Chimia studiază substanțele și proprietățile lor. Când sunt amestecate, apar amestecuri care capătă noi calități valoroase.

Ce este un amestec

Un amestec este o colecție de substanțe individuale. Producția lor este efectuată nu numai de oamenii de știință din laboratoare în anumite condiții. In fiecare zi incepem cu ceai sau cafea aromata la care adaugam zahar. Sau gatim o supa delicioasa, care trebuie sarata. Acestea sunt amestecurile reale. Numai că nu ne gândim deloc la asta.

Dacă este imposibil să distingem particulele de substanțe cu ochiul liber, te uiți la amestecuri omogene (omogene). Ele pot fi obținute prin dizolvarea aceluiași zahăr în ceai sau cafea.

Dar dacă adaugi nisip în zahăr, particulele acestora pot fi distinse cu ușurință. Un astfel de amestec este considerat eterogen sau eterogen.

Atunci când faceți amestecuri de acest tip, puteți utiliza substanțe care se găsesc în diferite solide sau lichide. Amestecul de ardei măcinat tipuri diferite sau alte condimente sunt cel mai adesea compuși uscați eterogene.

Dacă se folosește orice lichid în procesul de preparare a unui produs eterogen, masa rezultată se numește suspensie. În plus, există mai multe tipuri de ele. Când lichidele sunt amestecate cu, se formează suspensii. Un exemplu în acest sens este un amestec de apă cu nisip sau argilă. Când un constructor face ciment, un bucătar amestecă făina cu apa, un copil se spală pe dinți cu pastă - toți folosesc suspensii.

Un alt tip de amestec eterogen poate fi obținut prin amestecarea a două lichide. Desigur, dacă particulele lor se disting. Pune ulei vegetal în apă și obține o emulsie.

Amestecuri omogene

Cel mai cunoscut din acest grup de substanțe este aerul. Fiecare elev știe că conține o serie de gaze: azot, oxigen, dioxid de carbon și impurități. Pot fi văzute și distinse cu ochiul liber? Desigur că nu.

Astfel, atât aerul cât și apa dulce sunt amestecuri omogene. Ele pot fi în diferite stări de agregare. Dar cel mai adesea se folosesc amestecuri lichide omogene. Ele constau dintr-un solvent și o substanță dizolvată. Mai mult, prima componentă este fie lichidă, fie luată într-un volum mai mare.

Substanțele nu se pot dizolva în cantități infinite. De exemplu, la un litru de apă puteți adăuga doar două kilograme de zahăr. Acest proces pur și simplu nu se va întâmpla mai departe. Această soluție va deveni saturată.

Un fenomen interesant este reprezentat de amestecurile solide omogene. Astfel, hidrogenul este ușor de distribuit în diferite metale. Intensitatea procesului de dizolvare depinde de mulți factori. Crește odată cu creșterea temperaturii lichidului și a aerului, atunci când substanțele sunt zdrobite și ca urmare a amestecării lor.

Este surprinzător că nu există substanțe absolut insolubile în natură. Chiar și ionii de argint sunt distribuiți între moleculele de apă, formând un amestec omogen. Astfel de soluții sunt utilizate pe scară largă în viața de zi cu zi și viața umană. De exemplu, laptele preferat și sănătos al tuturor este un amestec omogen.

Metode de separare a amestecurilor

Uneori este nevoie nu numai de a obține soluții omogene, ci și de a separa amestecuri omogene. Să presupunem că în casă există doar apă sărată, dar trebuie să-i obțineți cristalele separat. Pentru a face acest lucru, o astfel de masă este evaporată. Amestecurile omogene, dintre care exemple au fost date mai sus, sunt cel mai adesea separate în acest fel.

Distilarea se bazează pe diferențele de punct de fierbere. Toată lumea știe că apa începe să se evapore la 100 de grade Celsius și etanol- la 78. Amestecul acestor lichide se incalzeste. În primul rând, vaporii de alcool se evaporă. Ele sunt condensate, adică transferate în stare lichidă, în contact cu orice suprafață răcită.

Folosind un magnet, amestecurile care conțin metale sunt separate. De exemplu, pilitură de fier și lemn. Uleiul vegetal și apa pot fi obținute separat prin decantare.

Amestecuri eterogene și omogene, dintre care exemple sunt ilustrate în articol, sunt de mare importanță economică. Minerale, aer, apă subterană, mări, produse alimentare, materiale de construcție, băuturi, paste - toate acestea sunt o colecție de substanțe individuale, fără de care viața ar fi pur și simplu imposibilă.

Substanta pura conţine particule de un singur tip. Exemple sunt argintul (conține numai atomi de argint), acidul sulfuric și monoxidul de carbon (IV) (conține doar molecule ale substanțelor corespunzătoare). Toate substanțele pure au proprietăți fizice constante, de exemplu, punctul de topire (Tm) și punctul de fierbere (Tbp).

O substanță nu este pură dacă conține orice cantitate dintr-una sau mai multe alte substanțe - impurităţi.

Contaminanții scad punctul de îngheț și ridică punctul de fierbere al unui lichid pur. De exemplu, dacă adăugați sare în apă, punctul de îngheț al soluției va scădea.

Amestecuri constau din două sau mai multe substante. Solul, apa de mare, aerul sunt toate exemple de amestecuri diferite. Multe amestecuri pot fi separate în părțile lor componente - Componente– pe baza diferenței dintre proprietățile lor fizice.

Distinge amestecuri omogene (omogene) și eterogene (eterogene). Caracteristică amestec omogen este că nu există o interfață între componentele unui astfel de amestec. În acest caz, ei spun că acest amestec este fază singulară(fază parte a sistemului separată de alte părți printr-o interfață vizibilă). Într-o fază, proprietățile fizice ale componentelor rămân constante. LA sisteme omogene Acestea includ soluții adevărate (dimensiunea particulelor solutului este legată de dimensiunea particulelor solventului și este ≤10 -9 m).

Caracteristică amestec eterogen este că putem observa interfața dintre componentele sale. Când o componentă trece de la o fază la alta, proprietățile sale se schimbă dramatic. Se mai numesc amestecuri eterogene sisteme dispersate. Sisteme dispersate constau dintr-un mediu de dispersie (solvent, faza continua) si o faza dispersata (faza soluta sau discontinua)

LA amestecuri eterogene includ sisteme dispersate (dimensiunea particulelor substanței dizolvate depășește semnificativ dimensiunea particulelor de solvent și este ≥10 -9 m). Amestecuri în care dimensiunea particulelor substanței este de 10 -7 -10 -9 m sunt clasificate ca sisteme coloidale.

Sistemele dispersate includ:

Suspensii, un amestec format dintr-o fază solidă și lichidă (denumirea T/L; T - fază dispersată, L - mediu de dispersie)

Emulsii, un amestec de 2 sau mai multe lichide nemiscibile (denumirea - L/L. Fază dispersată și mediu de dispersie a lichidelor care diferă ca densitate și puncte de fierbere).

Aceste sisteme vor fi discutate mai detaliat în subiectul soluții și sisteme dispersate.

1.5. Metode de separare a amestecurilor

Metodele tradiționale utilizate în practica de laborator pentru a separa amestecurile în componente individuale sunt:

filtrare,

decantare (în practica de laborator chimic și tehnologia chimică, separarea mecanică a fazei solide a unui sistem dispersat (suspensie) de lichid prin scurgerea soluției din sediment),

separare folosind o pâlnie de separare,

centrifugare,

evaporare,

cristalizare,

distilare (inclusiv distilare fracționată),

cromatografia,

sublimarea si altele.

Filtrare. Filtrarea este utilizată pentru a separa lichidele de particulele solide mici suspendate în el. (Fig. 37), adică filtrarea lichidului prin materiale fin poroase - filtre, care permit lichidului să treacă și să rețină particulele solide pe suprafața lor. Un lichid care a trecut printr-un filtru și este eliberat de impuritățile solide din acesta se numește filtrat.

În practica de laborator este adesea folosit hârtie netedă și îndoită filtre (Fig. 38), realizat din hârtie de filtru nelipită.

Pentru a filtra soluțiile fierbinți (de exemplu, în scopul recristalizării sărurilor), utilizați un special pâlnie de filtru fierbinte(Fig. 39) cu incalzire electrica sau cu apa).

Folosit des filtrare în vid. Filtrarea sub vid este folosită pentru a accelera filtrarea și pentru a elibera mai complet faza solidă din lichid. În acest scop, este asamblat un dispozitiv de filtrare în vid. (Fig.40). Se compune din Balon Bunsen, pâlnie Buchner din porțelan, sticlă de siguranță și pompă de vid(de obicei jet de apă).

În cazul filtrării unei suspensii dintr-o sare ușor solubilă, cristalele acesteia din urmă pot fi spălate cu apă distilată pe o pâlnie Buchner pentru a îndepărta soluția originală de pe suprafața lor. În acest scop folosesc mașină de spălat(Fig.41).

Decantare. Lichidele pot fi separate de solidele insolubile prin decantare (Fig.42). Această metodă poate fi utilizată dacă solidul are o densitate mai mare decât lichidul. De exemplu, dacă la un pahar cu apă se adaugă nisip de râu, atunci când se așează, se va depune pe fundul paharului, deoarece densitatea nisipului este mai mare decât a apei. Apoi apa poate fi separată de nisip pur și simplu prin scurgere. Această metodă de decantare și apoi de scurgere a filtratului se numește decantare.

Centrifugarea. Pentru a accelera procesul de separare a particulelor foarte mici care formează suspensii sau emulsii stabile într-un lichid, se utilizează metoda centrifugării. Această metodă poate fi utilizată pentru a separa amestecuri de lichide și solide, variind ca densitate. Divizarea se realizează în centrifuge manuale sau electrice (Fig. 43).

Separarea a două lichide nemiscibile, avand densitati diferite si neformand emulsii stabile, se poate face folosind o palnie de separare (Fig.44). Astfel puteți separa, de exemplu, un amestec de benzen și apă. Un strat de benzen (densitate  = 0,879 g/cm3) este situat deasupra unui strat de apă, care are o densitate mai mare ( = 1,0 g/cm3). Prin deschiderea robinetului pâlniei de separare, puteți scurge cu grijă stratul inferior și puteți separa un lichid de altul.

Evaporare(Fig.45)– această metodă presupune îndepărtarea unui solvent, de exemplu, apa, dintr-o soluție prin încălzirea acesteia într-un vas de porțelan care se evaporă. În acest caz, lichidul evaporat este îndepărtat, iar substanța dizolvată rămâne în cupa de evaporare.

Cristalizare este procesul de eliberare a cristalelor unei substanțe solide atunci când o soluție este răcită, de exemplu, după ce aceasta este evaporată. Trebuie avut în vedere că atunci când soluția este răcită lent, se formează cristale mari. Când se răcește rapid (de exemplu, prin răcire cu apă curentă), se formează cristale mici.

Distilare- o metodă de purificare a unei substanțe bazată pe evaporarea unui lichid la încălzire, urmată de condensarea vaporilor rezultați. Purificarea apei din săruri (sau alte substanțe, cum ar fi agenții de colorare) dizolvate în ea se numește distilare. distilare, iar apa purificată în sine este distilată.

Distilarea fracționată (distilarea)(Fig.46) folosit pentru separarea amestecurilor de lichide cu diferite puncte de fierbere. Un lichid cu un punct de fierbere mai mic fierbe mai repede și trece prin coloană fracționată(sau condensator de reflux). Când acest lichid ajunge în vârful coloanei de fracţionare, intră frigider, racit cu apa si prin allonge merge la receptor(balon sau eprubetă).

Distilarea fracționată poate fi utilizată pentru a separa, de exemplu, un amestec de etanol și apă. Punctul de fierbere al etanolului este de 78 0 C, iar cel al apei este de 100 0 C. Etanolul se evaporă mai ușor și este primul care intră în recipient prin frigider.

sublimarea - Metoda este folosită pentru purificarea substanțelor care, atunci când sunt încălzite, se pot transforma din stare solidă în stare gazoasă, ocolind starea lichidă. În continuare, vaporii substanței care se purifică se condensează, iar impuritățile care nu se pot sublima sunt separate.

SECȚIUNEA I. CHIMIE GENERALĂ

6. Amestecuri de substante. Soluții

6.2. Amestecuri, tipurile lor, denumiri, compoziție, metode de separare

Amestecuri sunt o colecție de diferite substanțe care pot fi combinate într-una singură corpul fizic. Fiecare substanță conținută într-un amestec se numește componentă. Când este amestecat, o substanță nouă nu apare. Toate substanțele care fac parte din amestec își păstrează proprietățile inerente. Dar proprietățile fizice ale amestecului, de regulă, diferă de proprietățile fizice ale componentelor individuale. Amestecuri pot fi omogene sau eterogene.

Amestecuri omogene (omogene) sunt amestecuri în care componentele sunt amestecate la nivel molecular (material monofazat); nu pot fi detectate atunci când sunt privite cu ochiul liber sau chiar când se folosesc instrumente optice puternice. De exemplu, soluții apoase de zahăr, sare de masă, alcool, acid acetic, aliaje metalice, aer.

Amestecuri neomogene (eterogene) formează așa-numitele sisteme dispersate. Ele se formează prin amestecarea a două sau mai multe substanțe care nu se dizolvă una în alta (nu formează sisteme omogene) și nu reacţionează chimic. Componentele sistemelor dispersate se numesc mediu de dispersie și fază dispersată; există o interfață între ele.

Pe baza dimensiunii particulelor fazei dispersate, sistemele sunt împărțite în:

Grosier (> 10 -5 m);

Microeterogen (10 -7 -10 -5 m);

Ultramicroeterogene (10 -9 -10 -7 m) sau soluri (sisteme coloidale) 1.

Dacă particulele de fază dispersată au aceeași dimensiune, sistemele se numesc monodisperse; dacă sunt diferite, sunt polidisperse (aproape toate sistemele naturale sunt astfel). În funcție de starea de agregare a mediului de dispersie și faza dispersată, se disting următoarele sisteme dispersate simple:

* Gazele formează amestecuri omogene (soluții gazoase).

** Corpurile poroase sunt împărțite în:

Microporos (2 nm);

Lesoporos (2-50 nm);

Macroporoasă (> 50 nm).

Amestecurile sunt separate prin metode fizice. Pentru a separa amestecurile eterogene, se folosesc sedimentarea, filtrarea, flotarea și uneori acțiunea unui magnet.

Pentru separarea amestecurilor omogene se folosesc evaporarea și distilarea (distilarea).

_____________________________________________________________

1 Dacă dimensiunile particulelor fazei dispersate nu depășesc dimensiunile moleculelor sau ionilor (până la 1 nm), astfel de sisteme se numesc soluții adevărate.

Dați 5 exemple de amestecuri omogene și eterogene pe care le întâlniți în fiecare zi. și am primit cel mai bun răspuns

Răspuns de la Yergey Meshalkin[activ]
Un amestec omogen este un amestec în care substanțele sunt în aceeași fază; ele se mai numesc și omogene.
Un amestec eterogen este un amestec în care substanțele sunt în faze diferite. de exemplu solid și lichid sau gaz și lichid. un alt nume este sisteme eterogene.
Un exemplu de amestecuri omogene este o soluție de acid sulfuric - un amestec de apă și acid (electrolit într-o baterie), o soluție de zahăr în ceai, bulion, parfum, benzină.
Un exemplu de amestecuri eterogene este nisipul în apă (acvariu), supa, pământul într-o oală, ceaiul cu frunze de ceai, aerul din interior (praf!).

Răspuns de la Ekaterina Andreeva[incepator]
multumesc baieti

Răspuns de la Karina Afanasenko[incepator]
unu : aer, apa dulce, apa sarata, alcool + apa, pahar.
Nu singur. : ulei + apă, apă noroioasă, sânge (vizibil la microscop), aer prăfuit, nisip.

Răspuns de la Tim Verlov[guru]
omogen, deși cu unele impurități - probabil doar aerul pe care îl respir. totul este eterogen, de la mâncare și apă până la slop și gunoi :)

Răspuns de la 3 raspunsuri[guru]

Buna ziua! Iată o selecție de subiecte cu răspunsuri la întrebarea dvs.: Dați 5 exemple de amestecuri omogene și eterogene pe care le întâlniți în fiecare zi.

Fiecare substanță conține impurități. O substanță este considerată pură dacă aproape că nu conține impurități.

Amestecuri de substanțe pot fi omogene sau eterogene. Într-un amestec omogen, componentele nu pot fi detectate prin observație, dar într-un amestec eterogen acest lucru este posibil.

Unele proprietăți fizice ale unui amestec omogen diferă de proprietățile componentelor.

Într-un amestec eterogen, proprietățile componentelor sunt păstrate.

Amestecurile eterogene de substanțe sunt separate prin decantare, filtrare și uneori prin acțiunea unui magnet, iar amestecurile omogene sunt separate prin evaporare și distilare (distilare).

Substanțe pure și amestecuri

Trăim printre substanțe chimice. Inspirăm aer, care este un amestec de gaze (azot, oxigen și altele), și expirăm dioxid de carbon. Ne spălăm cu apă - aceasta este o altă substanță, cea mai comună de pe Pământ. Bem lapte - un amestec de apă cu picături minuscule de grăsime din lapte, și nu numai: există și cazeina proteică din lapte, săruri minerale, vitamine și chiar zahăr, dar nu cea cu care bei ceai, ci o proteină specială din lapte. - lactoza. Mâncăm mere, care constau dintr-un set întreg de substanțe chimice - aici există zahăr, acid malic și vitamine... Când bucățile de mere mestecate intră în stomac, sucurile digestive umane încep să acționeze asupra lor, care ajută la absorbția tuturor gusturilor. și substanțe sănătoase nu numai merele, ci și orice alt aliment. Nu numai că trăim printre substanțe chimice, dar și noi înșine suntem făcuți din ele. Fiecare persoană - pielea, mușchii, sângele, dinții, oasele, părul lui este construit din substanțe chimice, ca o casă de cărămizi. Azotul, oxigenul, zahărul, vitaminele sunt substanțe de origine naturală. Sticla, cauciucul, oțelul sunt și ele substanțe, sau mai bine zis, materiale (amestecuri de substanțe). Atât sticla, cât și cauciucul sunt de origine artificială; nu au existat în natură. Substantele absolut pure nu se gasesc in natura sau se gasesc foarte rar.

Fiecare substanță conține întotdeauna o anumită cantitate de impurități. O substanță în care aproape nu există impurități se numește pură. Astfel de substanțe sunt utilizate în laborator științific, laboratorul școlar de chimie. Rețineți că substanțele absolut pure nu există.

O substanță pură individuală are un anumit set de proprietăți caracteristice (proprietăți fizice constante). Doar apa distilată pură are punctul de topire = 0 °C, punctul de fierbere = 100 °C și nu are gust. Apa de mare îngheață la o temperatură mai scăzută și fierbe la o temperatură mai mare; gustul ei este amar și sărat. Apa Mării Negre îngheață la o temperatură mai scăzută și fierbe la o temperatură mai mare decât apa Mării Baltice. De ce? Cert este că apa de mare conține și alte substanțe, de exemplu săruri dizolvate, adică. este un amestec de diverse substanțe, a căror compoziție variază foarte mult, dar proprietățile amestecului nu sunt constante. Definiția conceptului „amestec” a fost dată în secolul al XVII-lea. Omul de știință englez Robert Boyle: „Un amestec este un sistem integral format din componente eterogene.”

Amestecuri includ aproape toate substanțele naturale, produsele alimentare (cu excepția sării, zahărului și a altora), multe medicamente și cosmetice, produse chimice de uz casnic și materiale de construcție.

Caracteristicile comparative ale amestecului și substanței pure

Fiecare substanță conținută într-un amestec se numește componentă.

Clasificarea amestecurilor

Există amestecuri omogene și eterogene.

Amestecuri omogene (omogene)

Adăugați o porție mică de zahăr într-un pahar cu apă și amestecați până se dizolvă tot zahărul. Lichidul va avea gust dulce. Astfel, zahărul nu a dispărut, ci a rămas în amestec. Dar nu îi vom vedea cristalele, chiar și atunci când examinăm o picătură de lichid printr-un microscop puternic. Amestecul preparat de zahăr și apă este omogen și se amestecă uniform particule minuscule aceste substante.

Amestecuri în care componentele nu pot fi detectate prin observare se numesc omogene.

Majoritatea aliajelor metalice sunt, de asemenea, amestecuri omogene. De exemplu, într-un aliaj de aur și cupru (folosit pentru a face bijuterii), nu există particule de cupru roșu și particule de aur galben.

Multe articole pentru diverse scopuri sunt realizate din materiale care sunt amestecuri omogene de substanțe.

Amestecurile omogene includ toate amestecurile de gaze, inclusiv aerul. Există multe amestecuri omogene de lichide.

Amestecuri omogene se mai numesc si solutii, chiar daca sunt solide sau gazoase.

Să dăm exemple de soluții (aer într-un balon, sare de masă + apă, schimbare mică: aluminiu + cupru sau nichel + cupru).

Amestecuri eterogene (eterogene)

Știți că creta nu se dizolvă în apă. Dacă pulberea sa este turnată într-un pahar cu apă, atunci în amestecul rezultat puteți găsi întotdeauna particule de cretă care sunt vizibile cu ochiul liber sau printr-un microscop.

Amestecuri în care componentele pot fi detectate prin observare sunt numite eterogene.

Amestecurile eterogene includ majoritatea mineralelor, solul, materialele de construcție, țesuturile vii, apa noroioasă, laptele și alte produse alimentare, unele medicamente și produse cosmetice.

Într-un amestec eterogen, proprietățile fizice ale componentelor sunt păstrate. Astfel, pilitura de fier amestecată cu cupru sau aluminiu nu își pierd capacitatea de a fi atrase de un magnet.

Unele tipuri de amestecuri eterogene au denumiri speciale: spumă (de exemplu, spumă de polistiren, spumă de săpun), suspensie (un amestec de apă cu o cantitate mică de făină), emulsie (lapte, ulei vegetal bine agitat și apă), aerosol ( fum, ceață).

Metode de separare a amestecurilor

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

Există multe metode de separare a amestecurilor. Acestea sunt selectate ținând cont de tipul de amestec, starea de agregareși diferențe în proprietăți fizice componente.

Metode de separare a amestecurilor

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

Să luăm în considerare modalități de a separa amestecurile eterogene și omogene.

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

Dacă atârnă o bandă de hârtie de filtru peste un recipient cu cerneală roșie, scufundând în ea doar capătul benzii. Soluția este absorbită de hârtie și se ridică de-a lungul acesteia. Dar limita de creștere a vopselei rămâne în urmă față de limita de creștere a apei. Așa se separă două substanțe: apa și materia colorantă din cerneală.

Folosind cromatografia, botanistul rus M. S. Tsvet a fost primul care a izolat clorofila din părțile verzi ale plantelor. În industrie și laboratoare, amidonul, cărbunele, calcarul și oxidul de aluminiu sunt folosite în locul hârtiei de filtru pentru cromatografie. Sunt întotdeauna necesare substanțe cu același grad de purificare?

Pentru diferite scopuri, sunt necesare substanțe cu grade diferite de purificare. Apa de gătit trebuie lăsată să stea suficient pentru a îndepărta impuritățile și clorul folosit pentru a o dezinfecta. Apa de băut trebuie mai întâi fiartă. Iar în laboratoarele chimice pentru prepararea soluțiilor și efectuarea experimentelor, în medicină este nevoie de apă distilată, purificată cât mai mult posibil din substanțele dizolvate în ea. Substanțele în special pure, cu conținutul de impurități în care nu depășește o milioneme dintr-un procent, sunt utilizate în industria electronică, semiconductoare, tehnologie nucleară și alte industrii de precizie.