W 8. klasie uczniowie uczą się czystych substancji i mieszanin na kursie chemii. Nasz artykuł pomoże im zrozumieć ten temat. Powiemy Ci, które substancje nazywane są czystymi, a które nazywane są mieszaninami. Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się nad pytaniem: „Czy istnieje absolutnie czysta substancja?” Odpowiedź może Cię zaskoczyć.
Dlaczego ten temat jest nauczany w szkole?
Zanim rozważymy definicję „czystej substancji”, należy zająć się pytaniem: „Którą substancją tak naprawdę mamy do czynienia – czystą substancją czy mieszaniną?”
Przez cały czas czystość materii martwiła nie tylko badaczy, naukowców, ale także zwykłych ludzi. Co zwykle rozumiemy przez to pojęcie? Każdy z nas chce pić wodę bez zanieczyszczeń metalami ciężkimi. Chcemy oddychać świeżym powietrzem, które nie jest zanieczyszczone spalinami samochodowymi. Ale czy nieskażoną wodę i powietrze można nazwać czystymi substancjami? Naukowo nie.
Co to jest mieszanka?
Tak więc mieszanina jest substancją zawierającą kilka rodzajów cząsteczek. Teraz pomyśl o składzie wody, która płyniez kranu - tak, tak, ma dużo zanieczyszczeń. Z kolei substancje wchodzące w skład mieszaniny nazywane są składnikami. Rozważ przykład. Powietrze, którym oddychamy, jest mieszaniną różnych gazów. Składniki składające się na jego skład to tlen, azot, dwutlenek węgla i tak dalej. Jeśli masa jednego składnika jest dziesięć razy mniejsza niż masa drugiego, to taka substancja nazywana jest zanieczyszczeniem. Często w przyrodzie występuje powietrze zanieczyszczone zanieczyszczeniami siarkowodoru. Ten gaz pachnie jak zgniłe jajka i jest trujący dla ludzi. Kiedy wczasowicze rozpalają ogień na brzegu rzeki, zanieczyszcza to powietrze dwutlenkiem węgla, który również jest niebezpieczny w dużych ilościach.
Szczególnie bystrzy faceci mogą już mieć pytanie: „Co jest bardziej powszechne – czyste substancje czy mieszaniny?” Aby odpowiedzieć na twoje pytanie: „Zasadniczo wszystko wokół nas jest miksturą.”
Natura jest niesamowita.
Kilka słów o rodzajach czystych substancji
Na początku artykułu obiecaliśmy porozmawiać o tym, czy substancje istnieją całkowicie bez zanieczyszczeń. Myślisz, że takie są? Mówiliśmy już o wodzie z kranu. Ale czy woda źródlana może zawierać zanieczyszczenia? Odpowiedź na to pytanie jest prosta: w przyrodzie nie występują absolutnie czyste substancje. Jednak w kręgach naukowych zwyczajowo mówi się o względnej czystości substancji. Brzmi to tak: „Substancja jest czysta, ale z zastrzeżeniem”. Na przykład może być czysty technicznie. Atramenty czarne i fioletowe zawierają zanieczyszczenia. Jeśli nie można ich wykryć za pomocą reakcji chemicznej, tomówi się, że substancja jest chemicznie czysta. To jest woda destylowana.
O czystości
Czas więc porozmawiać o czystej materii. To substancja, która w swoim składzie posiada cząsteczki tylko jednego rodzaju. Okazuje się, że ma szczególne właściwości. Ma inną nazwę: indywidualna substancja. Spróbujmy scharakteryzować właściwości czystej wody:
- substancja indywidualna: woda destylowana;
- punkt wrzenia - 100°C;
- temperatura topnienia - 0°C;
- ta woda nie ma smaku, zapachu ani koloru.
Jak oddzielić substancje?
To pytanie jest również istotne. Bardzo często w życiu codziennym i w pracy (w większym stopniu) człowiek oddziela substancje. Na przykład w mleku powstaje śmietana, którą można zebrać z powierzchni, jeśli zastosuje się metodę osadzania. Podczas rafinacji ropy naftowej człowiek wytwarza benzynę, paliwo rakietowe, naftę, olej maszynowy i tak dalej. Na wszystkich etapach przetwarzania człowiek stosuje różne metody rozdzielania mieszanin, które zależą od stanu skupienia substancji. Przyjrzyjmy się każdemu z nich.
Filtrowanie
Ta metoda jest stosowana, gdy występuje substancja płynna, która zawiera nierozpuszczalne cząstki stałe. Na przykład woda i piasek rzeczny. Ta mieszanina jest przepuszczana przez filtr. Dzięki temu piasek jest zatrzymywany w filtrze, a czysta woda przepływa przez niego spokojnie. Rzadko przywiązujemy do tego wagę, ale na co dzień w kuchni wielu mieszkańców miasta puszcza wodę z kranuczyszczenie filtrów. Więc do pewnego stopnia możesz uważać się za naukowca!
Rozliczenia
Powiedzieliśmy kilka słów o tej metodzie powyżej. Rozważmy to jednak bardziej szczegółowo. Chemicy stosują tę metodę, gdy konieczne jest oddzielenie zawiesin lub emulsji. Na przykład, jeśli olej roślinny przeniknął czystą wodę, powstałą mieszaninę należy wstrząsnąć, a następnie pozostawić na chwilę. Następnie osoba zaobserwuje zjawisko, gdy olej w postaci filmu pokrywa wodę.
W laboratoriach chemicy używają innej metody zwanej rozdzielaczem. Podczas korzystania z tej metody oczyszczania do pojemnika wnika gęsta ciecz, a lżejsza pozostaje.
Metoda osadzania ma poważną wadę - jest to niska prędkość procesu. W takim przypadku do powstania osadu potrzebny jest długi czas. W przedsiębiorstwach przemysłowych ta metoda jest nadal stosowana. Inżynierowie projektują specjalne konstrukcje, które nazywane są „sumpami”.
Magnes
Każdy z nas bawił się magnesem przynajmniej raz w życiu. Jego niesamowita zdolność przyciągania metali wydawała się magiczna. Zaradni ludzie odgadli, że użyją magnesu w celu oddzielenia mikstur. Na przykład oddzielenie opiłków drewna i żelaza jest możliwe za pomocą magnesu. Warto jednak wziąć pod uwagę, że nie może przyciągać wszystkich metali, podlegają mu tylko mieszaniny zawierające ferromagnetyki. Należą do nich nikiel, terb, kob alt, erb iitp.
Destylacji
Ten termin ma łacińskie korzenie, w tłumaczeniu oznacza „opróżniające krople”. Ta metoda polega na rozdzielaniu mieszanin na podstawie różnic w temperaturze wrzenia substancji. To właśnie ta metoda pomoże oddzielić wodę i alkohol. Ostatnia substancja odparowuje w temperaturze +78 °C. Kiedy jego opary dotykają zimnych ścian i powierzchni, opary kondensują się, zamieniając w płynną substancję.
W przemyśle ciężkim produkty naftowe, czyste metale i różne substancje zapachowe są ekstrahowane tą metodą.
Czy można oddzielić gazy?
Rozmawialiśmy o czystych substancjach i mieszaninach w stanie ciekłym i stałym. Ale co, jeśli konieczne jest oddzielenie mieszanin gazowych? Bystrzy szefowie przemysłu chemicznego praktykują dziś kilka fizycznych metod rozdzielania mieszanin gazowych:
- kondensacja;
- sorpcja;
- separacja membran;
- refluks.
Tak więc w naszym artykule rozważyliśmy koncepcję czystych substancji i mieszanin. Dowiedzieliśmy się, co jest bardziej powszechne w przyrodzie. Teraz znasz różne sposoby rozdzielania mieszanek - i możesz sam zademonstrować niektóre z nich, na przykład magnes. Mamy nadzieję, że nasz artykuł był dla Ciebie przydatny. Naucz się nauki już dziś, aby jutro pomogła Ci rozwiązać każdy problem – zarówno w domu, jak i w produkcji!
