Embedded Files
I. Новый материал
Большинство предметов, которые нас окружают, состоят не из одного вещества, а представляют собой смеси нескольких веществ. Так, рассматривая гранит, легко заметить в нем три составные части- розовые зерна полевого шпата, прозрачные кристаллики кварца и темные блестящие чешуйки слюды. Это пример неоднородной смеси. Мрамор , в противоположность граниту, однороден - это чистое вещество [1] Мы вдыхает воздух, а это смесь газов (азота, кислорода и других), выдыхаем углекислый газ. Умываемся водой - это еще одно вещество, самое распространенное на Земле. Кофе, чай, кока-кола и другие напитки представляют собой водные растворы многих соединений. Чернила состоят из мельчайших частичек краски, плавающих в воде. Пьём молоко - смесь воды с мельчайшими капельками молочного жира, и не только: здесь еще есть молочный белок казеин, минеральные соли, витамины и даже сахар, но не тот, с которым пьют чай, а особый, молочный - лактоза. Едим яблоки, которые состоят из целого набора химических веществ - здесь и сахар, и яблочная кислота, и витамины... Когда прожеванные кусочки яблока попадают в желудок, на них начинают действовать пищеварительные соки человека, которые помогают усваивать все вкусные и полезные вещества не только яблока, но и любой другой пищи. Мы не только живем среди химических веществ, но и сами из них состоим. Каждый человек - его кожа, мышцы, кровь, зубы, кости, волосы построены из химических веществ, как дом из кирпичей. Азот, кислород, сахар, витамины – вещества природного, естественного происхождения. Стекло, резина, сталь – это тоже вещества, точнее, материалы (смеси веществ). Бумага представляет собой материал, в котором волокна целлюлозы, переплетенные между собой и обработанные клеем, прочно удерживают тонко измельченный мел, тальк, наполнители. Пластмасса, керамика, стекло и резина - искусственного происхождения, в природе их не было. Разработкой новых материалов и изучением их свойств занимается дисциплина - материаловедение. Совершенно чистые вещества в природе не встречаются или встречаются очень редко.
Отличие чистых веществ от смеси.
Индивидуальное чистое вещество обладает определённым набором характеризующих свойств (постоянными физическими свойствами).
Чистые вещества, в отличие от большинства смесей, плавятся и кипят при определенной температуре. [ 1]
Только чистая дистиллированная вода имеет tпл = 0 °С, tкип= 100 °С, не имеет вкуса. Морская же вода замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, вкус у нее горько-соленый, потому как в ней растворены различные соли.
Вода Черного моря замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, чем вода Балтийского моря. Потому как в морской воде содержатся разные вещества (растворенные соли), состав которых меняется в широких пределах, свойства же смеси не являются постоянными.
«Смесь – целостная система, состоящая из разнородных компонентов».
Сравнительная характеристика смеси и чистого вещества
Смеси отличаются друг от друга по внешнему виду.
Классификация смесей показана в таблице:
Приведём примеры суспензий (речной песок + вода), эмульсий (растительное масло + вода) и растворов (воздух в колбе, поваренная соль + вода, разменная монета: алюминий + медь или никель + медь).
В суспензиях видны частицы твердого вещества, в эмульсиях – капельки жидкости, такие смеси называются неоднородными (гетерогенными), а в растворах компоненты не различимы, они являются однородными (гомогенными) смесями.
Среди смесей можно выделить жидкие, твердые, газообразные. Например, воздух- газообразная смесь, Стекло, сталь, бронза, латунь - твердые смеси. Клеточный сок, молоко, минеральная вода - жидкие.
Способы разделения смесей
В природе вещества существуют в виде смесей. Для лабораторных исследований, промышленных производств, для нужд фармакологии и медицины нужны чистые вещества.
Для очистки веществ применяются различные способы разделения смесей
Применение дистиллированной воды
Эти способы основаны на различиях в физических свойствах компонентов смеси.
Рассмотрим способы разделения гетерогенных и гомогенных смесей.
Пример смеси
Суспензия – смесь речного песка с водой
Способ разделения
Отстаивание
Применяют для разделения неоднородной смеси двух нерастворимых веществ, обладающих различной плотностью. Раньше так выделяли крупинки золота из измельченной золотоносной породы. Золотоносный песок помещали на наклонный желоб, по которому пускали струю воды. Поток воды подхватывал и уносил пустую породу, а тяжелые крупинки золота оседали на дне желоба.
Отстаиванием разделяют также смеси двух не смешивающихся жидкостей (эмульсию), например воды и бензина, отделить нефть или растительное масло от воды. В лаборатории это можно сделать с помощью делительной воронки. Нефть или растительное масло образует верхний, более легкий слой.
В результате отстаивания выпадает роса из тумана, осаждается сажа из дыма, отстаиваются сливки в молоке.
Смесь песка и поваренной соли в воде
Фильтрование
Позволяет очистить жидкость от нерастворимых в ней веществ. Этот способ заключается в пропускании смеси через пористую (фильтровальную) бумагу. Фильтровальная бумага, в отличии от обычной, не содержит клеящих веществ, поэтому легко впитывает и пропускает жидкость, позволяет отделять от раствора частицы размером больше 0,01 мм.
Так можно разделить гетерогенную смесь поваренной соли и речного песка. В качестве фильтров можно в домашних условиях использовать различные пористые вещества: вату, уголь, обожженную глину, прессованное стекло и другие.
В промышленности в качестве фильтров часто используют ткани. Например, на маслобойных заводах измельченные семена подсолнечника завертывают в плотную суконную ткань и сжимают между стальными плитами. Растительное масло проходит через ткань, а внутри нее остается твердая масса -жмых. [3]
Способ фильтрования – это основа работы бытовой техники, например пылесосов. Его используют хирурги – марлевые повязки; буровики и рабочие элеваторов – респираторные маски. С помощью чайного ситечка для фильтрования чаинок Остапу Бендеру – герою произведения Ильфа и Петрова – удалось забрать один из стульев у Эллочки Людоедки («Двенадцать стульев»).
Смесь порошка железа и серы
Действие магнитом или водой
Порошок железа притягивался магнитом, а порошок серы – нет.
Несмачивающийся порошок серы всплывал на поверхность воды, а тяжелый смачивающийся порошок железа оседал на дно.
Раствор соли в воде – гомогенная смесь
Выпаривание или кристаллизация
используют для выделения твердых веществ из растворов. Эту операцию проводят, нагревая раствор в фарфоровой чашке. Вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаются кристаллы соли.
При выпаривании воды из озер Эльтон и Баскунчак получают поваренную соль. Этот способ разделения основан на различии в температурах кипения растворителя и растворенного вещества.
Если вещество, например сахар, разлагается при нагревании, то воду испаряют неполностью – упаривают раствор, а затем из насыщенного раствора осаждают кристаллы сахара.
Иногда требуется очистить от примесей растворители с меньшей температурой кипения, например воду от соли. В этом случае пары вещества необходимо собрать и затем сконденсировать при охлаждении. Такой способ разделения гомогенной смеси называется дистилляцией, или перегонкой. В специальных приборах – дистилляторах получают дистиллированную воду, которую используют для нужд фармакологии, лабораторий, систем охлаждения автомобилей. В домашних условиях можно сконструировать такой дистиллятор:
Если же разделять смесь спирта и воды, то первым будет отгоняться (собираться в пробирке-приемнике) спирт с tкип = 78 °С, а в пробирке останется вода. Перегонка используется для получения бензина, керосина, газойля из нефти.
Особым методом разделения компонентов, основанным на различной поглощаемости их определенным веществом, является хроматография.
Дома вы можете проделать следующий опыт. Подвесьте полоску из фильтровальной бумаги над сосудом с красными чернилами, погружая в них лишь конец полоски. Раствор впитывается бумагой и поднимается по ней. Но граница подъема краски отстает от границы подъема воды. Так происходит разделение двух веществ: воды и красящего вещества в чернилах.
С помощью хроматографии русский ботаник М. С. Цвет впервые выделил хлорофилл из зеленых частей растений. В промышленности и лабораториях вместо фильтровальной бумаги для хроматографии используют крахмал, уголь, известняк, оксид алюминия. А всегда ли требуются вещества с одинаковой степенью очистки?
Для различных целей необходимы вещества с различной степенью очистки. Воду для приготовления пищи достаточно отстоять для удаления примесей и хлора, используемого для ее обеззараживания. Воду для питья нужно предварительно прокипятить. А в химических лабораториях для приготовления растворов и проведения опытов, в медицине необходима дистиллированная вода, максимально очищенная от растворенных в ней веществ. Особо чистые вещества, содержание примесей в которых не превышает одной миллионной процента, применяются в электронике, в полупроводниковой, ядерной технике и других точных отраслях промышленности.
II. Задания для закрепления
1) САМОПРОВЕРКА:
Тренажёр №1. Чистые вещества и смеси
Тренажёр №2. Смеси
Тренажёр №3. Смеси в природе
Тренажёр №4. Смеси в сельском хозяйстве
2) Решите задачу:
Дана смесь соли, речного песка и древесных стружек. Предложите способ разделения этой смеси.
3) Из предложенного перечня выпишите в один столбик чистые вещества, а в другой смеси:
Спирт, молоко, морская вода, углекислый газ, минеральная вода, парафин, почва.
4) Из приведенного списка выпишите отдельно чистые вещества, однородные смеси и неоднородные смеси:
Поваренная соль, раствор поваренной соли в воде, кровь, вода, сода, крахмал, золото, цемент, зубная паста.
Используемые источники:
1 В.В. Еремин, А.А. Дроздов, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин Химия 8
2 http://him.1september.ru/article.php?ID=200602306
3 О.С. Габриелян Химия 8 М., Дрофа, 2008
Page updated
Google Sites
Report abuse