Чисті речовини і суміші
Для того щоб встановити властивості речовини, потрібно мати його в чистому вигляді, але в чистому вигляді речовини в природі не зустрічаються. Кожна речовина завжди містить певну кількість домішок. Речовина, в якому майже немає домішок, називають чистим. З такими речовинами працюють в науковій лабораторії, шкільному хімічному кабінеті. Зауважимо, що абсолютно чистих речовин не існує.
Сумішами є майже всі природні речовини, продукти харчування (крім солі, цукру, деяких інших), будівельні матеріали, товари побутової хімії, багато лікарські та косметичні засоби.
Додамо невелику порцію цукру в стакан з водою і будемо перемішувати, поки весь цукор не розчиниться. Рідина буде мати солодкий смак. Таким чином, цукор не зник, а залишився в суміші. Але його кристаликів ми не побачимо, навіть розглядаючи краплю рідини в потужний мікроскоп.
Мал. 3. Однорідна суміш (водний розчин цукру)
Приготована суміш цукру і води є однорідною (рис. 3); в ній рівномірно перемішані найдрібніші частинки цих речовин.
Суміші, в яких компоненти неможливо виявити неозброєним оком називають однорідними.
Більшість металевих сплавів - також однорідні суміші. Наприклад, в сплаві золота з міддю (його використовують для виготовлення ювелірних прикрас) відсутні червоні частинки міді і жовті частинки золота.
З матеріалів. які є однорідними сумішами речовин, виготовляють багато предметів різноманітного призначення (рис. 4).
Мал. 4. Предмети, виготовлені з однорідних сумішей.
До однорідним сумішей належать всі суміші газів, в тому числі і повітря. Існує чимало однорідних сумішей рідин. Така суміш утворюється при змішуванні, наприклад, спирту і води. Однорідні суміші ще називають розчинами, навіть якщо вони тверді або газоподібні.
За деякими фізичними властивостями однорідні суміші відрізняються від їх компонентів. Так, сплав олова зі свинцем, який використовується для паяння, плавиться при більш низькій температурі, ніж чисті метали. Вода закипає при температурі 100 ° С, а водний розчин солі - при більш високій температурі. Якщо воду охолодити до температури 0 ° С, вона почне перетворюватися в лід. Розчин солі при цих умовах залишається рідиною (він замерзає при температурі нижче 0 ° С). У цьому можна переконатися взимку, коли дороги і тротуари, вкриті льодом, посипають сумішшю солі з піском. Лід під дією солі плавиться; утворюється водний розчин солі, що не замерзає на слабкому морозі. А пісок потрібен для того, щоб дорога не була слизькою.
Вам відомо, що крейда не розчиняється у воді. Якщо його порошок всипати в склянку з водою, то в утвореній суміші завжди можна виявити частинки крейди, які видно неозброєним оком або під мікроскопом.
Суміші, в яких компоненти можна виявити неозброєним оком називають неоднорідними.
До неоднорідним сумішей (рис. 5) відносяться більшість мінералів, грунт, будівельні матеріали, живі тканини, каламутна вода, молоко та інші продукти харчування, деякі лікарські та косметичні засоби.
У неоднорідній суміші фізичні властивості компонентів зберігаються. Так, залізні ошурки, змішані з мідними або алюмінієвими, не втрачають здатності притягатися до магніту.
Вода в суміші з піском, крейдою або глиною замерзає при температурі Про 0 C і закипає при 100 0 С.
Деякі види неоднорідних сумішей мають спеціальні назви: піна (наприклад, пінопласт, мильна піна), суспензія (суміш води з невеликою кількістю борошна), емульсія (молоко, добре збовтати рослинне масло з водою), аерозоль (дим, туман).
Мал. 5. Неоднорідні суміші:
а - суміш води і сірки;
б - суміш рослинного масла і води;
в - суміш повітря і води
Існують різні способи розділення сумішей. На вибір способу поділу суміші впливають властивості речовин, що утворюють дану суміш.
Розглянемо докладніше кожен метод:
Відстоювання - поширений спосіб очищення або рідин від нерозчинних у воді механічних домішок, або рідких речовин, нерозчинних одна в одній, мають різну щільність.
Уявіть, що перед вами суміш рослинного масла і води. Визначте тип суміші. (Неоднорідна). Порівняйте фізичні властивості масла і води. (Це рідини речовини, нерозчинні одна в одній, мають різну щільність). Запропонуйте спосіб поділу даної суміші (відстоювання). Його здійснюють за допомогою ділильної лійки. Відстоювання використовують при підготовці води для технологічних і побутових потреб, обробці каналізаційних стоків, зневодненні та обессоливании сирої нафти, в багатьох процесах хімічної технології. Воно є важливим етапом в природному самоочищення природних і штучних водойм.
Фільтрування - відділення рідини від твердих нерозчинних в ній домішок; молекули рідини проходять через пори фільтра, а великі частки домішок затримуються.
Фільтрування можна проводити не тільки за допомогою паперового фільтра. Для фільтрування можна використовувати і інші сипучі або пористі матеріали. До сипучим матеріалами, використовуваним при даному методі, відноситься, наприклад, кварцовий пісок. А до пористих - обпалена глина і скловата.
Уявіть, що перед вами суміш річкового піску і води. Визначте тип суміші. (Неоднорідна). Порівняйте фізичні властивості річкового піску і води. (Це речовини, нерозчинні одна в одній, мають різну щільність). Запропонуйте спосіб поділу даної суміші (фільтрування).
Дія магнітом - це спосіб поділу неоднорідних сумішей, коли одне з речовин суміші здатне притягатися магнітом
Уявіть, що перед вами суміш суміш заліза і сірки. Визначте тип суміші. (Неоднорідна). Порівняйте фізичні властивості заліза і сірки. Цю суміш можна розділити відстоюванням. так як сірка і залізо - тверді речовини, не розчинні у воді. Якщо висипати цю суміш у воду сірка спливе на поверхню, а залізо потоне. Також цю суміш можна розділити за допомогою магніту. так як залізо притягується магнітом, а сірка немає.
Випарювання - це спосіб поділу однорідних сумішей. при цьому відбувається виділення твердого розчинної речовини з розчину, при нагріванні вода випаровується, а кристали твердого речовини залишаються.
Уявіть, що перед вами суміш кухонної солі і води. Визначте тип суміші. (Однорідна). Цю суміш можна розділити виправними. так як при кип'ятінні вода випаровується, а кухонна сіль залишається в чашці для.
Дистиляція (латинської означає «стікання краплями») - це спосіб поділу однорідних сумішей, при цьому відбувається поділ рідких сумішей на різні за складом фракції. Здійснюється шляхом часткового випаровування рідини з подальшою конденсацією пара. Відігнати фракція (дистилят) збагачена щодо більш летючими (низькокиплячими) речовинами, а неотогнанная рідина (кубовий залишок) збагачена щодо менш летючими (високою температурою) речовинами.
Дистиляція дозволяє очистити природну воду від домішок. Отриману чисту (дистильовану) воду використовують в науково-дослідних лабораторіях, у виробництві речовин для сучасної техніки, в медицині для приготування ліків.
У лабораторії перегонку здійснюють на спеціальній установці (рис. 6). При нагріванні суміші рідин спочатку закипає речовина з найбільш низькою температурою кипіння. Його пар виходить з посудини, охолоджується, конденсіруется1, і утворилася рідина стікає в приймач. Коли цієї речовини вже не буде в суміші, температура почне підвищуватися, і з часом закипає інший рідкий компонент. Нелеткі рідини залишаються в посудині.
Мал. 6. Лабораторна установка для перегонки: а - звичайна; б - спрощена
1 - суміш рідин з різними температурами кипіння;
2 - термометр;
3 - водяний холодильник;
4 - приймач
Розглянемо, як використовують деякі методи розділення сумішей.
Процес фільтрування лежить в основі роботи респіратора - пристрою, який захищає легені людини, що працює в сильно запиленому приміщенні. У респіраторі є фільтри, що перешкоджають попаданню пилу в легені (рис. 7). Найпростіший респіратор - пов'язка з декількох шарів марлі. Фільтр, який видобуває пил з повітря, є і в пилососі.
Мал. 7. Робочий в распиратор
Завдяки здатності притягатися до магніту руда відділяється від піску, глини, землі та ін. Таким способом витягують залізо з промислових і побутових відходів.
У промисловості перегонкою нафти (суміш багатьох речовин, переважно - рідин) отримують бензин, гас, дизельне пальне.
Поділ різних сумішей відбувається і в природі. З повітря осідають частинки пилу, а під час дощу і снігу - крапельки води, сніжинки. В результаті відстоювання каламутна вода стає прозорою. Від нерозчинних речовин вода очищається і при проходженні через пісок. Після випаровування води на берегах лиманів залишаються солі, які були розчинені в ній. З води, яка витікає зі свердловини, виділяються розчинені гази.
висновки
Кожна речовина містить домішки. Чистим вважають речовина, в якому домішок майже немає.
Суміші речовин бувають однорідними і неоднорідними. У однорідної суміші компоненти неможливо виявити спостереженням, а в неоднорідній суміші це можливо.
Деякі фізичні властивості однорідної суміші відрізняються від властивостей компонентів. У неоднорідній суміші властивості компонентів зберігаються.
Неоднорідні суміші речовин поділяють відстоюванням, фільтруванням, іноді - дією магніту, а однорідні - виправними і перегонкою (дистиляцією).
Домашнє завдання
1. Прочитайте вищенаведений текст, перекажіть близько до тексту.
2. Вивчіть поняття (виділені курсивом), що зустрічаються в тексті.
3. У робочих зошитах накресліть вміщену нижче таблицю і запишіть наведені слова і словосполучення в відповідні стовпці: алюміній, попіл, газетний папір, ртуть, повітря, йодна настойка, граніт, лід з чистої води, вуглекислий газ, залізобетон.