Ето имената на различни химически системи. Разделете ги на: смеси; чисти вещества и истински разтвори.

Дестилирана вода

Морска вода
Кислород
Сребро

Инжекционен разтвор на натриев хлорид

Водород
Излято желязо
Въглероден двуокис
Въздух

Базалт
Стъклена чаша

Емулсия масло във вода
Водя

Предложете начини за разделяне на смеси:а) вода и пясък; б) дървени и железни стружки; в) вода и мастило; г) вода и масло.

Чисти вещества и смеси.

IN ЕжедневиетоВсеки от нас се сблъсква с много смеси от вещества, като има работа не само с чисти, но и със замърсени вещества. Важно е да можете да правите разлика между тези понятия и да можете да определяте по специфични характеристики с какво имате работа: чисто или замърсено вещество, отделно вещество или смес от вещества. В крайна сметка човек иска да пие само вода, която не съдържа вредни примеси. Искаме да дишаме въздух, който не е замърсен с вредни за здравето газове. В медицината и производството на фармацевтични продукти проблемът за получаване и използване на чисти вещества е особено актуален.

Нека се запознаем с основните термини на урока.

смес- това е, което се образува при смесване на две или повече вещества с различни свойства.

Веществата, които изграждат сместа, се наричат компоненти. Например въздухът е смес от газове: азот, кислород, въглероден двуокиси други.

Ако масата на един компонент е десетки пъти по-малка от масата на друг компонент на сместа, тогава се нарича примес. Твърди се, че веществото е замърсено. Например въздухът може да е замърсен въглероден окис, продукт на непълно изгаряне органични съединения, по-специално бензин. Между другото, бензинът е смес органична материя– въглеводороди.

КЛАСИФИКАЦИЯ НА СМЕСИ

Смесите се различават една от друга по външен вид. Например солена вода (смес от готварска сол и вода) и смес от речен пясък и вода. В първия случай е невъзможно да се види границата твърдо-течно. Такава смес се нарича хомогенна (или хомогенна). Други примери за хомогенни смеси са оцет (смес от оцетна киселина и вода), въздух и захарен сироп.

Смес от речен пясък и вода се класифицира като хетерогенни (или хетерогенни) смеси, т.к съставът на такава смес не е еднакъв в различни точки на обема. Смесите от глина и вода, бензин и вода са разнородни.

По принцип всичко, което ни заобикаля, е смес от вещества.Освен това няма вещества, които са абсолютно свободни от примеси.

Но е обичайно да се говори за относителната чистота на дадено вещество, т.е. вещества имат различни степеничистота.

Чистота на веществото

Ако не се открият примеси, когато дадено вещество се използва за технически цели, тогава веществото се нарича технически чист. Например веществото, от което е направено лилавото мастило, може да съдържа примеси. Но ако тези примеси не влияят по никакъв начин на качеството на мастилото, значи то е технически чисто.

Ако не се открият примеси от химична реакция, тогава веществото се класифицира като химически чист. Например, това е дестилирана вода.

Признаци на индивидуалността на веществото

Чистото вещество понякога се нарича индивидуално вещество, т.к. има строго определени свойства. Например, само дестилираната вода има точка на топене 0 C, точка на кипене 100 C и е без вкус и мирис.

Променят ли се свойствата на веществата в смес? За да отговорим на този въпрос, нека проведем прост експеримент. Смесете сяра и желязо на прах. Знаем, че желязото се привлича от магнит, но сярата не. Желязото запази ли свойствата си след смесване със сяра?

ИЗВОД: Свойствата на веществата в сместа не се променят. Знанието за свойствата на компонентите на смес се използва за разделяне на смеси и пречистване на вещества.

Методи за разделяне на смеси и пречистване на вещества

Нека дефинираме разликата между „методи за разделяне на смеси“ и „методи за пречистване на вещества“. В първия случай е важно да се получат всички компоненти, които съставляват сместа, в чиста форма. При пречистване на вещество обикновено се пренебрегва получаването на примеси в чист вид.

СЕЛИЩЕ

Как да разделим смес от пясък и глина? Това е един от етапите в керамичното производство (например при производството на тухли). За отделяне на такава смес се използва методът на утаяване. Сместа се поставя във вода и се разбърква. Глината и пясъкът се утаяват във вода с различна скорост. Следователно пясъкът ще се утаи много по-бързо от глината (фиг. 1).

Ориз. 1. Разделяне на смес от глина и пясък чрез утаяване

Методът на утаяване се използва и за разделяне на смеси от неразтворими вещества във вода. твърди веществас различна плътност. Например, по този начин можете да разделите смес от железни и дървени стърготини (дървесните стърготини ще плуват във водата, докато железните стърготини ще се утаят).

Смес от растително масло и вода също може да се раздели чрез утаяване, тъй като маслото не се разтваря във вода и има по-ниска плътност (фиг. 2). По този начин чрез утаяване е възможно да се разделят смеси от течности, които са неразтворими една в друга и имат различна плътност.

Ориз. 2. Разделяне на смес от растително масло и вода чрез утаяване

Филтриране

За да разделите смес от готварска сол и речен пясък, можете да използвате метода на утаяване (когато се смеси с вода, солта ще се разтвори и пясъкът ще се утаи), но ще бъде по-надеждно да отделите пясъка от соления разтвор с помощта на друг метод - методът на филтриране.

Филтрирането на тази смес може да се извърши с помощта на хартиен филтър и фуния, спусната в чаша. Върху филтърната хартия остават песъчинки, а през филтъра преминава бистър разтвор на готварска сол. В този случай речният пясък е утайката, а солевият разтвор е филтратът (фиг. 3).

Ориз. 3. Използване на метода на филтриране за отделяне на речен пясък от солевия разтвор

Филтрирането може да се извърши не само с филтърна хартия, но и с други порести или насипни материали. Например насипните материали включват кварцов пясък, а порестите материали включват стъклена вата и печена глина.

Някои смеси могат да бъдат разделени с помощта на метода на "гореща филтрация". Например смес от сяра и железни прахове. Желязото се топи при температури над 1500 C, а сярата при около 120 C. Разтопената сяра може да се отдели от железния прах с помощта на нагрята стъклена вата.

I. Нов материал

При подготовката на урока авторът използва следните материали:Н.К.Черемисина,

учител по химия гимназия № 43

(Калининград),

Живеем сред химически вещества. Вдишваме въздух, а това е смес от газове ( азот, кислороди други), издишайте въглероден двуокис. Да се ​​измием вода- Това е друго вещество, най-разпространеното на Земята. Ние пием мляко- смес водас малки капки мляко дебел, и не само: тук има и млечен протеин казеин, минерал сол, витаминии дори захар, но не тази, с която пият чай, а специална, млякото - лактоза. Ядем ябълки, които се състоят от цял ​​набор от химикали - тук и захар, И Ябълкова киселина, И витамини... Когато сдъвканите парчета ябълка попаднат в стомаха, върху тях започват да действат човешки храносмилателни сокове, които спомагат за усвояването на всички вкусни и полезни вещества не само на ябълката, но и на всяка друга храна. Ние не само живеем сред химикали, но и ние самите сме направени от тях. Всеки човек - неговата кожа, мускули, кръв, зъби, кости, коса е изграден от химикали, като къща от тухли. Азотът, кислородът, захарта, витамините са естествени вещества, естествен произход. Стъклена чаша, каучук, стоманата също е вещество, по-точно, материали(смеси от вещества). И стъклото, и каучукът са с изкуствен произход; В природата не се срещат абсолютно чисти вещества или се срещат много рядко.

По какво се различават чистите вещества от смесите от вещества?

Отделно чисто вещество има определен набор от характерни свойства (постоянни физични свойства). Само чистата дестилирана вода има точка на топене = 0 °C, точка на кипене = 100 °C и няма вкус. Морската вода замръзва при по-ниска температура и кипи при по-висока; вкусът й е горчив и солен. Водата на Черно море замръзва при по-ниска температура и кипи при по-висока температура от водата на Балтийско море. Защо? Факт е, че морската вода съдържа други вещества, например разтворени соли, т.е. това е смес от различни вещества, чийто състав варира в широки граници, но свойствата на сместа не са постоянни. Дефиницията на понятието „смес“ е дадена през 17 век. английският учен Робърт Бойл : „Сместа е интегрална система, състояща се от разнородни компоненти.“

Сравнителна характеристика на сместа и чистото вещество

Знаци за сравнение	Чисто вещество	смес
Съединение	Константа	непостоянен
вещества	Един и същ	различни
Физични свойства	Постоянно	непостоянен
Промяна на енергията по време на формирането	Случва се	Няма да се случи
Раздяла	Чрез химични реакции	Чрез физични методи

Смесите се различават една от друга по външен вид.

Класификацията на смесите е показана в таблицата:

Нека дадем примери за суспензии (речен пясък + вода), емулсии (растително масло + вода) и разтвори (въздух в колба, готварска сол + вода, дребни пари: алуминий + мед или никел + мед).

В суспензии се виждат частици от твърдо вещество, в емулсии - капчици течност, такива смеси се наричат ​​хетерогенни (хетерогенни), а в разтворите компонентите не се различават, те са хомогенни (хомогенни) смеси.

Методи за разделяне на смеси

В природата веществата съществуват под формата на смеси. За лабораторни изследвания, промишлено производство, за нуждите на фармакологията и медицината са необходими чисти вещества.

За пречистване на вещества се използват различни методи за разделяне на смеси.

Тези методи се основават на разликите в физически свойствакомпоненти на сместа.

Нека помислим начинираздяларазнородни И хомогенен смеси .

Пример за смесване	Метод на разделяне
Суспензия - смес от речен пясък и вода	Застъпничество Раздяла защитавайкивъз основа на различни плътности на веществата. По-тежкият пясък се утаява на дъното. Можете също така да отделите емулсията: отделете маслото или растителното масло от водата. В лабораторията това може да се направи с помощта на делителна фуния. Петролът или растителното масло образува горния, по-лек слой.В резултат на утаяването от мъглата пада роса, от дима се утаяват сажди, а в млякото се утаява сметана. Разделяне на смес от вода и растително масло чрез утаяване
Смес от пясък и готварска сол във вода	Филтриране Каква е основата за разделяне на разнородни смеси с помощта филтриране?За различната разтворимост на веществата във вода и за различните размери на частиците.През През порите на филтъра преминават само частици от сравними с тях вещества, докато по-големите частици се задържат върху филтъра. Така че можете да разделите хетерогенна смесготварска сол и речен пясък.Като филтри могат да се използват различни порести вещества: вата, въглища, печена глина, пресовано стъкло и др. Методът на филтриране е в основата на работата на домакински уреди, като прахосмукачки. Използва се от хирурзи - марлени превръзки; сондажи и асансьорни работници - дихателни маски. С помощта на цедка за чай, за да филтрира чаените листа, Остап Бендер, героят на произведението на Илф и Петров, успя да вземе един от столовете на Елочка Огреса („Дванадесетте стола“).
Смес от желязо и сяра на прах	Действие чрез магнит или вода Железният прах беше привлечен от магнит, но серният прах не беше.. Неомокряемият прах от сяра изплува на повърхността на водата, а тежкият омокрящ се железен прах се утаява на дъното. Разделяне на смес от сяра и желязо с помощта на магнит и вода
Разтвор на сол във вода е хомогенна смес	Изпаряване или кристализация Водата се изпарява, оставяйки солни кристали в порцелановата чаша. Когато водата се изпари от езерата Елтън и Баскунчак, се получава готварска сол. Този метод на разделяне се основава на разликата в точките на кипене на разтворителя и разтвореното вещество. Ако дадено вещество, например захар, се разлага при нагряване, тогава водата не се изпарява напълно - разтворът се изпарява и след това от. наситен разтворзахарните кристали се утаяват. Понякога е необходимо да се отстранят примесите от разтворители с по-ниска точка на кипене, като например вода от сол. В този случай парите на веществото трябва да се съберат и след това да се кондензират при охлаждане. Този метод за разделяне на хомогенна смес се нарича дестилация или дестилация. В специални устройства -дестилаторите произвеждат дестилирана вода , койтоизползвани за нуждите на фармакологията, лаборатории, автомобилни охладителни системи . У дома можете да конструирате такъв дестилатор: Ако разделите смес от алкохол и вода, тогава алкохолът с точка на кипене = 78 °C първо ще бъде дестилиран (събран в приемна епруветка), а водата ще остане в епруветката. Дестилацията се използва за производство на бензин, керосин и газьол от петрол. Разделяне на хомогенни смеси

Специален метод за разделяне на компонентите, основан на различната им абсорбция от дадено вещество, е хроматография.

Можете да го направите у дома следващ опит. Закачете лента от филтърна хартия върху контейнер с червено мастило, като потопите само края на лентата в нея. Разтворът се абсорбира от хартията и се издига по нея. Но границата на покачване на боята изостава от границата на покачване на водата. Така се разделят две вещества: вода и оцветител в мастилото.

Използвайки хроматография, руският ботаник М. С. Цвет е първият, който изолира хлорофил от зелените части на растенията. В промишлеността и лабораториите нишесте, въглища, варовик и алуминиев оксид се използват вместо филтърна хартия за хроматография. Винаги ли се изискват вещества с еднаква степен на пречистване?

За различни цели са необходими вещества с различна степен на пречистване. Водата за готвене трябва да се остави да престои достатъчно, за да се отстранят примесите и хлорът, използван за дезинфекция. Водата за пиене трябва първо да бъде преварена. И в химическите лаборатории за приготвяне на разтвори и провеждане на експерименти, в медицината е необходима дестилирана вода, пречистена възможно най-много от веществата, разтворени в нея. Особено чисти вещества, съдържанието на примеси в които не надвишава една милионна от процента, се използват в електрониката, полупроводниците, ядрените технологии и други прецизни индустрии.

Прочетете стихотворението на Л. Мартинов „Дестилирана вода“:

вода
Предпочитан
Да излее!
Тя
Блесна
Толкова чиста
Без значение какво да се напие,
Без пране.
И това не беше без причина.
Тя пропусна
Върби, тала
И горчивината на цъфтящите лози,
Нямаше достатъчно водорасли
И риба, мазна от водни кончета.
Липсваше й да е вълниста
Липсваше й да тече навсякъде.
Животът не й стигаше
Чисто –
Дестилирана вода!

Използване на дестилирана вода

II. Задачи за затвърдяване

1) Работа със симулатори № 1-4(необходимоизтеглете симулатора, той ще се отвори в браузъра Internet Explorer)

Образователен експеримент
в началото на курса по химия

Разделяне на смеси и пречистване на вещества

Продължение. Вижте началото в бр.19/2007

В природата чистите вещества се срещат най-често в смеси. И в ежедневието ние се занимаваме предимно не с отделни (отделни) вещества, а със смеси или материали със сложен състав. Предметът на изучаване на науката химия е веществои неговите трансформации. Следователно учениците трябва да научат, че една от най-важните задачи на химията е получаването на отделни (чисти) вещества. Този проблем има две решения:

синтез на веществав лаборатории, заводи, фабрики и заводи от други вещества и материали;

раздяла смеси(естествени или изкуствени) на отделни компоненти – отделни вещества.

Напомняме, че задачите за задълбочаване и систематизиране на знанията на учениците са отпечатани в курсив.

Експерименти за разделяне на смеси
и пречистване на вещества чрез физични методи

В зависимост от агрегатното състояние и свойствата на съставните им компоненти смесите биват хомогененИ разнородни. Във всеки случай веществата в сместа запазват свойствата си.

Разделянето на смес чрез физични или химични методи е възможно, когато веществата (компонентите), които ги съставят, имат рязко различни свойства. Изборът на метод за разделяне на смеси зависи не само от вида на сместа (хомогенна или хетерогенна) и индивидуалните свойства на компонентите, но и от това какво вещество или вещества трябва да бъдат изолирани в чист вид. Трябва да се има предвид, че веществата, получени в резултат на разделянето на сместа, няма да бъдат абсолютно чисти вещества, но ще съдържа определена част от примеси.

Разгледайте етикетите на опаковките на различни вещества (химични реактиви) в химическата лаборатория. Обърнете внимание на цветовите и словесни обозначения на различни чистоти на веществата и съдържанието на примеси в тях в съответствие със стандарта или техническо състояниевсеки реагент.

ОПИТ1. Веществата в сместа запазват индивидуалните си свойства

Оборудване и материали. Магнит, хаванче и пестик, чаши, хартия; вода, сяра, желязо (на прах).

Извършване.Стрийте сярата в хаванче и изсипете (2-3 г) върху лист бяла хартия. Друг хартиядобавете желязо на прах (2-3 g). Обмисли външни признацитези вещества. Тук и по-нататък в този експеримент обърнете внимание на приликите и разликите в отделните свойства на желязото и сярата (агрегатно състояние, цвят, мирис, разтворимост във вода, омокряемост с вода, плътност, магнитно действие и др.). Добавете щипка сяра и желязо към чаши вода. Покрийте части от вещества върху парчета хартия с други парчета хартия и ги докоснете отгоре с магнит.

Смелете желязо на прах (2 g) със сяра (2 g) в хаван и проверете сместа. Капнете щипка от сместа в чаша вода. Изсипете друга част от сместа върху лист хартия, покрийте с друг лист и задръжте магнит. Опишете подробно вашите наблюдения. Отговори на въпросите.

1. Защо фино смляната сяра на прах не плува във водата? Дали това свойство се дължи на плътността на сярата или има друга причина?

2. Какви свойства на сярата и желязото установихте в този експеримент?

3. Запазват ли се тези индивидуални свойства на компонентите в сместа?

4.Какви свойства на сярата и желязото са използвани в този експеримент за разделяне на смес от желязо и сяра?

ОПИТS 2–3. Хетерогенните смеси могат да се разделят чрез утаяване

Оборудване и материали. Стативи, чаши, цилиндри, делителни фунии; кална (глинеста и пясъчна) вода, смес от растително масло и вода.

Извършване.Разклатете мътна вода в чаша и я излейте окачванев цилиндър. Разбъркайте добре сместа от масло и вода и изсипете емулсияв разделителна фуния, монтирана на стойка.

Отбележете вашите наблюдения след 1, 2, 5 минути. Декантирайтетечност от цилиндъра в чиста чаша. Помислете за остатъка в цилиндъра и водата в чашата.

Завъртете крана на разделителната фуния, за да източите долния слой течност в чаша.

1.Какви свойства на компонентите направиха възможно разделянето на тези смеси?

2. Може ли да се каже, че изолираните от сместа вещества (кои?) са чисти?

3. Дайте примери за разделяне на смеси чрез утаяване, използвани в практиката. На какви разлики в свойствата на веществата се основава този метод?

ОПИТ4. Разделяне на разнородни смеси
може да се ускори чрез центрофугиране

Оборудване и материали. центрофуга;кална (глинеста) вода.

Извършване.Изсипете суспензията в центрофужни епруветки, поставете ги в гнездата на центрофугата и включете устройството според инструкциите (или използвайте ръчна центрофуга) за 3-5 минути. Изсипете водата в чиста чаша.

ОПИТS 5–6. Суспензиите могат да бъдат разделени
към компонентите чрез филтриране

Оборудване и материали. Статив с пръстен, фуния за филтриране, чаши, стъклени пръчици, филтърна хартия, вата, марля; мътна вода, 3% разтвор на меден (II) сулфат.

Извършване.Сглобете филтриращия модул и филтрирайте мътната вода първо през слой марля, след това памучна вата и накрая с филтърна хартия с доста фини пори. Проведете подобен експеримент с разтвор на меден (II) сулфат.

Отбележете вашите наблюдения и сравнете чистотата на филтрата, когато използвате различни филтърни материали и използвате различни методи за разделяне на смеси. Направете подходящи заключения.

1. Възможно ли е да се раздели смес от вода и растително масло или други емулсии чрез филтриране?

2. Дайте примери за практическо разделяне на смеси чрез филтриране. На какво се основава този метод за разделяне на смеси?

3.Кои смеси могат да бъдат разделени чрез филтруване и кои смеси не могат да бъдат разделени чрез този метод?

ОПИТ7. Някои смеси могат да се разделят с помощта на магнит

Оборудване и материали. Магнит, парчета хартия 10х10 см; смес от железен прах и пясък, набор (смес) от монети с различни деноминации, смес магнетит с отпадъчни скали.

Извършване.Сместа се поставя върху лист хартия, покрива се с друг лист, повдига се магнит и без да се маха, се обръща горният лист с привлеченото от магнита вещество.

Опишете вашите наблюдения. Проверете какви други вещества и материали се привличат от магнит.

1.Какви вещества или материали са били освободени от смеси с помощта на магнит?

2.На какво се основава методът за магнитно разделяне на смеси? Дайте примери за използване на този метод на практика.

ОПИТ8. Прилага се флотация
за обработка на полезни изкопаеми

Оборудване и материали. Висока чаша, шпатула; смес от фино смляна сяра с пясък, вода.

Извършване.С помощта на шпатула изсипете сместа от сяра и пясък в чаша с вода на малки порции, като всеки път смесвате добре съдържанието на чашата.

Опишете вашите наблюдения. Проверете плътността на пясъка, сярата и водата в справочника и запишете техните стойности в тетрадка.

1. Забелязали ли сте някакви противоречия между свойствата на сярата и плътността на това вещество?

2. Дайте примери за практическото приложение на флотацията като метод за разделяне на веществата при обогатяването на минерали. На какво се основава този метод?

ОПИТS 9–10. Възможно ли е да се изпарят разтвори?
вземете сол и гранулирана захар?

Оборудване и материали. Статив с пръстен, мрежа, порцеланови чаши за изпаряване, спиртна лампа (горелка); 30% разтвор на готварска сол, 40% разтвор на захар.

Извършване.Сглобете изпарителната инсталация. Изсипете 3-4 мл разтвор на готварска сол в чаша и изпарете течността почти до сухо. С помощта на щипки за тигел отстранете чашата от огъня и се уверете, че водата се е изпарила напълно. В противен случай внимателно завършете експеримента, като избягвате прекомерното прегряване на солта. (Внимание! Горещият, концентриран разтвор може да пръсне.) След като чашата със сол се охлади, съберете сухия остатък върху чист лист хартия. По същия начин (внимателно!) изпарете 3–4 ml захарен разтвор. Опитайте се да съберете сухия остатък и в този случай.

Опишете вашите наблюдения и сравнете резултатите от изпаряването на разтвори на готварска сол и захар. обръщам внимание на външен видполучени вещества. Не забравяйте, че дегустацията на вещества в лабораторията е строго забранена!

1. Могат ли всички твърди вещества, разтворени във вода, да бъдат получени в чиста форма чрез изпаряване на разтвора при обикновени условия?

2. Дайте примери за получаване на вещества в чиста форма чрез изпаряване на практика. На какво се основава този метод?

ОПИТ11. Възможно ли е да се превърне морската вода в прясна вода?

Оборудване и материали. Инсталация за дестилация на вода, натрошен фаянс, предметни стъкла, пипети, щипки за тигели; 3% разтвор на готварска сол (имитация морска вода).

Извършване.Изпарете капка „морска вода“ върху предметно стъкло и докажете, че тази проба течност е разтвор. (На мястото на изпарената капка ще остане „петно“ от сол.) Сглобете инсталация за дестилация на вода или нейната опростена версия, като първо поставите парчета счупен фаянс в дестилационна колба (за равномерно кипене на течността) и дестилирайте
2–3 мл дестилат. Проверете чистотата на пробата от получената порция дестилирана вода чрез изпаряване върху предметно стъкло.

Опишете вашите наблюдения, сравнете резултатите от изпаряването на капки от „морска“ и дестилирана вода, оценете ефективността на този метод за пречистване на вещества.

1. Какви смеси (хомогенни или хетерогенни) могат да бъдат разделени чрез дестилация?

2. Кои компоненти на смеси могат и не могат да бъдат изолирани чрез дестилация?

3. Дайте примери за практическото приложение на дестилацията (дестилация). На какво се основава този метод за пречистване на вещества?

ОПИТ12. Красивите кристали могат да бъдат „отгледани“ у дома

Оборудване и материали. Чаши, нагревател, найлонова нишка, стъклена пръчка; меден сулфат, трапезна сол и други соли, вода.

Извършване.Пригответе 250–300 ml солен разтвор, наситен при 30 °C (от наличния). Ако разтворът съдържа видими примеси, филтрирайте го в голяма чаша.

Завържете тънък найлонов конец към средата на стъклената пръчка. Поставете пръчката върху горната част на чашата и спуснете свободния край на конеца в разтвора почти до дъното на съда. След 1-2 дни проверете конеца и отстранете всички кристали от него, с изключение на един - най-големият и правилна форма. Разтворът може да се нагрее отново, докато утаените кристали се разтворят, и след охлаждане нишката с кристала може да се спусне отново в него. Операцията се извършва до получаване на голям кристал. По-добре е да съхранявате отглежданите кристали в прозрачни, затворени контейнери, като ги снабдите с етикети.

Начертайте получените кристали, сравнете формите на големи и малки кристали от едно и също вещество и формите на кристали от различни вещества. Направете подходящи заключения.

Дайте примери за практическото приложение на кристализацията и рекристализацията като метод за пречистване на вещества. На какво се основава този метод?

ОПИТ13. Разтворимостта на йод в хексан е по-висока, отколкото във вода

Оборудване и материали. Делителна фуния, чаша; йодна вода, хексан (можете да вземете неоцветен бензин или директно дестилиран керосин).

Извършване.Изсипете 5–10 ml йодна вода в делителна фуния и внимателно добавете 2–3 ml разтворител по стената на съда. Моля, имайте предвид, че разтворителят е по-лек от водата. Затворете фунията със запушалка и внимателно, като държите запушалката, разбъркайте сместа. Имайте предвид, че йодът се е преместил от водния слой към слоя разтворител.

Опишете вашите наблюдения, сравнете цветовете на оригиналния и получения разтвор. Обяснете тези промени. Използвайте речника, за да намерите определението за „извличане“.

Дайте примери за практическото приложение на екстракцията като метод за пречистване и изолиране на вещества. На какво се основава този метод?

ОПИТ14. Черният въглен обезцветява мастилото.

Оборудване и материали. Конична колба, аксесоари за филтри; вода, мастило, таблетки активен въглен.

Извършване.Налейте 40-50 ml вода в колбата и добавете 1-3 капки мастило, за да получите леко оцветен разтвор. Добавете 3-5 таблетки активен въглен в колбата и разбъркайте енергично сместа с кръгови движения на колбата. Оставете сместа да престои. Ако не настъпи обезцветяване, добавете още няколко таблетки въглен и повторете смесването. Уверявайки се, че адсорбцияе настъпило напълно, филтрирайте сместа.

На какво се основава явлението адсорбция и къде се среща? практическа употреба?

ОПИТ15. Ние “пишем” с бои

Оборудване и материали. Филтърна хартия, пипети, вода, маркери в различни цветове.

Извършване.Няколко докосвания с цветен флумастер в една и съща точка ще създадат малко, но интензивно оцветено петно ​​върху филтърната хартия. Поставете капка алкохол или вода в центъра на петното и добавете допълнителни капки разтворител, докато се разпространява. Ако багрилото е хомогенно, цветният пръстен ще бъде равномерен. Ако боята на флумастера се състои от смес от няколко цвята, тогава ще получите хроматограмаот няколко цвята, съответстващи на състава на багрилото. Методът за разделяне на сложни цветни смеси на техните съставни части в този случай се нарича хартиена хроматография. Цветно петно ​​може да се получи и върху хартия с помощта на два или повече флумастера и опитът да се повтори.

Опишете вашите наблюдения в експеримент за разделяне на смес с помощта на хроматография. Методът се основава на различна степен на адсорбция на вещества със специални адсорбенти.

Дайте примери за разделяне на вещества чрез хроматография с помощта на различни адсорбенти. На какво се основава този метод?

Въпроси и задачи за систематизиране
и обобщения на понятията по темата

1. Направете план за разделяне на следните смеси:

а) пясък, сол;

б) пясък, глина, дървени стърготини;

в) пясък, йод, готварска сол;

г) малки железни гвоздеи, битови отпадъци;

д) железни стружки, готварска сол, сяра.

2. Ако готвачът е пресолил супата, препоръчително е да поставите малка ленена торба с ориз (20–30 g) в тигана за 10–15 минути. На какво се основава тази „бабина тайна”? Можете ли да предложите друг начин за коригиране на това?

3. Преди да приготвите тестото, брашното се пресява през сито. Може ли пресяването да се счита за един от методите за пречистване на вещества? Ако да, на какво се основава този метод?

4. В известни приказки мащехата или други зли духове принудиха героинята да раздели някои смеси на отделни компоненти. Помните ли какви бяха тези смеси и по какъв метод бяха разделени?

G.I.STREMPLER,
Професор в катедрата по химия
и методи на обучение
Държава Саратов
университет

Препечатано с продължение

Резюме по дисциплината:Химия

По темата: Методи за разделяне на смеси

Рига - 2009 г

Въведение………………………………………………………………………………………..страница 3

Видове смеси……………………………………………………………………………………стр. 4

Методи за разделяне на смеси………………………………………………………..страница 6

Заключение…………………………………………………………………………………….стр. 11

Списък с препратки…………………………………………………………………....стр. 12

Въведение

В природата веществата в чист вид са много редки. Повечето от предметите около нас се състоят от смес от вещества. В химическата лаборатория химиците работят с чисти вещества. Ако веществото съдържа примеси, тогава всеки химик може да отдели веществото, необходимо за експеримента, от примесите. За да се изследват свойствата на веществата, е необходимо това вещество да се пречисти, т.е. разделят на съставни части. Разделянето на смес е физически процес. Физически методиразделянето на веществата се използват широко в химическите лаборатории, в производството на хранителни продукти, в производството на метали и други вещества.

Видове смеси

В природата няма чисти вещества. Когато изследваме камъни и гранит, ние сме убедени, че те се състоят от зърна и вени с различни цветове; Млякото съдържа мазнини, протеини и вода; нефтът и природният газ съдържат органични вещества, наречени въглеводороди; въздухът съдържа различни газове; естествената вода не е химически чисто вещество. Смес е смес от две или повече различни вещества.

Смесите могат да бъдат разделени на две големи групи (ri

Ако компонентите на сместа са видими с просто око, тогава такива смеси се наричат разнородни.Например смес от дървени и железни стружки, смес от вода и растително масло, смес от речен пясък и вода и др.

Ако компонентите на сместа не могат да бъдат разграничени с просто око, тогава такива смеси се наричат хомогенен. Смеси като мляко, масло, захарен разтвор във вода и др. се класифицират като хомогенни смеси.

Има твърди, течни, газообразни вещества. Веществата могат да се смесват във всяко агрегатно състояние. Агрегатното състояние на сместа се определя от веществото, което количествено превъзхожда останалите.

Хетерогенни смеси се образуват от вещества с различни агрегатни състояния, когато веществата не се разтварят взаимно и не се смесват добре (Таблица 1)

Видове разнородни смеси
преди смесване	Примери
Твърд/твърд	Минерали; желязо/сяра
Твърдо/течно	варов разтвор; отпадъчни води
Твърдо/газообразно	дим;
прашен въздух	Течно/твърдо
перла;	минерали; вода/лед
Течност/течност	Мляко; растително масло/вода
Течен/Газообразен	Мъгла; облаци
Газообразно/твърдо	стиропор

Газообразно/течно

Сапунена пяна
Хомогенни смеси се образуват, когато веществата се разтворят добре едно в друго и се смесят добре (Таблица 2). преди смесване	Примери
Твърд/твърд	Видове хомогенни смеси
Твърдо/течно	Физическо състояние на компонентите
Твърдо/газообразно	Сплав от злато и сребро
прашен въздух	Захар/вода
перла;	Йодни пари във въздуха
Течност/течност	Набъбнал желатин
Течен/Газообразен	Алкохол/вода
Газообразно/твърдо

Когато се образуват смеси, обикновено не се извършват химични трансформации и веществата в сместа запазват свойствата си. Разликите в свойствата на веществата се използват за разделяне на смеси.

Методи за разделяне на смеси

Смесите, както хетерогенни, така и хомогенни, могат да бъдат разделени на съставни части, т.е. за чисти вещества. Чистите вещества са вещества, които чрез физични методи не могат да бъдат разделени на две или повече други вещества и не променят физичните си свойства. Съществуват различни методи за разделяне на смеси; в зависимост от състава на сместа се използват определени методи за разделяне.

1. скрининг;
2. филтриране;
3. застъпничество;
4. Декантиране
5. центрофугиране;
6. Изпаряване;
7. Изпаряване;
8. прекристализация;
9. Дестилация (дестилация);
10. замразяване;
11. Магнитно действие;
12. Хроматография;
13. екстракция;
14. Адсорбция.

Нека се запознаем с няколко от тях. Тук трябва да се отбележи, че нехомогенните смеси се разделят по-лесно от хомогенните. По-долу даваме примери за разделяне на вещества от хомогенни и нехомогенни смеси.

Прожекция.

Нека си представим, че гранулираната захар попада в брашното. Може би най-простият начин за разделяне е скрининг. С помощта на сито можете лесно да отделите малки частици брашно от относително големи кристали захар. IN селско стопанствопресяването се използва за отделяне на семената на растенията от чужди остатъци. В строителството така се отделя чакъл от пясък.

Филтриране

Твърдият компонент на суспензията се отделя от течността филтриране,с помощта на хартиени или платнени филтри, памучна вата, тънък слой фин пясък. Нека си представим, че ни е дадена смес от готварска сол, пясък и глина. Необходимо е да отделите готварската сол от сместа. За да направите това, поставете сместа в чаша с вода и разклатете. Трапезната сол се разтваря и пясъкът се утаява. Глината не се разтваря и не се утаява на дъното на чашата, така че водата остава мътна. За да се отстранят неразтворимите глинени частици от разтвора, сместа се филтрира. За да направите това, трябва да сглобите малко филтриращо устройство от стъклена фуния, филтърна хартия и статив. Соленият разтвор се прецежда. За да направите това, филтрираният разтвор се излива внимателно във фуния с плътно поставен филтър. Частиците пясък и глина остават върху филтъра, а бистър солен разтвор преминава през филтъра. За изолиране на готварска сол, разтворена във вода, се използва методът на прекристализация.

Прекристализация, изпарение

Прекристализацияе метод за пречистване, при който веществото първо се разтваря във вода, след което разтворът на веществото във вода се изпарява. В резултат на това водата се изпарява и веществото се освобождава под формата на кристали.
Нека дадем пример: Необходимо е да се изолира трапезна сол от разтвор.
По-горе разгледахме пример, когато беше необходимо да се изолира готварска сол от хетерогенна смес. Сега нека отделим готварската сол от хомогенната смес. Полученият чрез филтруване разтвор се нарича филтрат. Филтратът трябва да се излее в порцеланова чаша. Поставете чашата с разтвора върху пръстена на статива и загрейте разтвора върху пламъка на спиртна лампа. Водата ще започне да се изпарява и обемът на разтвора ще намалее. Този процес се нарича чрез изпаряване.Тъй като водата се изпарява, разтворът става по-концентриран. Когато разтворът достигне състояние на насищане с готварска сол, по стените на чашата ще се появят кристали. В този момент спрете нагряването и охладете разтвора. Охладената готварска сол ще изпъкне под формата на кристали. Ако е необходимо, солните кристали могат да бъдат отделени от разтвора чрез филтруване. Разтворът не трябва да се изпарява, докато водата се изпари напълно, тъй като други разтворими примеси също могат да се утаят под формата на кристали и да замърсят готварската сол.

Утаяване, декантиране

Използва се за отделяне на неразтворими вещества от течности поддържане. Ако твърдите частици са достатъчно големи, те бързо се утаяват на дъното и течността става бистра. Може внимателно да се отцеди от утайката и тази проста операция има и свое име - декантиране. Колкото по-малък е размерът на твърдите частици в течността, толкова по-дълго ще се утаи сместа. Можете също така да разделите две течности, които не се смесват една с друга.

Центрофугиране

Ако частиците на хетерогенна смес са много малки, тя не може да бъде разделена нито чрез утаяване, нито чрез филтриране. Примери за такива смеси включват мляко и паста за зъби, разбъркани във вода. Такива смеси се разделят центрофугиране. Смесите, съдържащи такава течност, се поставят в епруветки и се въртят с висока скорост в специални устройства - центрофуги. В резултат на центрофугирането по-тежките частици се „притискат” към дъното на съда, а по-леките се озовават отгоре. Млякото е миниатюрни частици мазнина, разпределени във воден разтвор на други вещества – захари, протеини. За отделяне на такава смес се използва специална центрофуга, наречена сепаратор. При отделянето на млякото на повърхността се появяват мазнини, които лесно се отделят. Остава вода с разтворени в нея вещества – това е обезмаслено мляко.

Адсорбция

В технологиите често възниква задачата за пречистване на газове, като въздуха, от нежелани или вредни компоненти. Много вещества имат едно интересно свойство - те могат да „хващат“ повърхността на порести вещества, като желязо към магнит. Адсорбцияе способността на някои твърди вещества да абсорбират газообразни или разтворени вещества на повърхността си. Веществата, способни на адсорбция, се наричат ​​адсорбенти. Адсорбентите са твърди вещества, в които има много вътрешни канали, празнини, пори, т.е. те имат много голяма обща абсорбираща повърхност. Адсорбентите са активен въглен, силикагел (в кутията с нови обувки можете да намерите малка торбичка с бял грах - това е силикагел), филтърна хартия. Различни вещества„прикрепват“ към повърхността на адсорбентите по различен начин: някои се държат здраво на повърхността, други са по-слаби. Активният въглен е способен да абсорбира не само газообразни вещества, но и вещества, разтворени в течности. При отравяне се приема така, че върху него да се адсорбират токсични вещества.

Дестилация (дестилация)

Две течности, които образуват хомогенна смес, напр. етанолс вода, отделена чрез дестилация или дестилация. Този метод се основава на факта, че течността се нагрява до точка на кипене и нейните пари се изпускат през изходна тръба за газ в друг съд. Докато парата се охлажда, тя кондензира, оставяйки примеси в дестилационната колба. Устройството за дестилация е показано на фиг. 2

Течността се поставя в колба на Wurtz (1), гърлото на колбата на Wurtz е плътно затворено със запушалка с термометър, поставен в нея (2), а резервоарът с живак трябва да е на нивото на отвора на изходната тръба. Краят на изходната тръба се вкарва през плътно монтирана тапа в хладилника Liebig (3), в другия край на който е укрепен алонжът (4). Стеснения край на алонжа се спуска в приемника (5). Долният край на кожуха на хладилника се свързва с гумен маркуч към крана за вода, а от горния край се прави дренаж в мивката за оттичане. Кожухът на хладилника винаги трябва да е пълен с вода. Колбата Wurtz и хладилникът са монтирани в отделни стойки. Течността се налива в колбата през фуния с дълга тръба, запълвайки дестилационната колба до 2/3 от обема. За да се осигури равномерно кипене, на дъното на колбата се поставят няколко котела - стъклени капиляри, затворени в единия край. След затваряне на колбата добавете вода в хладилника и загрейте течността в колбата. Нагряването може да се извърши на газова горелка, електрическа печка, водна, пясъчна или маслена баня - в зависимост от точката на кипене на течността. Запалими и горими течности (алкохол, етер, ацетон и др.) никога не трябва да се нагряват над открит огънЗа да избегнете инциденти: използвайте само водна или друга баня. Течността не трябва да се изпарява напълно: 10-15% от първоначално взетия обем трябва да остане в колбата. Нова порция течност може да се излее само когато колбата се охлади малко.

Замръзване

С помощта на метода се разделят вещества, които имат различни точки на топене замръзване,охлаждане на разтвора. Чрез замразяване можете да получите много чиста вода у дома. За да направите това, налейте чешмяна вода в буркан или чаша и я поставете във фризера на хладилника (или я извадете на студено през зимата). Веднага след като около половината от водата се превърне в лед, незамръзналата част от нея, където се натрупват примеси, трябва да се излее и да се остави ледът да се разтопи.

В индустрията и лабораторни условияТе използват методи за разделяне на смеси, базирани на други различни свойства на компонентите на сместа. Например, железни стърготини могат да бъдат отделени от смес магнит. Способността на веществата да се разтварят в различни разтворители се използва, когато екстракция– методът за разделяне на твърди или течни смеси чрез третирането им с различни разтворители. Например йод от воден разтворможе да се изолира с някакъв органичен разтворител, в който йодът се разтваря по-добре.

Заключение

В лабораторната практика и в ежедневието много често е необходимо да се изолират отделни компоненти от смес от вещества. Имайте предвид, че смесите включват две или повече вещества и се разделят на две големи групи: хомогенни и хетерогенни. Има различни начини за разделяне на смеси, като филтриране, изпаряване, дестилация (дестилация) и други. Методите за разделяне на смеси зависят главно от вида и състава на сместа.

Списък на използваната литература

1. S. Ozols, E. Lepiņš химия за начално училище., 1996. P. 289

2. Информация от Интернет

Материалът на урока съдържа информация за по различни начиниразделяне на смеси и пречистване на вещества. Ще се научите да използвате знанията за разликите в свойствата на компонентите на сместа, за да изберете оптималния метод за разделяне на дадена смес.

Тема: Първоначални химически идеи

Урок: Методи за разделяне на смеси и пречистване на вещества

Нека дефинираме разликата между „методи за разделяне на смеси“ и „методи за пречистване на вещества“. В първия случай е важно да се получат всички компоненти, които съставляват сместа, в чиста форма. При пречистване на вещество обикновено се пренебрегва получаването на примеси в чист вид.

СЕЛИЩЕ

Как да разделим смес от пясък и глина? Това е един от етапите в керамичното производство (например при производството на тухли). За отделяне на такава смес се използва методът на утаяване. Сместа се поставя във вода и се разбърква. Глината и пясъкът се утаяват във вода с различна скорост. Следователно пясъкът ще се утаи много по-бързо от глината (фиг. 1).

Ориз. 1. Разделяне на смес от глина и пясък чрез утаяване

Методът на утаяване се използва и за разделяне на смеси от неразтворими във вода твърди вещества с различна плътност. Например, по този начин можете да разделите смес от железни и дървени стърготини (дървесните стърготини ще плуват във водата, докато железните стърготини ще се утаят).

Смес от растително масло и вода също може да се раздели чрез утаяване, тъй като маслото не се разтваря във вода и има по-ниска плътност (фиг. 2). По този начин чрез утаяване е възможно да се разделят смеси от течности, които са неразтворими една в друга и имат различна плътност.

Ориз. 2. Разделяне на смес от растително масло и вода чрез утаяване

За да разделите смес от готварска сол и речен пясък, можете да използвате метода на утаяване (когато се смеси с вода, солта ще се разтвори и пясъкът ще се утаи), но ще бъде по-надеждно да отделите пясъка от соления разтвор с помощта на друг метод - методът на филтриране.

Филтрирането на тази смес може да се извърши с помощта на хартиен филтър и фуния, спусната в чаша. Върху филтърната хартия остават песъчинки, а през филтъра преминава бистър разтвор на готварска сол. В този случай речният пясък е утайката, а солевият разтвор е филтратът (фиг. 3).

Ориз. 3. Използване на метода на филтриране за отделяне на речен пясък от солевия разтвор

Филтрирането може да се извърши не само с филтърна хартия, но и с други порести или насипни материали. Например насипните материали включват кварцов пясък, а порестите материали включват стъклена вата и печена глина.

Някои смеси могат да бъдат разделени с помощта на метода на "гореща филтрация". Например смес от сяра и железни прахове. Желязото се топи при температури над 1500 C, а сярата при около 120 C. Разтопената сяра може да се отдели от железния прах с помощта на нагрята стъклена вата.

Солта може да бъде изолирана от филтрата чрез изпаряване, т.е. загрейте сместа и водата ще се изпари, оставяйки солта върху порцелановата чаша. Понякога се използва изпаряване, частично изпаряване на водата. В резултат на това се образува по-концентриран разтвор, при охлаждане на който разтвореното вещество се отделя под формата на кристали.

Ако в сместа присъства вещество, способно да магнетизира, то може лесно да бъде изолирано в чиста форма с помощта на магнит. Например, по този начин можете да разделите смес от сяра и желязо на прах.

Същата смес може да бъде разделена по друг метод, като се използва познанието за омокряемостта на компонентите на сместа с вода. Желязото се намокря от вода, т.е. водата се разпространява по повърхността на ютията. Сярата не се намокря от вода. Ако поставите парче сяра във вода, то ще се удави, защото... Плътността на сярата е по-голяма от плътността на водата. Но серният прах ще изплува, защото... Въздушните мехурчета се придържат към зърна сяра, които не са намокрени от вода, и ги избутват на повърхността. За да отделите сместа, трябва да я поставите във вода. Сярният прах ще изплува и желязото ще потъне (фиг. 4).

Ориз. 4. Разделяне на смес от сяра и желязо на прах чрез флотация

Методът за разделяне на смеси, основан на разликата в омокряемостта на компонентите, се нарича флотация (френски flotter - да плава). Нека разгледаме още няколко метода за разделяне и пречистване на вещества.

Един от най-старите методи за разделяне на смеси е дестилацията (или дестилацията). Използвайки този метод, е възможно да се разделят компоненти, които са разтворими един в друг и имат различни точки на кипене. Така се получава дестилирана вода. В един съд се вари вода с примеси. Получената водна пара кондензира при охлаждане в друг съд под формата на вече дестилирана (чиста) вода.

Ориз. 5. Получаване на дестилирана вода

Компоненти с подобни свойства могат да бъдат разделени с помощта на хроматография. Този метод се основава на различна абсорбция на отделените вещества от повърхността на друго вещество.

Например червеното мастило може да бъде разделено на компоненти (вода и оцветител) чрез хроматография.

Ориз. 6. Разделяне на червено мастило чрез хартиена хроматография

В химическите лаборатории хроматографията се извършва с помощта на специални инструменти - хроматографи, основните части на които са хроматографска колона и детектор.

Адсорбцията се използва широко в химията за пречистване на определени вещества. Това е натрупване на едно вещество върху повърхността на друго вещество. Адсорбентите включват, например, активен въглен.

Опитайте да поставите таблетка активен въглен в съд с оцветена вода, разбъркайте, филтрирайте и вижте, че филтратът е станал безцветен. Въглищните атоми привличат молекули, в този случай багрило.

В момента адсорбцията се използва широко за пречистване на вода и въздух. Например филтрите за пречистване на вода съдържат активен въглен като адсорбент.

1. Сборник задачи и упражнения по химия: 8. клас: към учебника на П.А. Оржековски и др. “Химия, 8 клас” / P.A. Оржековски, Н.А. Титов, Ф.Ф. Хегел. – М.: АСТ: Астрел, 2006.

2. Ушакова О.В. Работна тетрадкапо химия: 8. клас: към учебника на П.А. Оржековски и др. „Химия. 8 клас” / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековски; под. изд. проф. П.А. Оржековски - М.: АСТ: Астрел: Профиздат, 2006. (стр. 10-11)

3. Химия: 8. клас: учеб. за общо образование институции / П.А. Оржековски, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрел, 2005. (§4)

4. Химия: инорган. химия: учебник. за 8 клас. общо образование институции / Г.Е. Рудзитис, Фю Фелдман. – М.: Образование, OJSC „Московски учебници“, 2009. (§2)

5. Енциклопедия за деца. Том 17. Химия / Глава. ред.В.А. Володин, Вед. научен изд. И. Леенсън. – М.: Аванта+, 2003.

Допълнителни уеб ресурси

1. Единна колекция от цифрови образователни ресурси ().

2. Електронна версия на списание „Химия и живот“ ().

Домашна работа

От учебника на P.A. Оржековски и др. “Химия, 8 клас”. с. 33 № 2,4,6,Т.