Substanțe și amestecuri pure. Metode de separare a amestecurilor

În acest articol vom analiza ce sunt substanțe și amestecuri pure, metode de separare a amestecurilor. În viața de zi cu zi, fiecare dintre noi le folosește. Există substanțe pure în natură? Și cum să le distingem de amestecuri?

Substanțe și amestecuri pure: metode de separare a amestecurilor

Substanțele pure sunt cele care conțin particule de un anumit tip. Oamenii de știință cred că în natură ei practic nu există, deoarece toți, deși în fracțiuni nesemnificative, conțin impurități. Absolut toate substanțele sunt solubile în apă. Chiar dacă scufundați în acest lichid, de exemplu, un inel de argint, ionii acestui metal vor trece în soluție.

Un semn al substanțelor pure este constanța compoziției și a proprietăților fizice. În procesul formării lor, cantitatea de energie se schimbă. Și poate crește și scădea. diviza substanță pură pe componente individuale este posibil numai cu ajutorul unei reacții chimice. De exemplu, numai apa disciplinată are o temperatură tipică de fierbere și congelare, lipsă de gust și miros. Se descompune oxigenul și hidrogenul numai prin electroliză.

Și cum diferă acestea de substanțele pure ale agregatului lor? Chimia ne va ajuta să răspundem la această întrebare. Metodele de separare a amestecurilor sunt fizice, deoarece nu duc la o modificare a compoziției chimice a substanțelor. Spre deosebire de substanțele pure, amestecurile au o compoziție și proprietăți variabile și pot fi separate prin metode fizice.

Ce este un amestec

Un amestec se numește agregatul de substanțe individuale. Exemplul său este apa de mare. Spre deosebire de disciplinat, are un gust amar sau sărat, se fierbe la o înălțime și îngheață la o temperatură mai scăzută. Metodele de separare a amestecurilor de substanțe sunt fizice. Astfel, este posibil să se extragă sarea pură din apa de mare prin evaporare și cristalizarea ulterioară.

Tipuri de amestecuri

Dacă adăugați zahăr în apă, după un timp, particulele sale se vor dizolva și vor deveni invizibile. Ca urmare, ele nu pot fi distingate prin ochiul liber. Astfel de amestecuri sunt numite omogene sau omogene. Exemplele lor sunt și aerul, benzina, bulionul, parfumul, apa dulce și salină, cuprul și aliajul de aluminiu. După cum puteți vedea, amestecuri omogene pot fi în diferite stări agregate, dar cel mai adesea există lichide. Ele sunt, de asemenea, numite soluții.

În amestecuri eterogene sau heterogene, este posibilă distingerea particulelor de substanțe individuale. Fierul și rumegușul de lemn, nisipul și sarea de masă sunt exemplele lor tipice. Instalațiile omogene sunt, de asemenea, numite suspensii. Printre acestea se disting suspensii și emulsii. Primul include lichid și solid. Deci, o emulsie este un amestec de apă și nisip. O emulsie este o colecție de două lichide cu densități diferite.

Există amestecuri eterogene cu nume speciale. Astfel, spuma este un exemplu de spumă, iar aerosolii includ ceață, fum, deodorante, odorizante, agenți antistatici.

Metode de separare a amestecurilor

Desigur, multe amestecuri au proprietăți mai valoroase decât substanțele individuale individuale care compun compoziția lor. Dar chiar și în viața de zi cu zi există situații în care trebuie să fie împărțite. Și în industrie, întregul proces se bazează pe acest proces. De exemplu, din ulei, ca rezultat al prelucrării benzinei obținute, motorină, kerosen, ulei combustibil, petrol mașină și solyarovoe, propulsoare, acetilenă și benzen. Sunt de acord, este mai profitabil să folosiți aceste produse decât să ardeți fără ulei ulei.

Acum, să vedem dacă există metode chimice de separare a amestecurilor. Să presupunem că trebuie să obținem substanțe pure din soluția apoasă a sării. Pentru aceasta, amestecul trebuie încălzit. Ca rezultat, apa se transformă în abur, iar sarea cristalizează. Dar în acest caz, nu va exista o transformare a unor substanțe în altele. Aceasta înseamnă că baza acestui proces sunt fenomene fizice.

Metodele de separare a amestecurilor depind de starea agregată, solubilitatea, diferența de punct de fierbere, densitatea și compoziția componentelor sale. Să luăm în considerare fiecare dintre ele în mai multe detalii pe exemple specifice.

filtrare

Această metodă de separare este adecvată pentru amestecuri care conțin un lichid și un solid insolubil în acesta. De exemplu, nisipul de apă și râu. Acest amestec trebuie trecut prin filtru. Ca urmare, apa curată va trece prin ea în mod liber, iar nisipul va rămâne.

soluționarea

Unele metode de separare a amestecurilor se bazează pe acțiunea gravitației. Astfel, este posibil să se descompună suspensiile și emulsiile în substanțe pure. Dacă uleiul vegetal intră în apă, trebuie mai întâi să fie scuturat. Apoi lăsați-o pentru o vreme. Ca urmare, apa va fi pe fundul vasului, iar uleiul sub forma unui film îl va acoperi.

În laborator, canal de separare. Ca urmare a muncii sale, un lichid mai dens se îmbină într-un vas, iar plămânul rămâne.

Stabilirea este caracterizată de o rată scăzută de curgere a procesului. Este nevoie de ceva timp pentru a forma un depozit. În condiții industriale această metodă se realizează în construcții speciale, numite tancuri de decantare.

Acțiune prin magnet

Dacă amestecul este fabricat din metal, acesta poate fi separat de un magnet. De exemplu, rumegus separate de fier și lemn. Dar toate metalele au astfel de proprietăți? Deloc. Pentru această metodă sunt adecvate numai amestecurile care conțin feromagneți. În plus față de fier, acestea includ nichel, cobalt, gadoliniu, terbium, disprosium, holmium, erbium.

distilare

Acest nume, tradus din latină, înseamnă "picură cu picături". Distilarea reprezintă metode de separare a amestecurilor pe baza diferenței de puncte de fierbere a substanțelor. Astfel, chiar și acasă, alcoolul și apa pot fi separate. Prima substanță începe să se evaporă deja la o temperatură de 78 grade Celsius. Atingerea suprafeței reci a unei perechi de alcool se condensează, trecând într-o stare lichidă.

În industrie, în acest fel, se obțin produse petroliere, parfumuri și metale pure.

Evaporarea și cristalizarea

Aceste metode de separare sunt potrivite pentru soluții lichide. Substanțele care compun compoziția lor diferă în punctul lor de fierbere. Astfel, este posibil să se obțină cristale de sare sau zahăr din apa în care sunt dizolvate. Pentru aceasta, soluțiile sunt încălzite și evaporate până la o stare saturată. În acest caz, cristalele se precipită. Dacă este necesar să se obțină apă pură, soluția este adusă la fierbere, urmată de condensarea vaporilor pe o suprafață mai rece.

Metode de separare a amestecurilor de gaze

Amestecurile gazoase sunt separate prin metode de laborator și industriale, deoarece acest proces necesită disponibilitatea unui echipament special. Materia primă de origine naturală este aerul, cocsul, generatorul, gazul asociat și gazul natural, care este o combinație de hidrocarburi.

Metodele fizice pentru separarea amestecurilor care se află în stare gazoasă sunt următoarele:

• Condensarea este procesul de răcire treptată a unui amestec, în timpul căruia are loc condensarea constituenților săi. În același timp, substanțele cu punct de fierbere ridicat, care sunt colectate în separatoare, trec mai întâi în stare lichidă. Astfel, hidrogenul este obținut din gazul de cocsificare și amoniacul este, de asemenea, separat de porțiunea nereacționată a amestecului.
• Sorbția este absorbția anumitor substanțe de către alții. Acest proces are componente opuse, între care în cursul echilibrului de reacție se stabilește. Sunt necesare condiții diferite pentru procesul de transmitere și inversă. În primul caz, aceasta este o combinație de presiune ridicată și temperatură scăzută. Acest proces se numește sorbție. În caz contrar, se utilizează condițiile opuse: presiunea scăzută la temperaturi ridicate.
• Separarea membranelor este o metodă în care proprietățile partițiilor semipermeabile sunt selective pentru a trece moleculele diferitelor substanțe.
• Refluxul este procesul de condensare a părților cu temperatură ridicată la fierbere a amestecurilor ca urmare a răcirii acestora. În acest caz, temperatura trecerii la starea lichidă a componentelor individuale trebuie să difere în mare măsură.

cromatografia

Numele acestei metode poate fi tradus ca "scris în culoare". Imaginați-vă că a fost adăugată cerneală în apă. Dacă sfârșitul hârtiei de filtru este aruncat într-un astfel de amestec, acesta va începe să se înmoaie. În acest caz, apa va fi absorbită mai repede decât cerneala, care este asociată cu un grad diferit de sorbabilitate a acestor substanțe. Cromatografia nu este doar o metodă de separare a amestecurilor, ci și o metodă de a studia astfel de proprietăți ale substanțelor ca difuzie și solubilitate.

Deci, ne-am familiarizat cu astfel de concepte ca "substanțe pure" și "amestecuri". Primele sunt elemente sau compuși care constau numai din particule de un anumit tip. Exemplele lor sunt sarea, zahărul, apa distilată. Amestecurile reprezintă o colecție de substanțe individuale. O serie de metode sunt utilizate pentru separarea lor. Metoda separării acestora depinde de proprietățile fizice ale constituenților săi. Principalele elemente sunt sedimentarea, evaporarea, cristalizarea, filtrarea, distilarea, acțiunea magnetului și cromatografia.