gramů tvarohu.

Účel experimentu: naučit se vyrábět tvaroh doma.

Vybavení: mléko, ocet, rendlík, gáza, plynový sporák.

Experimentální procedura:

Mléko obsahuje bílkoviny. Pokud se mléko vaří a „přeteče“ přes okraj, okamžitě se rozšíří zápach charakteristický pro spálené bílkoviny. Výskyt charakteristického zápachu spáleného mléka naznačuje, že došlo k fenoménu denaturace (srážení bílkovin a jejich přechod do nerozpustné formy). K denaturaci bílkovin nedochází pouze vlivem tepla.

Proveďme následující experiment. Zahřejte půl sklenice mléka, až se mírně zahřeje, a přidejte ocet. Mléko se okamžitě srazí a vytvoří velké vločky. (Pokud mléko necháme na teplém místě, bílkovina se také srazí, ale z jiného důvodu – „fungují“ bakterie mléčného kvašení). Obsah kastrůlku přefiltrujeme přes tenkou tkaninu a držíme ji za okraje. Pokud pak okraje gázy spojíte, zvednete nad sklenici a zmáčknete, pak na ní zůstane hustá hmota - tvaroh.

Zkušenost č. 9. Získání másla.

Vyrobte si doma malé množství másla.

Účel experimentu: naučit se získávat máslo z mléka doma.

Vybavení: mléko, sklenice, malá průhledná lahvička se zátkou nebo těsně přiléhajícím víčkem.

Experimentální procedura:

Nalijte čerstvé mléko do skleněné nádoby a vložte ji do chladničky. Po několika hodinách, nebo ještě lépe, druhý den, se pozorně podívejte: co se stalo s mlékem? Vysvětlete, co jste pozoroval.

Malou lžičkou opatrně nabíráme smetanu (vrchní vrstvu mléka) a přelijeme do lahvičky. Pokud potřebujete vyrobit máslo ze smetany, budete s ním muset dlouho a trpělivě protřepávat alespoň půl hodiny v láhvi přikryté víčkem, dokud se nevytvoří hrudka másla.

Zkušenost č. 10. Extrakce.

Proveďte proces extrakce v praxi.

Účel experimentu: prakticky provést proces extrakce.

A) Vybavení: slunečnicová semínka, benzín, zkumavka, talířek, hmoždíř a palička.

Experimentální procedura:

V hmoždíři rozdrťte několik slunečnicových semínek. Rozdrcená semena vložte do zkumavky, přidejte malé množství benzínu a několikrát dobře protřepejte. Nechte zkumavku sedět dvě hodiny (mimo oheň) a nezapomeňte ji čas od času protřepat. Vypusťte benzín na talířek a postavte jej na balkon. Když se benzín odpaří, na dně zůstane trochu oleje, který se rozpustil v benzínu.

B) Vybavení: jódová tinktura, voda, benzín, zkumavka.

Experimentální procedura:

Benzín lze také použít k extrakci jódu z farmaceutické jodové tinktury. K tomu nalijte do zkumavky třetinu vody, přidejte asi 1 ml jodové tinktury a do vzniklého nahnědlého roztoku přidejte stejné množství benzínu. Protřepejte zkumavku a nechte ji být. Když se směs rozvrství, horní vrstva benzínu bude tmavě hnědá a spodní vodná vrstva téměř bezbarvá: jod se koneckonců rozpouští špatně ve vodě, ale dobře v benzínu.

Co je to extrakce? Proces dělení směsi kapalných nebo pevných látek pomocí extrakce - selektivní rozpouštění jedné nebo druhé složky směsi v určitých kapalinách (extraktantech). Nejčastěji se látky extrahují z vodných roztoků organickými rozpouštědly, která jsou obvykle nemísitelná s vodou. Hlavní požadavky na extrakční činidla: selektivita (selektivita působení), netoxicita, případně nízká těkavost, chemická inertnost a nízká cena. Těžba se používá v chemickém průmyslu, rafinaci ropy, výrobě drog a zvláště široce v neželezné metalurgii

Závěr.

Závěry z práce.

Při této práci jsem se naučil připravovat heterogenní a homogenní směsi, provedl jsem výzkum vlastností látek a zjistil jsem, že při prosté přípravě směsi dvou složek tyto látky své vlastnosti navzájem nepřenášejí, ale zachovávají si je oni sami. Metody jejich separace jsou také založeny na vlastnostech výchozích složek (jako je těkavost, stav agregace, schopnost magnetizace, rozpustnost ve vodě, velikost částic a další). Při provádění pedagogického výzkumu jsem si osvojil následující metody separace heterogenních směsí: magnetické působení, usazování, filtrace a homogenní směsi: odpařování, krystalizace, destilace, chromatografie, extrakce. Z potravinářských výrobků se mi podařilo izolovat čisté látky: cukr z cukrové řepy, škrob z brambor, tvaroh a máslo z mléka. Uvědomil jsem si, že chemie je velmi zajímavá a naučná věda a že znalosti získané v hodinách chemie i mimo hodiny se mi budou v životě velmi hodit.

Výsledky separace směsi železa a písku.

zkušenost č. 1 č. 1 č. 1 č. 2 č. 2

látka směs železo písek díl 1 díl 2

barva šedá žlutá šedožlutá šedá žlutá přitažlivost k magnetu ano ne ano ano ne závěr vlastnosti železa a vlastnosti železa a směsi jsou vlastní izolované látce - izolovaná látka -

písek má různé vlastnosti písku a železa má jiné vlastnosti a železitý písek písek

Výsledky separace barviv na papíře.

pokus č. 1 č. 2 látková směs barviv před separací směs barviv po separaci barva černé barvivo č. 1 - červené barvivo č. 2 - zelená závěr tato směs je homogenní. směs se rozdělí na dvě původní látky; Jedná se o červená a zelená barviva.

Víte, jaké existují způsoby separace směsí? Nebuďte příliš rychlí s negativní odpovědí. Mnohé z nich využíváte při svých každodenních činnostech.

Čistá látka: co to je?

Atomy, molekuly, látky a směsi jsou základními chemickými pojmy. Co tím myslí? V Mendělejevově tabulce je 118 chemických prvků. Jde o různé druhy elementárních částic – atomů. Liší se od sebe hmotností.

Vzájemným spojením atomy tvoří molekuly nebo látky. Ty druhé, spojující se navzájem, tvoří směsi. Čisté látky mají stálé složení a vlastnosti. Jedná se o homogenní struktury. Ale mohou být rozděleny do složek pomocí chemických reakcí.

Vědci tvrdí, že čisté látky v přírodě prakticky neexistují. V každém z nich je malé množství nečistot. To se děje proto, že většina látek má odlišnou aktivitu. Dokonce i kovy ponořené do vody se v ní rozpouštějí na úrovni iontů.

Složení čistých látek je vždy konstantní. Změnit to prostě nejde. Pokud tedy zvýšíte množství uhlíku nebo kyslíku v molekule oxidu uhličitého, bude to úplně jiná látka. A ve směsi můžete zvýšit nebo snížit počet složek. Tím se změní jeho složení, ale ne fakt jeho existence.

Co je směs

Kombinace více látek se nazývá směs. Mohou být dvojího druhu. Pokud jsou jednotlivé složky ve směsi nerozeznatelné, nazývá se homogenní nebo homogenní. Existuje další název, který se nejčastěji používá v každodenním životě - řešení. Složky takové směsi nelze oddělit fyzikálními metodami. Například z solného roztoku není možné mechanicky odstranit krystaly, které jsou v něm rozpuštěny. V přírodě se nenacházejí pouze tekuté roztoky. Vzduch je tedy plynná homogenní směs a kovová slitina je pevná látka.

V nehomogenních nebo heterogenních směsích jsou jednotlivé částice viditelné pouhým okem. Liší se od sebe složením a vlastnostmi. To znamená, že je lze od sebe oddělit čistě mechanicky. Popelka, kterou zlá macecha donutila oddělit fazole od hrášku, se s tímto úkolem vyrovnala dokonale.

Chemie: metody dělení směsí

V každodenním životě a přírodě se nachází obrovské množství směsí. Jak vybrat správný způsob, jak je oddělit? Musí vycházet z fyzikálních vlastností jednotlivých složek. Pokud mají látky různé body varu, pak bude účinné odpařování následované krystalizací a také destilace. Takové metody se používají k separaci homogenních roztoků. K separaci heterogenních směsí se používají rozdíly v dalších vlastnostech jejich složek: hustota, smáčivost, rozpustnost, velikost, magnetismus atd.

Fyzikální metody dělení směsí

Při oddělování složek směsi se složení samotných látek nemění. Metody oddělování směsí proto nelze nazvat chemickým procesem. Usazením, filtrací a působením magnetu lze tedy jednotlivé složky mechanicky oddělit. V laboratoři se používají různé přístroje: dělicí nálevka, filtrační papír, magnetické proužky. Jedná se o metody separace heterogenních směsí.

Promítání

Tato metoda je možná nejjednodušší. Každá hospodyňka to zná. Vychází z rozdílu velikosti pevných složek směsi. Prosévání se používá v každodenním životě k oddělení mouky od nečistot, larev hmyzu a různých nečistot. V zemědělské výrobě se takto čistí obilná zrna od cizích nečistot. Stavební dělníci prosévají směs písku a štěrku.

Obhajoba

Tento způsob dělení směsí se používá pro složky s různou hustotou. Pokud se písek dostane do vody, musí být výsledný roztok dobře promíchán a ponechán na chvíli. Totéž lze provést se směsí vody a rostlinného oleje nebo ropy. Písek se usadí na dně. Ale olej se naopak bude shromažďovat shora. Tato metoda je pozorována v každodenním životě a přírodě. Například saze se usazují z kouře a jednotlivé kapky rosy z mlhy. A pokud necháte domácí mléko přes noc, můžete smetanu sbírat do rána.

Filtrace

Milovníci vařeného čaje používají tuto metodu denně. Hovoříme o filtraci – metodě dělení směsí na základě různé rozpustnosti složek. Představte si, že se do vody dostaly železné piliny a sůl. Velké nerozpustné částice zůstanou na filtru. A rozpuštěná sůl jím projde. Na principu této metody je založen provoz vysavačů, působení dýchacích masek a gázových obvazů.

Působení magnetem

Navrhněte způsob separace směsí prášků síry a železa. Přirozeně se jedná o působení magnetu. Jsou toho schopny všechny kovy? Vůbec ne. Podle stupně citlivosti se rozlišují tři skupiny látek. Například zlato, měď a zinek se k magnetu nepřichytí. Patří do skupiny diamagnetických materiálů. Hořčík, platina a hliník mají slabé vnímání. Pokud ale směs obsahuje feromagnetika, pak bude tato metoda nejúčinnější. Patří sem například železo, kobalt, nikl, terbium, holmium, thulium.

Vypařování

Jaký způsob dělení směsí je vhodný pro vodný homogenní roztok? Toto je vypařování. Pokud máte jen slanou vodu, ale potřebujete čistou vodu, nezlobte se hned. Směs musíte zahřát k bodu varu. V důsledku toho se voda odpaří. A na dně misky budou viditelné krystaly rozpuštěné látky. Pro sběr vody je nutné ji zkondenzovat – převést z plynného skupenství do kapalného. K tomu se páry ochladí, dotýkají se povrchu s nižší teplotou, a proudí do připravené nádoby.

Krystalizace

Ve vědě je tento termín považován v širším významu. Nejde jen o způsob získávání čistých látek. Mezi krystaly v přírodě patří ledovce, minerály, kosti a zubní sklovina.

Jejich růst probíhá za stejných podmínek. Krystaly se tvoří v důsledku ochlazování kapalin nebo přesycení párou a poté by se již teplota neměla měnit. Nejprve je tedy dosaženo některých omezujících podmínek. V důsledku toho se objeví krystalizační centrum, kolem kterého se shromažďují atomy kapaliny, taveniny, plynu nebo skla.

Destilace

Určitě jste už slyšeli o vodě, které se říká destilovaná. Tato čištěná kapalina je nezbytná pro výrobu léků, laboratorní výzkum a chladicí systémy. A dostávají to ve speciálních zařízeních. Říká se jim destilátory.

Destilace je metoda oddělování směsí látek s různou teplotou varu. V překladu z latiny tento výraz znamená „kapání dolů“. Pomocí této metody můžete například oddělit alkohol a vodu z roztoku. První látka se začne vařit při teplotě +78 o C. Alkoholové páry následně kondenzují. Voda zůstane v kapalné formě.

Podobným způsobem se z ropy získávají rafinované produkty: benzín, petrolej, plynový olej. Tento proces není chemická reakce. Olej je rozdělen do samostatných frakcí, z nichž každá má svůj vlastní bod varu. To se děje v několika fázích. Nejprve se provede primární separace oleje. Čistí se od přidruženého plynu, mechanických nečistot a vodní páry. V další fázi se výsledný produkt umístí do destilačních kolon a začne se zahřívat. Jedná se o atmosférickou destilaci ropy. Při teplotách pod 62 stupňů se zbývající související plyn odpaří. Zahřátím směsi na 180 stupňů se získají benzínové frakce, až 240 - petrolej, až 350 - motorová nafta. Zbytkem z tepelné rafinace oleje je topný olej, který se používá jako mazivo.

Chromatografie

Tato metoda byla pojmenována po vědci, který ji poprvé použil. Jmenoval se Michail Semenovič Cvet. Zpočátku se metoda používala k separaci rostlinných pigmentů. A chromatografie je doslovně přeložena z řečtiny jako „píšu barvou“. Ponořte filtrační papír do směsi vody a inkoustu. První se okamžitě začne vstřebávat. To je způsobeno různými stupni adsorpčních vlastností. To také bere v úvahu difúzi a stupeň rozpustnosti.

Adsorpce

Některé látky mají schopnost přitahovat molekuly jiných typů. Například při otravě užíváme aktivní uhlí, abychom se zbavili toxinů. Tento proces vyžaduje rozhraní, které leží mezi těmito dvěma fázemi.

Tato metoda se používá v chemickém průmyslu pro separaci benzenu z plynných směsí, čištění kapalných produktů rafinace ropy a jejich čištění od nečistot.

V našem článku jsme se tedy podívali na hlavní způsoby oddělení směsí. Lidé je používají jak doma, tak v průmyslovém měřítku. Volba metody závisí na typu směsi. Důležitým faktorem jsou specifické fyzikální vlastnosti jeho složek. K oddělení roztoků, ve kterých jsou jednotlivé části vizuálně nerozeznatelné, se používají metody odpařování, krystalizace, chromatografie a destilace. Pokud lze identifikovat jednotlivé složky, nazýváme takové směsi heterogenní. K jejich oddělení se používají metody usazování, filtrace a magnetického působení.

Čistá látkaobsahuje pouze částice jeden typ. Příklady zahrnují stříbro (obsahuje pouze atomy stříbra), kyselinu sírovou a oxid uhelnatý ( IV) (obsahují pouze molekuly odpovídajících látek). Všechny čisté látky mají konstantní fyzikální vlastnosti, například bod tání (T pl ) a bod varu ( T balík ).

Látka není čistá, pokud obsahuje jakékoli množství jedné nebo více jiných látek –nečistoty.

Nečistoty snižují bod tuhnutí a zvyšují bod varu čisté kapaliny. Pokud například do vody přidáte sůl, sníží se bod tuhnutí roztoku.

Směsi sestávají ze dvou nebo více látek. Půda, mořská voda, vzduch jsou příklady různých směsí. Mnoho směsí lze rozdělit na jednotlivé složky - Komponenty – na základě rozdílu v jejich fyzikálních vlastnostech.

Tradiční metody, které se v laboratorní praxi používají k separaci směsí na jednotlivé složky, jsou:

filtrace,

usazení následované dekantací,

separace pomocí dělicí nálevky,

odstřeďování,

vypařování,

krystalizace,

destilace (včetně frakční destilace),

chromatografie,

sublimace a další.

Filtrace. Filtrace se používá k oddělení kapalin od malých pevných částic v ní suspendovaných.(obr. 37) , tj.filtrace kapaliny přes jemně porézní materiály – filtry , které umožňují průchod kapaliny a zadržují pevné částice na svém povrchu. Kapalina, která prošla filtrem a je v něm zbavena pevných nečistot, se nazývá.

filtrovatV laboratorní praxi se často používá filtrace kapaliny přes jemně porézní materiály –hladký a skládaný papír (obr. 38)

, vyrobený z nelepeného filtračního papíru.K filtraci horkých roztoků (například za účelem rekrystalizace solí) použijte speciálníhorká filtrační nálevka (Obr. 39)

s elektrickým nebo vodním ohřevem).Často používaný vakuová filtrace . Filtrace ve vakuu se používá k urychlení filtrace a úplnějšímu uvolnění sraženiny z roztoku. Za tímto účelem je sestaveno vakuové filtrační zařízení. (Obr.40). Skládá se zBunsenova baňka, porcelánová Buchnerova nálevka, bezpečnostní láhev a vakuová pumpa

(obvykle proud vody). V případě filtrace suspenze slabě rozpustné soli lze její krystaly omýt destilovanou vodou na Buchnerově nálevce, aby se z jejich povrchu odstranil původní roztok. K tomuto účelu využívajípodložka .

(Obr.41). DekantaceKapaliny lze oddělit od nerozpustných pevných látekdekantací . (Obr.42)

Tuto metodu lze použít, pokud má pevná látka vyšší hustotu než kapalina. Pokud se například říční písek přidá do sklenice s vodou, pak když se usadí, usadí se na dně sklenice, protože hustota písku je větší než hustota vody. Poté lze vodu od písku oddělit jednoduše vypuštěním. Tento způsob usazení a následného vypuštění filtrátu se nazývá dekantace.Centrifugace. D Pro urychlení procesu oddělování velmi malých částic, které tvoří stabilní suspenze nebo emulze v kapalině, se používá metoda odstřeďování . Touto metodou lze separovat směsi kapalných a pevných látek, které se liší hustotou. Rozdělení se provádí vruční nebo elektrické odstředivky .

(Obr. 43) Oddělení dvou nemísitelných kapalin,mají různé hustoty a netvoří stabilní emulze, lze provést pomocí oddělovací nálevky . Takto můžete oddělit například směs benzenu a vody. Benzenová vrstva (hustota = 0,879 g/cm 3 ) se nachází nad vrstvou vody, která má vysokou hustotu ( = 1,0 g/cm 3 ). Otevřením kohoutu oddělovací nálevky můžete opatrně vypustit spodní vrstvu a oddělit jednu kapalinu od druhé.

Vypařování(obr. 45) – tato metoda zahrnuje odstranění rozpouštědla, například vody, z roztoku jeho zahřátím v odpařovací porcelánové misce. V tomto případě se odpařená kapalina odstraní a rozpuštěná látka zůstane v odpařovací nádobce.

Krystalizace je proces uvolňování krystalů pevné látky při ochlazení roztoku, například po jeho odpaření. Je třeba mít na paměti, že když se roztok pomalu ochladí, tvoří se velké krystaly. Při rychlém ochlazení (například ochlazením tekoucí vodou) se tvoří malé krystalky.

Destilace- způsob čištění látky založený na odpařování kapaliny při zahřívání s následnou kondenzací vzniklých par. Čištění vody od rozpuštěných solí (nebo jiných látek, např. barviv) destilací se nazývá destilacea samotná vyčištěná voda se destiluje.

Frakční destilace(Obr. 46) používá se k oddělení směsí kapalin s různými body varu. Kapalina s nižším bodem varu rychleji vře a prochází skrz frakční kolona(nebozpětný chladič). Když tato kapalina dosáhne vrcholu frakcionační kolony, vstupuje dovnitřledničkaochlazena vodou a skrzspoluchystat sepřijímač(baňka nebo zkumavka).

Frakční destilaci lze použít k oddělení například směsi ethanolu a vody. Bod varu ethanolu 78 0 C a voda má 100 0 C. Ethanol se snadněji odpařuje a jako první prochází lednicí do přijímače.

Sublimace - Metoda se používá k čištění látek, které se po zahřátí mohou přeměnit z pevného skupenství do plynného skupenství a obejít kapalné skupenství. Dále páry čištěné látky kondenzují a oddělují se nečistoty, které nemohou sublimovat.