1. Completați golurile din text folosind cuvintele „componente”, „diferențe”, „două”, „fizic”.

Un amestec poate fi preparat prin amestecarea a cel puțin două substanțe. Amestecurile pot fi separate în componente individuale folosind metode fizice bazate pe diferențele dintre proprietățile fizice ale componentelor.

2. Completați propozițiile.

a) Metoda de decontare se bazează pe Faptul că particulele solide sunt suficient de mari, se depun rapid în fund, iar lichidul poate fi scurs cu grijă din sediment.

b) Metoda de centrifugare se bazează pe acțiunea forței centrifuge - particulele mai grele se depun, iar cele ușoare sunt deasupra.

c) Metoda de filtrare se bazează pe trecerea unei soluții de solid printr-un filtru, unde particulele solide sunt reținute pe filtru.

3. Introduceți un cuvânt lipsă:

a) făină și zahăr granulat - o sită; sulf și pilitură de fier - un magnet.

b) apă și ulei de floarea soarelui - pâlnie de separare; apă și nisip de râu - filtru.

c) aer și praf - respirator; aer și gaz otrăvitor - absorbant.

4. Faceți o listă cu echipamentele de filtrare necesare.

a) filtru de hârtie
b) un pahar cu o soluție
c) pâlnie de sticlă
d) sticla curata
e) tijă de sticlă
f) trepied cu picior

5. Experienta de laborator. Fabricarea filtrelor obișnuite și pliate din hârtie de filtru sau șervețel de hârtie.

Ce parere aveti, prin ce filtru va trece mai repede solutia - obisnuita sau plisata? De ce?

Prin pliat - aria de contact a filtrării este mai mare decât cea a unui filtru convențional.

6. Sugerați metode de separare a amestecurilor indicate în Tabelul 16.

Modalități de separare a unor amestecuri

7. Experiență acasă. Adsorbția coloranților Pepsi-Cola de către cărbune activ.

Reactivi si echipamente: băutură carbogazoasă, cărbune activ; cratiță, pâlnie, hârtie de filtru, aragaz electric (gaz).

Proces de lucru. Turnați o jumătate de cană (100 ml) de băutură gazoasă într-o cratiță. Adăugați 5 tablete de cărbune activat în același loc. Încinge tigaia timp de 10 minute pe aragaz. Filtrați cărbunele. Explicați rezultatele experimentului.

Soluția a devenit incoloră datorită absorbției materiei colorante cu cărbune activ.

8. Experiență acasă. Adsorbția vaporilor mirositoare de către batoanele de porumb.

Reactivi si echipamente: batoane de porumb, parfum sau apa de colonie; 2 borcane de sticla identice cu capac.

Proces de lucru. Pune o picătură de parfum în două borcane de sticlă. Puneti 4-5 batoane de porumb intr-unul dintre borcane. Închideți ambele borcane cu capace. Agitați puțin borcanul care conține bețișoarele de porumb. Pentru ce?

Pentru a crește viteza de adsorbție.

Deschide ambele bănci. Explicați rezultatele experimentului.

Nu există miros în borcanul în care erau bețișoarele de porumb, deoarece acestea absorbeau mirosul de parfum.

Metode de separare a amestecurilor

Amestecuri eterogene de tipuri gaz-lichid, lichid-solid, gaz-solid sunt instabile în timp sub acțiunea gravitației. În astfel de amestecuri, componentele constitutive cu o densitate mai mică se ridică treptat (plutesc), iar cu o densitate mai mare se scufundă (se așează). Acest proces de separare spontană a amestecurilor în timp se numește sustinerea. Deci, de exemplu, un amestec de nisip fin și apă se împarte destul de repede în mod spontan în două părți:

Pentru a accelera procesul de sedimentare a unei substanțe cu o densitate mai mare dintr-un lichid în condiții de laborator, se recurge mai des la o versiune mai avansată a metodei de decantare - centrifugare. Rolul gravitației în centrifuge este jucat de forța centrifugă, care apare întotdeauna în timpul rotației. Deoarece forța centrifugă depinde direct de viteza de rotație, ea poate fi făcută de multe ori mai mare decât forța gravitațională, pur și simplu prin creșterea numărului de rotații ale centrifugei pe unitatea de timp. Se realizează astfel o separare mult mai rapidă a amestecului în comparație cu decantarea.

După decantare sau centrifugare, supernatantul poate fi separat de peletă prin metodă decantare- Scurgerea atentă a lichidului din sediment.

Este posibil să se separe un amestec de două lichide insolubile unul în celălalt (după decantare) folosind o pâlnie de separare, al cărei principiu de funcționare este clar din următoarea ilustrație:

Pentru separarea amestecurilor de substanțe în diferite stări de agregare, pe lângă sedimentare și centrifugare, filtrarea este, de asemenea, utilizată pe scară largă. Metoda constă în faptul că filtrul are un debit diferit în raport cu componentele amestecului. Cel mai adesea acest lucru se datorează dimensiunilor diferitelor particule, dar se poate datora și faptului că componentele individuale ale amestecului interacționează mai puternic cu suprafața filtrului ( adsorbit lor).

Deci, de exemplu, o suspensie dintr-o pulbere solidă insolubilă cu apă poate fi separată folosind un filtru de hârtie poroasă. Solidul rămâne pe filtru, în timp ce apa trece prin el și este colectată într-un recipient sub el:

În unele cazuri, amestecurile eterogene pot fi separate datorită proprietăților magnetice diferite ale componentelor. Deci, de exemplu, un amestec de pulberi de sulf și fier metalic poate fi separat cu ajutorul unui magnet. Particulele de fier, spre deosebire de particulele de sulf, sunt atrase și ținute de un magnet:

Separarea componentelor unui amestec folosind un câmp magnetic se numește separare magnetică.

Dacă amestecul este o soluție dintr-un solid refractar într-un lichid, această substanță poate fi izolată din lichid prin evaporarea soluției:

Pentru a separa amestecurile omogene lichide, o metodă numită distilare, sau distilare. Această metodă are un principiu de funcționare similar cu evaporarea, dar vă permite să separați nu numai componentele volatile de cele nevolatile, ci și substanțele cu puncte de fierbere relativ similare. Una dintre cele mai simple opțiuni pentru aparatul de distilare este prezentată în figura de mai jos:

Semnificația procesului de distilare este că atunci când un amestec de lichide fierbe, vaporii componentului cu fierbere mai ușoară sunt primii care se evaporă. Vaporii acestei substanțe, după ce trec prin frigider, se condensează și se scurg în recipient. Metoda de distilare este utilizată pe scară largă în industria petrolului în prelucrarea primară a petrolului pentru a separa uleiul în fracțiuni (benzină, kerosen, motorină etc.).

Apa purificată din impurități (în primul rând săruri) se obține și prin distilare. Apa care a fost purificată prin distilare se numește apa distilata.

În articolul nostru, vom lua în considerare ce sunt substanțele pure și amestecurile, metode de separare a amestecurilor. Fiecare dintre noi le folosește în viața de zi cu zi. Există substanțe pure în natură? Și cum să le distingem de amestecuri?

Substanțe pure și amestecuri: modalități de separare a amestecurilor

Substanțele pure sunt substanțe care conțin particule doar de un anumit tip. Oamenii de știință cred că practic nu există în natură, deoarece toate, deși în proporții neglijabile, conțin impurități. Absolut toate substanțele sunt, de asemenea, solubile în apă. Chiar dacă, de exemplu, un inel de argint este scufundat în acest lichid, ionii acestui metal vor intra în soluție.

Un semn al substanțelor pure este constanța compoziției și proprietăților fizice. În procesul de formare a acestora, are loc o modificare a cantității de energie. În plus, poate crește și scădea. O substanță pură poate fi separată în componentele sale individuale numai printr-o reacție chimică. De exemplu, doar apa distilată are un punct tipic de fierbere și de îngheț pentru această substanță, absența gustului și a mirosului. Iar oxigenul și hidrogenul acestuia pot fi descompuse numai prin electroliză.

Și cu ce diferă de substanțele pure în totalitatea lor? Chimia ne va ajuta să răspundem la această întrebare. Metodele de separare a amestecurilor sunt fizice, deoarece nu duc la modificarea compoziției chimice a substanțelor. Spre deosebire de substanțele pure, amestecurile au compoziție și proprietăți variabile și pot fi separate prin metode fizice.

Ce este un amestec

Un amestec este o colecție de substanțe individuale. Un exemplu este apa de mare. Spre deosebire de distilat, are un gust amar sau sărat, fierbe la o temperatură mai mare și îngheață la o temperatură mai scăzută. Metodele de separare a amestecurilor de substanțe sunt fizice. Deci, sare pură poate fi obținută din apa de mare prin evaporare și cristalizare ulterioară.

Tipuri de amestecuri

Dacă adăugați zahăr în apă, după un timp particulele sale se vor dizolva și devin invizibile. Ca urmare, ele nu pot fi distinse cu ochiul liber. Astfel de amestecuri se numesc omogene sau omogene. Aerul, benzina, bulionul, parfumul, apa dulce și sărată și un aliaj de cupru și aluminiu sunt, de asemenea, exemple ale acestora. După cum puteți vedea, acestea pot fi în diferite stări de agregare, dar lichidele sunt cele mai comune. Se mai numesc si solutii.

În amestecurile eterogene sau eterogene, particulele de substanțe individuale pot fi distinse. Pilitura de fier și lemn, nisipul și sarea de masă sunt exemple tipice. Amestecuri eterogene se mai numesc și suspensii. Printre acestea se disting suspensiile și emulsiile. Prima constă dintr-un lichid și un solid. Deci, o emulsie este un amestec de apă și nisip. O emulsie este o combinație de două lichide cu densități diferite.

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

Metode de separare a amestecurilor

Fără îndoială, multe amestecuri au proprietăți mai valoroase decât substanțele individuale care compun compoziția lor. Dar chiar și în viața de zi cu zi există situații în care trebuie să fie separate. Și în industrie, industrii întregi se bazează pe acest proces. De exemplu, din petrol, ca urmare a prelucrării acestuia, se obțin benzină, motorină, kerosen, păcură, ulei solar și ulei de mașini, combustibil pentru rachete, acetilenă și benzen. De acord, este mai profitabil să folosești aceste produse decât să arzi uleiul fără minte.

Acum să vedem dacă există metode chimice pentru separarea amestecurilor. Să presupunem că trebuie să obținem substanțe pure dintr-o soluție apoasă de sare. Pentru a face acest lucru, amestecul trebuie încălzit. Drept urmare, apa se va transforma în abur, iar sarea se va cristaliza. Dar, în același timp, nu va exista nicio transformare a unei substanțe în alta. Aceasta înseamnă că la baza acestui proces se află fenomenele fizice.

Metodele de separare a amestecurilor depind de starea de agregare, capacitatea de dizolvare, diferența de punct de fierbere, densitatea și compoziția componentelor sale. Să luăm în considerare fiecare dintre ele mai detaliat cu exemple specifice.

Filtrare

Această metodă de separare este potrivită pentru amestecuri care conțin un lichid și un solid insolubil. De exemplu, apă și nisip de râu. Acest amestec trebuie trecut printr-un filtru. Drept urmare, apa curată va trece liber prin ea, iar nisipul va rămâne.

aşezându-se

Unele metode de separare a amestecurilor se bazează pe acțiunea gravitației. În acest fel, suspensiile și emulsiile pot fi descompuse. Dacă uleiul vegetal intră în apă, amestecul trebuie mai întâi agitat. Apoi lăsați-l puțin. Ca urmare, apa va fi pe fundul vasului, iar uleiul o va acoperi sub forma unei pelicule.

În condiții de laborator, ele sunt utilizate pentru decantare.Ca urmare a activității sale, un lichid mai dens este scurs într-un vas și rămâne unul ușor.

Decantarea se caracterizează printr-o viteză redusă a procesului. Este nevoie de o anumită perioadă de timp pentru ca precipitatul să se formeze. În condiții industriale, această metodă se realizează în structuri speciale numite rezervoare de sedimentare.

Acțiune magnetică

Dacă amestecul conține metal, atunci acesta poate fi separat cu ajutorul unui magnet. De exemplu, pentru a separa fierul și Dar toate metalele au astfel de proprietăți? Deloc. Pentru această metodă sunt potrivite doar amestecurile care conțin feromagneți. Pe lângă fier, acestea includ nichel, cobalt, gadoliniu, terbiu, disprosium, holmiu și erbiu.

Distilare

Acest nume, tradus din latină, înseamnă „picături de scurgere”. Distilarea este o metodă de separare a amestecurilor bazată pe diferența de puncte de fierbere a substanțelor. Astfel, chiar și acasă, alcoolul și apa pot fi separate. Prima substanță începe să se evapore deja la o temperatură de 78 de grade Celsius. Atingând suprafața rece, vaporii de alcool se condensează, transformându-se într-o stare lichidă.

În industrie, se obțin produse de rafinare a petrolului, substanțe aromatice și metale pure.

Evaporare și cristalizare

Aceste metode de separare sunt potrivite pentru soluții lichide. Substanțele care compun compoziția lor diferă prin punctul de fierbere. Astfel, se pot obtine cristale de sare sau zahar din apa in care sunt dizolvate. Pentru a face acest lucru, soluțiile sunt încălzite și evaporate până la o stare saturată. În acest caz, cristalele sunt depuse. Dacă este necesar să se obțină apă pură, atunci 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 echipamente speciale. Materia prima de origine naturala este aerul, cocsul, generatorul, asociat si gazul natural, care este o combinatie de hidrocarburi.

Metodele fizice de separare a amestecurilor în stare gazoasă sunt următoarele:

• Condensarea este procesul de răcire treptată a unui amestec, în timpul căruia are loc condensarea constituenților săi. În acest caz, în primul rând, substanțele cu punct de fierbere ridicat, care sunt colectate în separatoare, trec în stare lichidă. În acest fel, se obține hidrogen și, de asemenea, se separă amoniacul din partea nereacționată a amestecului.
• Sorpția este absorbția unor substanțe de către altele. Acest proces are componente opuse, între care se stabilește echilibrul în timpul reacției. Procesele înainte și invers necesită condiții diferite. În primul caz, este o combinație de presiune ridicată și temperatură scăzută. Acest proces se numește sorbție. În caz contrar, se folosesc condițiile opuse: presiune scăzută la temperatură ridicată.
• Separarea prin membrană este o metodă în care proprietatea partițiilor semi-permeabile este utilizată pentru a trece selectiv molecule de diferite substanțe.
• Reflux - procesul de condensare a părților cu punct de fierbere ridicat ale amestecurilor ca urmare a răcirii acestora. În acest caz, temperatura de tranziție la starea lichidă a componentelor individuale ar trebui să difere semnificativ.

Cromatografia

Numele acestei metode poate fi tradus prin „Scriu cu culoare”. Imaginează-ți că se adaugă cerneală în apă. Dacă coborâți capătul hârtiei de filtru într-un astfel de amestec, acesta va începe să fie absorbit. În acest caz, apa va fi absorbită mai repede decât cerneala, ceea ce este asociat cu un grad diferit de absorbție a acestor substanțe. Cromatografia nu este doar o metodă de separare a amestecurilor, ci și o metodă de studiere a unor proprietăți ale substanțelor precum difuzia și solubilitatea.

Deci, ne-am familiarizat cu concepte precum „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 sunt o colecție de substanțe individuale. Se folosesc o serie de metode pentru a le separa. Modul în care sunt separate depinde de proprietățile fizice ale constituenților săi. Principalele sunt decantarea, evaporarea, cristalizarea, filtrarea, distilarea, magnetizarea și cromatografia.

Rezumat după disciplină: Chimie

Pe tema: Metode de separare a amestecurilor

Riga - 2009

Introducere………………………………………………………………………………..pagina 3

Tipuri de amestecuri………………………………………………………………………………p.4

Metode de separare a amestecurilor……………………………………………………..pagina 6

Concluzie…………………………………………………………………….pagina 11

Lista de referinte…………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………..p.12

Introducere

În natură, substanțele în forma lor pură sunt foarte rare. Majoritatea obiectelor din jurul nostru sunt alcătuite dintr-un amestec de substanțe. Într-un laborator de chimie, chimiștii lucrează cu substanțe pure. Dacă substanța conține impurități, atunci orice chimist poate separa substanța necesară experimentului de impurități. Pentru a studia proprietățile substanțelor, este necesară purificarea acestei substanțe, adică. împărțit în părți componente. Separarea unui amestec este un proces fizic. Metodele fizice de separare a substanțelor sunt utilizate pe scară largă în laboratoarele chimice, în producția de produse alimentare, în producția de metale și alte substanțe.

Tipuri de amestecuri

Nu există substanțe pure în natură. Când luăm în considerare bolovani, granit, suntem convinși că sunt formați din boabe, filoane de diferite culori; laptele conține grăsimi, proteine, apă; petrolul și gazele naturale conțin substanțe organice numite hidrocarburi; aerul conține diverse gaze; apa naturală nu este o substanță pură din punct de vedere chimic. Un amestec este un amestec de două sau mai multe substanțe diferite.

Amestecurile pot fi împărțite în două grupuri mari (ri

Dacă componentele amestecului sunt vizibile cu ochiul liber, atunci se numesc astfel de amestecuri eterogen. De exemplu, un amestec de pilitură de lemn și fier, un amestec de apă și ulei vegetal, un amestec de nisip de râu și apă etc.

Dacă componentele amestecului nu pot fi distinse cu ochiul liber, atunci se numesc astfel de amestecuri omogen. Amestecuri precum laptele, uleiul, o soluție de zahăr în apă etc. sunt clasificate ca amestecuri omogene.

Există substanțe solide, lichide și gazoase. Substanțele pot fi amestecate în orice stare de agregare. Starea de agregare a unui amestec determină o substanță care este cantitativ superioară restului.

Amestecuri eterogene se formează din substanțe cu diferite stări agregate, atunci când substanțele nu se dizolvă reciproc și se amestecă slab (Tabelul 1)

Amestecuri omogene se formează atunci când substanțele se dizolvă bine unele în altele și se amestecă bine (Tabelul 2).

Când se formează amestecuri, transformările chimice nu au loc de obicei, iar substanțele din amestec își păstrează proprietățile. Diferențele de proprietăți ale substanțelor sunt folosite pentru a separa amestecurile.

Metode de separare a amestecurilor

Amestecuri, atât neomogene, cât și omogene, pot fi împărțite în părți constitutive, adică. pentru substanțele pure. Substanțele pure sunt substanțe care nu pot fi separate în două sau mai multe alte substanțe folosind metode fizice și nu își modifică proprietățile fizice. Există diverse metode de separare a amestecurilor; anumite metode de separare a amestecurilor sunt utilizate în funcție de compoziția amestecului.

1. Screening;
2. Filtrare;
3. așezarea;
4. Decantare
5. centrifugare;
6. Evaporare;
7. Evaporare;
8. Recristalizare;
9. Distilare (distilare);
10. Congelare;
11. Acțiunea magnetului;
12. Cromatografia;
13. Extracţie;
14. Adsorbţie.

Să facem cunoștință cu câteva dintre ele. Aici trebuie remarcat faptul că este mai ușor de separat amestecurile eterogene decât cele omogene.Mai jos dăm exemple de separare a substanțelor din amestecurile omogene și eterogene.

Screening.

Să ne imaginăm că zahărul granulat a intrat în făină. Poate cel mai simplu mod de a se separa este screening. Cu ajutorul unei site, puteți separa cu ușurință particulele mici de făină de cristalele de zahăr relativ mari. În agricultură, cernuirea este folosită pentru a separa semințele plantelor de resturile străine. În construcții, pietrișul este separat de nisip în acest fel.

Filtrare

Componenta solidă a suspensiei este separată de lichid filtrare, folosind filtre de hârtie sau țesături, vată, un strat subțire de nisip fin. Să ne imaginăm că ni se dă un amestec de sare de masă, nisip și argilă. Este necesar să se separe sarea de masă din amestec. Pentru a face acest lucru, puneți amestecul într-un pahar cu apă și agitați. Sarea de masă se dizolvă și nisipul se depune. Argila nu se dizolvă și nu se depune pe fundul paharului, astfel încât apa rămâne tulbure. Pentru a îndepărta particulele de argilă insolubile din soluție, amestecul este filtrat. Pentru a face acest lucru, trebuie să asamblați un dispozitiv mic de filtru dintr-o pâlnie de sticlă, hârtie de filtru și un trepied. Soluția de sare este filtrată. Pentru a face acest lucru, soluția filtrată este turnată cu grijă într-o pâlnie cu un filtru bine introdus. Particulele de nisip și argilă rămân pe filtru, iar o soluție de sare limpede trece prin filtru. Recristalizarea este utilizată pentru a izola sare dizolvată în apă.

recristalizare, evaporare

Recristalizare se numește o metodă de purificare, în care substanța este mai întâi dizolvată în apă, apoi soluția substanței în apă este evaporată. Ca urmare, apa se evaporă, iar substanța este eliberată sub formă de cristale.
Să dăm un exemplu: Este necesară izolarea sării de masă dintr-o soluție.
Mai sus, am luat în considerare un exemplu când a fost necesară izolarea sării de masă dintr-un amestec eterogen. Acum să separăm sarea de masă dintr-un amestec omogen. Soluția obținută prin filtrare se numește filtrat. Filtratul trebuie turnat într-o cană de porțelan. Puneți paharul cu soluția pe inelul trepiedului și încălziți soluția peste flacăra lămpii cu spirt. Apa va începe să se evapore și volumul soluției va scădea. Un astfel de proces se numește evaporare. Pe măsură ce apa se evaporă, soluția devine mai concentrată. Când soluția ajunge într-o stare de saturație cu sare de masă, pe pereții cupei vor apărea cristale. În acest moment, opriți încălzirea și răciți soluția. Sarea de masă răcită va ieși în evidență sub formă de cristale. Dacă este necesar, cristalele de sare pot fi separate din soluție prin filtrare. Soluția nu trebuie evaporată până când apa sa evaporat complet, deoarece și alte impurități solubile pot precipita sub formă de cristale și pot contamina sarea de masă.

Așezare, decantare

Folosit pentru a izola substanțele insolubile din lichide. sustinerea. Dacă particulele solide sunt suficient de mari, ele se așează rapid pe fund, iar lichidul devine transparent. Poate fi scurs cu atenție din sediment, iar această operațiune simplă are și propriul nume - decantare. Cu cât solidele din lichid sunt mai mici, cu atât amestecul se va depune mai mult. Este posibil să se separe unul de celălalt și două lichide care nu se amestecă între ele.

centrifugare

Dacă particulele unui amestec neomogen sunt foarte mici, acesta nu poate fi separat nici prin decantare, nici prin filtrare. Exemple de astfel de amestecuri sunt laptele și pasta de dinți dizolvată în apă. Astfel de amestecuri sunt împărțite centrifugare. Amestecuri care conțin un astfel de lichid sunt introduse în eprubete și rotite cu viteză mare în aparate speciale - centrifuge. Ca rezultat al centrifugării, particulele mai grele sunt „presate” pe fundul vasului, iar plămânii sunt deasupra. Laptele este cele mai mici particule de grăsime distribuite într-o soluție apoasă de alte substanțe - zaharuri, proteine. Pentru a separa un astfel de amestec, se folosește o centrifugă specială numită separator. La separarea laptelui, grăsimile sunt la suprafață, sunt ușor de separat. Ceea ce rămâne este apă cu substanțe dizolvate în ea - acesta este lapte degresat.

Adsorbţie

În tehnologie, problema apare adesea a gazelor de curățare, cum ar fi aerul, de la componente nedorite sau dăunătoare. Multe substanțe au o proprietate interesantă - se pot "agăța" de suprafața substanțelor poroase, cum ar fi fierul de un magnet. Adsorbţie numită capacitatea unor solide de a absorbi substanțe gazoase sau dizolvate de pe suprafața lor. Substanțele capabile de adsorbție se numesc adsorbanți. Adsorbanții sunt substanțe solide în care există multe canale interne, goluri, pori, adică. au o suprafață totală absorbantă foarte mare. Adsorbanții sunt cărbune activ, silicagel (în cutia cu pantofi noi puteți găsi o pungă mică de mazăre albă - acesta este silicagel), hârtie de filtru. Diferite substanțe „se atașează” la suprafața adsorbanților în mod diferit: unele sunt ținute ferm pe suprafață, altele sunt mai slabe. Cărbunele activ este capabil să absoarbă nu numai gazele, ci și substanțele dizolvate în lichide. În caz de otrăvire, se ia astfel încât substanțele toxice să fie adsorbite pe acesta.

Distilare (distilare)

Două lichide care formează un amestec omogen, cum ar fi alcoolul etilic și apa, sunt separate prin distilare sau distilare. Această metodă se bazează pe faptul că lichidul este încălzit până la punctul de fierbere și vaporii acestuia sunt îndepărtați printr-un tub de evacuare a gazului într-un alt vas. Răcirea, vaporii se condensează, iar impuritățile rămân în balonul de distilare. Aparatul de distilare este prezentat în Fig. 2

Lichidul este plasat într-un balon Wurtz (1), gâtul balonului Wurtz este închis etanș cu un dop cu un termometru (2) introdus în el, în timp ce rezervorul de mercur ar trebui să fie la nivelul orificiului tubului de evacuare. Capătul tubului de evacuare este introdus printr-un dop bine fixat în frigiderul Liebig (3), la celălalt capăt al căruia este fixat allonge (4). Capătul îngust al allonge este coborât în ​​receptor (5). Capătul inferior al mantalei frigiderului este conectat cu un furtun de cauciuc la un robinet de apă, iar de la capătul superior se realizează o scurgere în chiuvetă. Mantaua frigiderului trebuie să fie întotdeauna umplută cu apă. Balonul Wurtz și condensatorul sunt fixate în rafturi separate. Lichidul se toarnă în balon printr-o pâlnie cu tub lung, umplând balonul de distilare la 2/3 din volumul său. Pentru o fierbere uniformă, pe fundul balonului se pun mai multe puncte de fierbere - capilare de sticlă sigilate la un capăt. După închiderea balonului, apă este furnizată la frigider și lichidul din balon este încălzit. Încălzirea poate fi efectuată pe un arzător cu gaz, aragaz electric, apă, nisip sau baie de ulei - în funcție de punctul de fierbere al lichidului. În niciun caz nu trebuie încălzite la foc deschis lichidele inflamabile și combustibile (alcool, eter, acetonă etc.) pentru a evita accidentele: trebuie folosită doar o baie de apă sau altă baie. Lichidul nu trebuie evaporat complet: 10-15% din volumul luat inițial trebuie să rămână în balon. O nouă porție de lichid poate fi turnată numai când balonul s-a răcit ușor.

Congelare

Substanțele cu puncte de topire diferite sunt separate prin metodă congelare, răcirea soluției. Prin îngheț, puteți obține apă foarte curată acasă. Pentru a face acest lucru, turnați apă de la robinet într-un borcan sau cană și puneți-o în congelatorul frigiderului (sau scoateți-o la rece iarna). De îndată ce aproximativ jumătate din apă se transformă în gheață, partea neînghețată a acesteia, unde se acumulează impuritățile, trebuie să fie turnată și gheața lăsată să se topească.

În industrie și în condiții de laborator se folosesc metode de separare a amestecurilor, bazate pe alte proprietăți diferite ale părților constitutive ale amestecului. De exemplu, pilitura de fier poate fi izolată dintr-un amestec magnet. Capacitatea substanțelor de a se dizolva în diverși solvenți este utilizată în extracţie- o metodă de separare a amestecurilor solide sau lichide prin tratarea lor cu diverși solvenți. De exemplu, iodul dintr-o soluție apoasă poate fi izolat de orice solvent organic în care iodul se dizolvă mai bine.

Concluzie

În practica de laborator și în viața de zi cu zi, este foarte adesea necesară izolarea componentelor individuale dintr-un amestec de substanțe. Rețineți că amestecurile includ două sau mai multe substanțe, împărțite în două grupe mari: omogene și eterogene. Există diferite moduri de separare a amestecurilor, cum ar fi filtrarea, evaporarea, distilarea (distilarea) și altele. Metodele de separare a amestecurilor depind în principal de tipul și compoziția amestecului.

Lista literaturii folosite

1. S.Ozols, E.Lepiņš chimie pentru școala elementară., 1996. P. 289

2. Informații de pe Internet

bloc teoretic.

Conceptul de „amestec” a fost definit în secolul al XVII-lea. Omul de știință englez Robert Boyle: „Un amestec este un sistem integral format din componente eterogene.”

Caracteristicile comparative ale unui amestec și ale unei substanțe pure

Amestecuri diferă unele de altele ca aspect.

Clasificarea amestecurilor este prezentată în tabel:

Iată exemple de suspensii (nisip de râu + apă), emulsii (ulei vegetal + apă) și soluții (aer într-un balon, sare + apă, mică schimbare: aluminiu + cupru sau nichel + cupru).

Metode de separare a amestecurilor

În natură, substanțele există sub formă de amestecuri. Pentru cercetarea de laborator, producția industrială, pentru nevoile de farmacologie și medicină sunt necesare substanțe pure.

Pentru purificarea substanțelor se folosesc diferite metode de separare a amestecurilor.

Evaporare - separarea solidelor dizolvate într-un lichid prin transformarea acestuia în vapori.

Distilare- distilare, separarea substanţelor conţinute în amestecurile lichide în funcţie de punctele de fierbere, urmată de răcirea vaporilor.

În natură, apa în formă pură (fără săruri) nu apare. Apa oceanică, de mare, de râu, de fântână și de izvor sunt varietăți de soluții sărate în apă. Cu toate acestea, de multe ori oamenii au nevoie de apă curată, care nu conține săruri (folosită la motoarele de mașini; în producția chimică pentru a obține diverse soluții și substanțe; la fabricarea fotografiilor). O astfel de apă se numește distilată, iar metoda de obținere a acesteia se numește distilare.

Filtrarea este filtrarea lichidelor (gazelor) printr-un filtru pentru a le purifica de impuritățile solide.

Aceste metode se bazează pe diferențele dintre proprietățile fizice ale componentelor amestecului.

Luați în considerare modalități de separare eterogenși amestecuri omogene.

O metodă specială de separare a componentelor, bazată pe absorbția lor diferită de către o anumită substanță, este cromatografia.

Folosind cromatografia, botanistul rus a fost primul care a izolat clorofila din părțile verzi ale plantelor. În industrie și laboratoare, în loc de hârtie de filtru pentru cromatografie, se utilizează amidon, cărbune, calcar și oxid de aluminiu. Sunt întotdeauna necesare substanțe cu același grad de purificare?

Pentru scopuri diferite, sunt necesare substanțe cu grade diferite de purificare. Apa de gatit este suficient de decantata pentru a indeparta impuritatile si clorul folosit pentru a o dezinfecta. Apa de băut trebuie mai întâi fiartă. Iar în laboratoarele chimice pentru prepararea soluțiilor și experimentelor, în medicină este nevoie de apă distilată, cât mai purificată din substanțele dizolvate în ea. Substanțele foarte pure, cu conținutul de impurități în care nu depășește o milioneme dintr-o sută, sunt utilizate în electronică, semiconductori, tehnologie nucleară și alte industrii de precizie.

Metode de exprimare a compoziției amestecurilor.

· Fracția de masă a componentului din amestec- raportul dintre masa componentei și masa întregului amestec. De obicei, fracția de masă este exprimată în %, dar nu neapărat.

ω [„omega”] = mcomponent / mmixture

· Fracția molară a unui component dintr-un amestec- raportul dintre numărul de moli (cantitatea de substanță) ai componentului și numărul total de moli ai tuturor substanțelor din amestec. De exemplu, dacă amestecul include substanțele A, B și C, atunci:

χ [„chi”] componenta A \u003d n componenta A / (n (A) + n (B) + n (C))

· Raportul molar al componentelor. Uneori, în sarcinile pentru un amestec, este indicat raportul molar al componentelor sale. De exemplu:

ncomponent A: ncomponent B = 2: 3

· Fracția de volum a componentului din amestec (doar pentru gaze)- raportul dintre volumul substanței A și volumul total al întregului amestec de gaze.

φ ["phi"] = Vcomponent / Vmixture

Bloc de practică.

Luați în considerare trei exemple de probleme cu care reacționează amestecurile de metale clorhidric acid:

Exemplul 1Când un amestec de cupru și fier cu o greutate de 20 g a fost expus la un exces de acid clorhidric, s-au eliberat 5,6 litri de gaz (n.a.). Determinați fracțiile de masă ale metalelor din amestec.

În primul exemplu, cuprul nu reacționează cu acidul clorhidric, adică hidrogenul este eliberat atunci când acidul reacționează cu fierul. Astfel, cunoscând volumul hidrogenului, putem afla imediat cantitatea și masa fierului. Și, în consecință, fracțiunile de masă ale substanțelor din amestec.

Exemplul 1 soluție.

n \u003d V / Vm \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol.

2. Conform ecuației reacției:

3. Cantitatea de fier este de asemenea de 0,25 mol. Puteți găsi masa acestuia:
mFe = 0,25 56 = 14 g.

Răspuns: 70% fier, 30% cupru.

Exemplul 2Sub acțiunea unui exces de acid clorhidric asupra unui amestec de aluminiu și fier cu o greutate de 11 g, s-au eliberat 8,96 litri de gaz (n.a.). Determinați fracțiile de masă ale metalelor din amestec.

În al doilea exemplu, reacția este ambii metal. Aici, hidrogenul este deja eliberat din acid în ambele reacții. Prin urmare, calculul direct nu poate fi utilizat aici. În astfel de cazuri, este convenabil să se rezolve folosind un sistem foarte simplu de ecuații, luând pentru x - numărul de moli ai unuia dintre metale, iar pentru y - cantitatea de substanță a celui de-al doilea.

Exemplul 2 soluție.

1. Aflați cantitatea de hidrogen:
n \u003d V / Vm \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol.

2. Fie cantitatea de aluminiu x mol, iar fierul y mol. Apoi putem exprima în termeni de x și y cantitatea de hidrogen eliberată:

4. Cunoaștem cantitatea totală de hidrogen: 0,4 mol. Mijloace,
1,5x + y = 0,4 (aceasta este prima ecuație din sistem).

5. Pentru un amestec de metale, trebuie să exprimi mase prin cantităţi de substanţe.
m = Mn
Deci masa aluminiului
mAl = 27x,
masa de fier
mFe = 56y,
și masa întregului amestec
27x + 56y = 11 (aceasta este a doua ecuație din sistem).

6. Deci, avem un sistem de două ecuații:

7. Rezolvarea unor astfel de sisteme este mult mai convenabilă prin scăderea prin înmulțirea primei ecuații cu 18:
27x + 18y = 7,2
și scăzând prima ecuație din a doua:

8. (56 - 18) și \u003d 11 - 7.2
y \u003d 3,8 / 38 \u003d 0,1 mol (Fe)
x = 0,2 mol (Al)

mFe = n M = 0,1 56 = 5,6 g
mAl = 0,2 27 = 5,4 g
ωFe = mFe / mmixture = 5,6 / 11 = 0,50,91%),

respectiv,
ωAl \u003d 100% - 50,91% \u003d 49,09%

Răspuns: 50,91% fier, 49,09% aluminiu.

Exemplul 316 g dintr-un amestec de zinc, aluminiu și cupru au fost tratate cu un exces de soluție de acid clorhidric. În acest caz, s-au eliberat 5,6 litri de gaz (n.a.) și 5 g de substanță nu s-au dizolvat. Determinați fracțiile de masă ale metalelor din amestec.

În al treilea exemplu, două metale reacționează, dar al treilea metal (cuprul) nu reacționează. Prin urmare, restul de 5 g este masa cuprului. Cantitățile celor două metale rămase - zinc și aluminiu (rețineți că masa lor totală este 16 - 5 = 11 g) pot fi găsite folosind un sistem de ecuații, ca în exemplul nr. 2.

Răspuns la Exemplul 3: 56,25% zinc, 12,5% aluminiu, 31,25% cupru.

Exemplul 4Un amestec de fier, aluminiu și cupru a fost tratat cu un exces de acid sulfuric concentrat la rece. În același timp, o parte din amestec s-a dizolvat și s-au eliberat 5,6 litri de gaz (n.a.). Amestecul rămas a fost tratat cu un exces de soluţie de hidroxid de sodiu. Au degajat 3,36 litri de gaz și au rămas 3 g de reziduu nedizolvat. Determinați masa și compoziția amestecului inițial de metale.

În acest exemplu, amintiți-vă că concentrat la rece acidul sulfuric nu reacționează cu fierul și aluminiul (pasivare), ci reacționează cu cuprul. În acest caz, se eliberează oxid de sulf (IV).
Cu alcali reactioneaza numai aluminiu- metal amfoter (pe lângă aluminiu, zincul și staniul se dizolvă și în alcalii, iar beriliul poate fi încă dizolvat în alcalii concentrate fierbinți).

Exemplul 4 soluție.

1. Doar cuprul reacţionează cu acidul sulfuric concentrat, numărul de moli de gaz:
nSO2 = V / Vm = 5,6 / 22,4 = 0,25 mol

2. (nu uitați că astfel de reacții trebuie egalizate folosind o balanță electronică)

3. Deoarece raportul molar dintre cupru și dioxid de sulf este de 1:1, atunci cuprul este de asemenea 0,25 mol. Puteți găsi masa cuprului:
mCu \u003d n M \u003d 0,25 64 \u003d 16 g.

4. Aluminiul reacționează cu o soluție alcalină și se formează un hidroxocomplex de aluminiu și hidrogen:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

5. Numărul de moli de hidrogen:
nH2 = 3,36 / 22,4 = 0,15 mol,
raportul molar dintre aluminiu și hidrogen este de 2:3 și, prin urmare,
nAl = 0,15 / 1,5 = 0,1 mol.
Greutate aluminiu:
mAl \u003d n M \u003d 0,1 27 \u003d 2,7 g

6. Restul este fier, cântărind 3 g. Puteți găsi masa amestecului:
mmix \u003d 16 + 2,7 + 3 \u003d 21,7 g.

7. Fracții de masă ale metalelor:

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

Răspuns: 73,73% cupru, 12,44% aluminiu, 13,83% fier.

Exemplul 521,1 g dintr-un amestec de zinc şi aluminiu au fost dizolvate în 565 ml de soluţie de acid azotic conţinând 20 gr. % HNO3 și având o densitate de 1,115 g/ml. Volumul gazului eliberat, care este o substanță simplă și singurul produs al reducerii acidului azotic, a fost de 2.912 l (n.a.). Determinați compoziția soluției rezultate în procente de masă. (RCTU)

Textul acestei probleme indică clar produsul reducerii azotului - „substanță simplă”. Deoarece acidul azotic nu produce hidrogen cu metale, este azot. Ambele metale dizolvate în acid.
Problema se referă nu la compoziția amestecului inițial de metale, ci la compoziția soluției obținute în urma reacțiilor. Acest lucru face sarcina mai dificilă.

Exemplul 5 soluție.

1. Determinați cantitatea de substanță gazoasă:
nN2 = V / Vm = 2,912 / 22,4 = 0,13 mol.

2. Determinați masa soluției de acid azotic, masa și cantitatea de substanță HNO3 dizolvată:

msoluție \u003d ρ V \u003d 1,115 565 \u003d 630,3 g
mHNO3 = ω msoluție = 0,2 630,3 = 126,06 g
nHNO3 = m / M = 126,06 / 63 = 2 mol

Vă rugăm să rețineți că, deoarece metalele s-au dizolvat complet, înseamnă - doar suficient acid(aceste metale nu reactioneaza cu apa). În consecință, va fi necesar să se verifice Există prea mult acid?, și cât de mult rămâne după reacție în soluția rezultată.

3. Compuneți ecuații de reacție ( nu uita de balanta electronica) și, pentru comoditatea calculelor, luăm pentru 5x - cantitatea de zinc și pentru 10y - cantitatea de aluminiu. Apoi, în conformitate cu coeficienții din ecuații, azotul în prima reacție va fi x mol, iar în a doua - 3y mol:

5. Atunci, având în vedere că masa amestecului de metale este de 21,1 g, masele lor molare sunt de 65 g/mol pentru zinc și 27 g/mol pentru aluminiu, obținem următorul sistem de ecuații:

6. Este convenabil să rezolvi acest sistem înmulțind prima ecuație cu 90 și scăzând prima ecuație din a doua.

7. x \u003d 0,04, ceea ce înseamnă nZn \u003d 0,04 5 \u003d 0,2 mol
y \u003d 0,03, ceea ce înseamnă că nAl \u003d 0,03 10 \u003d 0,3 mol

8. Verificați masa amestecului:
0,2 65 + 0,3 27 \u003d 21,1 g.

9. Acum să trecem la compoziția soluției. Va fi convenabil să rescrieți din nou reacțiile și să scrieți peste reacții cantitățile tuturor substanțelor reacţionate și formate (cu excepția apei):

10. Următoarea întrebare este: acid azotic a rămas în soluție și cât a mai rămas?
Conform ecuațiilor de reacție, cantitatea de acid care a reacționat:
nHNO3 = 0,48 + 1,08 = 1,56 mol,
adică acidul a fost în exces și puteți calcula restul său în soluție:
nHNO3res. \u003d 2 - 1,56 \u003d 0,44 mol.

11. Deci, în Soluție finală contine:

azotat de zinc în cantitate de 0,2 mol:
mZn(NO3)2 = n M = 0,2 189 = 37,8 g
azotat de aluminiu în cantitate de 0,3 mol:
mAl(NO3)3 = n M = 0,3 213 = 63,9 g
un exces de acid azotic în cantitate de 0,44 mol:
mHNO3res. = n M = 0,44 63 = 27,72 g

12. Care este masa soluției finale?
Amintiți-vă că masa soluției finale este formată din acele componente pe care le-am amestecat (soluții și substanțe) minus acei produși de reacție care au părăsit soluția (precipitate și gaze):

13.
Apoi, pentru sarcina noastră:

14. nou soluție \u003d masa soluție acidă + masa aliajului metalic - masa azotului
mN2 = n M = 28 (0,03 + 0,09) = 3,36 g
nou soluție \u003d 630,3 + 21,1 - 3,36 \u003d 648,04 g

ωZn(NO3)2 \u003d mv-va / mr-ra \u003d 37,8 / 648,04 \u003d 0,0583
ωAl(NO3)3 \u003d mv-va / mr-ra \u003d 63,9 / 648,04 \u003d 0,0986
ωHNO3res. \u003d mv-va / mr-ra \u003d 27,72 / 648,04 \u003d 0,0428

Răspuns: 5,83% azotat de zinc, 9,86% azotat de aluminiu, 4,28% acid azotic.

Exemplul 6La prelucrarea a 17,4 g dintr-un amestec de cupru, fier și aluminiu cu un exces de acid azotic concentrat, s-au eliberat 4,48 litri de gaz (n.a.), iar când acest amestec a fost expus la aceeași masă de acid clorhidric în exces, 8,96 l de gaz. (n.a.). u.). Determinați compoziția amestecului inițial. (RCTU)

Când rezolvăm această problemă, trebuie să ne amintim, în primul rând, că acidul azotic concentrat cu un metal inactiv (cuprul) dă NO2, în timp ce fierul și aluminiul nu reacţionează cu el. Acidul clorhidric, pe de altă parte, nu reacționează cu cuprul.

Răspuns de exemplu 6: 36,8% cupru, 32,2% fier, 31% aluminiu.

Sarcini pentru soluție independentă.

1. Probleme simple cu două componente ale amestecului.

1-1. Un amestec de cupru și aluminiu cântărind 20 g a fost tratat cu o soluție 96% de acid azotic și s-au eliberat 8,96 litri de gaz (n.a.). Determinați fracția de masă a aluminiului din amestec.

1-2. Un amestec de cupru și zinc cântărind 10 g a fost tratat cu o soluție alcalină concentrată. În acest caz, s-au eliberat 2,24 litri de gaz (n. a.). Calculați fracția de masă a zincului din amestecul inițial.

1-3. Un amestec de magneziu și oxid de magneziu cântărind 6,4 g a fost tratat cu o cantitate suficientă de acid sulfuric diluat. Totodată, au fost eliberați 2,24 litri de gaz (n.a.). Găsiți fracția de masă a magneziului din amestec.

1-4. Un amestec de zinc și oxid de zinc cântărind 3,08 g a fost dizolvat în acid sulfuric diluat. S-a obţinut sulfat de zinc cu o greutate de 6,44 g. Calculaţi fracţia de masă a zincului din amestecul iniţial.

1-5. Sub acțiunea unui amestec de pulberi de fier și zinc cu o greutate de 9,3 g pe un exces de soluție de clorură de cupru (II), s-au format 9,6 g de cupru. Determinați compoziția amestecului inițial.

1-6. Ce masă de soluție de acid clorhidric 20% va fi necesară pentru a dizolva complet 20 g dintr-un amestec de zinc cu oxid de zinc, dacă se eliberează hidrogen în cantitate de 4,48 litri (n.a.)?

1-7. Când sunt dizolvate în acid azotic diluat, 3,04 g dintr-un amestec de fier și cupru eliberează oxid azotic (II) cu un volum de 0,896 l (n.a.). Determinați compoziția amestecului inițial.

1-8. La dizolvarea a 1,11 g dintr-un amestec de pilitură de fier și aluminiu într-o soluție de acid clorhidric 16% (ρ = 1,09 g / ml), s-au eliberat 0,672 litri de hidrogen (n.a.). Aflați fracțiunile de masă ale metalelor din amestec și determinați volumul de acid clorhidric consumat.

2. Sarcinile sunt mai complexe.

2-1. Un amestec de calciu și aluminiu cântărind 18,8 g a fost calcinat fără acces la aer cu un exces de pulbere de grafit. Produsul de reacție a fost tratat cu acid clorhidric diluat și s-au eliberat 11,2 litri de gaz (n.a.). Determinați fracțiile de masă ale metalelor din amestec.

2-2. Pentru a dizolva 1,26 g dintr-un aliaj de magneziu cu aluminiu, s-au folosit 35 ml de soluție de acid sulfuric 19,6% (ρ = 1,1 g/ml). Excesul de acid a reacţionat cu 28,6 ml de soluţie de carbonat acid de potasiu 1,4 mol/L. Determinați fracțiile de masă ale metalelor din aliaj și volumul de gaz (n.a.) eliberat în timpul dizolvării aliajului.