Subiect: „Metode de separare a amestecurilor” (Grada 8)
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
|
Semne de comparație |
substanta pura |
Amestec |
|
Constant |
nestatornic |
|
|
Substanțe |
La fel |
Variat |
|
Proprietăți fizice |
Permanent |
Nestatornic |
|
Modificarea energiei în timpul formării |
merge mai departe |
Nu se intampla |
|
Separare |
Prin utilizarea reacții chimice |
Metode fizice |
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 - eliberarea de dizolvat în lichid solide modul în care este transformat în abur.
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, adesea oamenii au nevoie de apă curată care nu conține săruri (folosită la motoarele de mașini; în producție chimică pentru a obține diverse soluții și substanțe; la fotografiere). 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 eterogen și amestecuri omogene.
|
Exemplu de amestec |
Metoda de separare |
|
Suspensie - un amestec de nisip de râu cu apă |
aşezându-se Separare sustinerea bazat pe diverse densități substante. Nisipul mai greu se depune pe fund. De asemenea, puteți separa emulsia: pentru a separa uleiul sau uleiul vegetal de apă. În laborator, acest lucru se poate face folosind o pâlnie de separare. Uleiul sau uleiul vegetal formează stratul superior, mai ușor. Ca urmare a depunerii, roua cade din ceață, funinginea se depune din fum, smântâna se depune în lapte. Separarea unui amestec de apă și ulei vegetal prin decantare |
|
Un amestec de nisip și sare de masă în apă |
Filtrare Care este baza pentru separarea amestecurilor eterogene folosind filtrare?Cu privire la solubilitatea diferită a substanțelor în apă și pe diferite dimensiuni particule. Doar particulele de substanțe proporționale cu acestea trec prin porii filtrului, în timp ce particulele mai mari sunt reținute pe filtru. Astfel, puteți separa un amestec eterogen de sare de masă și nisip de râu. Ca filtre pot fi folosite diverse substanțe poroase: vată, cărbune, argilă arsă, sticlă presată și altele. Metoda de filtrare este baza pentru funcționarea aparatelor de uz casnic, cum ar fi aspiratoarele. Este folosit de chirurgi - bandaje de tifon; foratori si muncitori de lifturi - masti respiratorii. Cu ajutorul unei strecurătoare de ceai pentru filtrarea frunzelor de ceai, Ostap Bender, eroul lucrării lui Ilf și Petrov, a reușit să ia unul dintre scaunele de la Ellochka Ogre („Cele douăsprezece scaune”). Separarea unui amestec de amidon și apă prin filtrare |
|
Un amestec de pulbere de fier și sulf |
Acțiune prin magnet sau apă Pulberea de fier era atrasă de un magnet, dar pulberea de sulf nu. Pulberea de sulf neumezibilă a plutit la suprafața apei, în timp ce pulberea grea de fier umectabilă s-a depus pe fund. Separarea unui amestec de sulf și fier folosind un magnet și apă
|
|
O soluție de sare în apă este un amestec omogen |
Evaporare sau cristalizare Apa se evaporă, iar cristalele de sare rămân în cana de porțelan. Când apa este evaporată din lacurile Elton și Baskunchak, se obține sare de masă. Această metodă de separare se bazează pe diferența dintre punctele de fierbere ale solventului și al solutului.Dacă o substanță, cum ar fi zahărul, se descompune atunci când este încălzită, atunci apa nu este complet evaporată - soluția este evaporată și apoi sunt precipitate cristalele de zahăr. dintr-o soluție saturată.Uneori este necesară îndepărtarea impurităților din solvenți cu o temperatură de fierbere mai scăzută, cum ar fi apa din sare. În acest caz, vaporii substanței trebuie colectați și apoi condensați la răcire. Această metodă de separare a unui amestec omogen se numește distilare sau distilare. În dispozitivele speciale - distilatoare, se obține apă distilată, care este utilizată pentru nevoile de farmacologie, laboratoare și sisteme de răcire a mașinilor. Acasă, puteți proiecta un astfel de distilator: Dacă, totuși, un amestec de alcool și apă este separat, atunci primul care este distilat (colectat într-o eprubetă receptoare) este alcoolul cu tbp = 78 ° C, iar apa va rămâne în eprubetă. Distilarea este folosită pentru a obține benzină, kerosen, motorină din petrol. Separarea amestecurilor omogene |
O metodă specială de separare a componentelor, bazată pe absorbția lor diferită de către o anumită substanță, este cromatografia.
Cu ajutorul cromatografiei, botanistul rus M. S. Tsvet 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 componentului și masa întregului amestec. De obicei, fracția de masă este exprimată în %, dar nu neapărat.
ω ["omega"] = m component / m amestec
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:
n componentă A: n componentă 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"] = V component / V amestec
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.o.). 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.
Aflarea cantității de hidrogen:
n \u003d V / V m \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol.
Conform ecuației reacției:
Cantitatea de fier este de asemenea de 0,25 mol. Puteți găsi masa acestuia:
m Fe \u003d 0,25 56 \u003d 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.o.). 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 de ecuații foarte simplu, luând pentru x - numărul de moli ai unuia dintre metale, iar pentru y - cantitatea de substanță a celui de-al doilea.
Exemplul 2 soluție.
2HCl \u003d FeCl 2 +
Este mult mai convenabil să rezolvi astfel de sisteme prin metoda scăderii, înmulțind prima ecuație cu 18:
27x + 18y = 7,2
și scăzând prima ecuație din a doua:(56 - 18) și \u003d 11 - 7.2
y \u003d 3,8 / 38 \u003d 0,1 mol (Fe)
x = 0,2 mol (Al)
Aflarea cantității de hidrogen:
n \u003d V / V m \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol.
Fie cantitatea de aluminiu x mol, iar fierul y mol. Apoi putem exprima în termeni de x și y cantitatea de hidrogen eliberată:
Cunoaștem cantitatea totală de hidrogen: 0,4 mol. Mijloace,
1,5x + y = 0,4 (aceasta este prima ecuație din sistem).
Pentru un amestec de metale, trebuie să vă exprimați mase prin cantităţi de substanţe.
m = Mn
Deci masa aluminiului
m Al = 27x,
masa de fier
m Fe = 56y,
și masa întregului amestec
27x + 56y = 11 (aceasta este a doua ecuație din sistem).
Deci avem un sistem de două ecuații:
m Fe = n M = 0,1 56 = 5,6 g
m Al = 0,2 27 = 5,4 g
ω Fe = m Fe / m amestec = 5,6 / 11 = 0,50909 (50,91%),
respectiv,
ω Al \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 l de gaz (n.o.) 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.o.). 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.
(nu uitați că astfel de reacții trebuie egalizate folosind o balanță electronică)
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:
m Cu \u003d n M \u003d 0,25 64 \u003d 16 g.Aluminiul reacționează cu o soluție alcalină și se formează un hidroxocomplex de aluminiu și hidrogen:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2Al 0 − 3e = Al 3+
2H + + 2e = H2
Numărul de moli de hidrogen:
n H3 \u003d 3,36 / 22,4 \u003d 0,15 mol,
raportul molar dintre aluminiu și hidrogen este de 2:3 și, prin urmare,
nAl \u003d 0,15 / 1,5 \u003d 0,1 mol.
Greutate aluminiu:
m Al \u003d n M \u003d 0,1 27 \u003d 2,7 gRestul este fier, cântărind 3 g. Puteți găsi masa amestecului:
m amestec \u003d 16 + 2,7 + 3 \u003d 21,7 g.Fracțiile de masă ale metalelor:
Doar cuprul reacţionează cu acidul sulfuric concentrat, numărul de moli de gaz:
n SO2 \u003d V / Vm \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol
|
2H2S04 (conc.) = CuS04+ |
ω Cu \u003d m Cu / m amestec \u003d 16 / 21,7 \u003d 0,7373 (73,73%)
ω Al = 2,7 / 21,7 = 0,1244 (12,44%)
ω Fe = 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. % HNO 3 şi 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.o.). Determinați compoziția soluției rezultate în procente de masă. (RCTU)
Textul acestei probleme indică clar produsul reducerii azotului - „substanță simplă”. pentru că Acid azotic cu metale nu dă hidrogen, atunci 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.
Determinați cantitatea de substanță gazoasă:
n N2 \u003d V / Vm \u003d 2,912 / 22,4 \u003d 0,13 mol.
Determinăm masa soluției de acid azotic, masa și cantitatea substanței HNO3 dizolvate:
m soluție \u003d ρ V \u003d 1,115 565 \u003d 630,3 g
m HNO3 \u003d ω m soluție \u003d 0,2 630,3 \u003d 126,06 g
n HNO3 \u003d m / M \u003d 126,06 / 63 \u003d 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.
Compunem ecuațiile 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:
|
12HNO 3 \u003d 5Zn (NO 3) 2 + |
|
Zn 0 − 2e = Zn 2+ |
||
|
2N+5+10e=N2 |
|
36HNO 3 \u003d 10Al (NO 3) 3 + |
Este convenabil să rezolvi acest sistem înmulțind prima ecuație cu 90 și scăzând prima ecuație din a doua.
x \u003d 0,04, ceea ce înseamnă n Zn \u003d 0,04 5 \u003d 0,2 mol
y \u003d 0,03, ceea ce înseamnă că n Al \u003d 0,03 10 \u003d 0,3 mol
Să verificăm masa amestecului:
0,2 65 + 0,3 27 \u003d 21,1 g.
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):
Următoarea întrebare este: acid azotic a rămas în soluție și cât a mai rămas?
Conform ecuațiilor de reacție, cantitatea de acid care a reacționat:
n HNO3 \u003d 0,48 + 1,08 \u003d 1,56 mol,
acestea. acidul era în exces și îi puteți calcula restul în soluție:
n HNO3 rest. \u003d 2 - 1,56 \u003d 0,44 mol.
Deci in Soluție finală contine:
azotat de zinc în cantitate de 0,2 mol:
m Zn(NO3)2 = n M = 0,2 189 = 37,8 g
azotat de aluminiu în cantitate de 0,3 mol:
m Al(NO3)3 = n M = 0,3 213 = 63,9 g
un exces de acid azotic în cantitate de 0,44 mol:
m HNO3 rest. = n M = 0,44 63 = 27,72 g
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):
Apoi, pentru sarcina noastră:
sunt noua soluție \u003d masa soluție acidă + masa aliajului metalic - masa azotului
m N2 = n M = 28 (0,03 + 0,09) = 3,36 g
sunt noua soluție \u003d 630,3 + 21,1 - 3,36 \u003d 648,04 g
ωZn (NO 3) 2 \u003d m soluție in-va / m \u003d 37,8 / 648,04 \u003d 0,0583
ωAl (NO 3) 3 \u003d m soluție in-va / m \u003d 63,9 / 648,04 \u003d 0,0986
ω HNO3 rest. \u003d m in-va / m soluție \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.o.), iar când acest amestec a fost expus la aceeași masă de acid clorhidric în exces, 8,96 l de gaz. (n.o.). 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 NO 2, iar 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.
Notă explicativăSubstanţe pure şi amestecuri. Căi separare amestecuri. Pentru a forma o înțelegere a substanțelor pure și amestecuri. Căi substante de purificare: ... substante la diverse clase compusi organici. Caracterizați: de bază clase compusi organici...
Comanda din 2013 Nr. Program de lucru la disciplina „Chimie” Clasa 8 (nivel de bază 2 ore)
Program de lucruEvaluarea cunoştinţelor elevilor asupra posibilităţii şi moduri separare amestecuri substanțe; formarea deprinderilor experimentale adecvate ... clasificare şi proprietăți chimice substanțe de bază clase compuși anorganici, formarea de idei despre...
... amestecuri, moduri separare amestecuri. Sarcini: Dați conceptul de substanțe pure și amestecuri; Luați în considerare clasificarea amestecuri; Prezentați elevilor moduri separare amestecuri... student și crește înainte clasă un card cu formula unei substanțe anorganice...
Pentru a stabili proprietățile unei substanțe, este necesar să o avem în formă pură, dar substanțele în natură nu apar în formă pură. Fiecare substanță conține întotdeauna o anumită cantitate de impurități. O substanță care nu conține aproape nicio impuritate se numește pură. Lucrați cu astfel de substanțe în laborator științific, sala de chimie a școlii. Rețineți că substanțele absolut pure nu există.
Aproape toate substanțele naturale, produsele alimentare (cu excepția sării, zahărului și a altora), materialele de construcție, substanțele chimice de uz casnic, multe medicamente și cosmetice sunt amestecuri.
Substanțele naturale sunt amestecuri, uneori formate dintr-un număr foarte mare de substanțe diferite. De exemplu, apa naturală conține întotdeauna săruri și gaze dizolvate în ea. Uneori, un conținut foarte mic de impurități poate duce la o schimbare foarte puternică a unor proprietăți ale unei substanțe. De exemplu, conținutul în zinc de numai sutimi de fier sau cupru accelerează interacțiunea acestuia cu acid clorhidric de sute de ori. Când una dintre substanțe se află în amestec într-o cantitate predominantă, întregul amestec poartă de obicei numele său.
O componentă este fiecare substanță conținută într-un amestec.
amestecuri uniforme.
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.
Orez. 3. Amestecul omogen (soluție apoasă de zahăr)
Amestecul preparat de zahăr și apă este omogen (Fig. 3); cele mai mici particule din aceste substanțe sunt amestecate uniform în el.
Amestecuri în care componentele nu pot fi detectate cu ochiul liber se numesc omogene.
Apa amestecată cu nisip, cretă sau argilă îngheață la 0 0 C și fierbe la 100 0 C.
Unele tipuri de amestecuri eterogene au denumiri speciale: spumă (de exemplu, spumă, spumă de săpun), suspensie (un amestec de apă cu o cantitate mică de făină), emulsie (lapte, ulei vegetal bine agitat cu apă), aerosol (fum , ceață).
Orez. 5. Amestecuri eterogene:
a - un amestec de apă și sulf;
b - un amestec de ulei vegetal și apă;
c - un amestec de aer si apa
Există diferite moduri de a separa amestecurile. Alegerea metodei de separare a unui amestec este influențată de proprietățile substanțelor care formează acest amestec.
Să aruncăm o privire mai atentă la fiecare metodă:
aşezându-se- o metodă comună de purificare sau lichide din impuritățile mecanice insolubile în apă, sau substanțe lichide care sunt insolubile unele în altele, având densități diferite.
Decantarea este utilizată la prepararea apei pentru nevoi tehnologice și menajere, tratarea apelor uzate, deshidratarea și desalinizarea țițeiului și în multe procese de tehnologie chimică. Este o etapă importantă în autoepurarea naturală a rezervoarelor naturale și artificiale.
Filtrare- separarea lichidului de impuritățile solide insolubile din acesta; moleculele lichide trec prin porii filtrului și sunt reținute particule mari de impurități.
Imaginați-vă că aveți un amestec de nisip de râu și apă. Determinați tipul de amestec. ( eterogen). Comparați proprietățile fizice ale nisipului de râu și ale apei. (Sunt substanțe care sunt insolubile unele în altele, având densități diferite). Sugerați o metodă pentru separarea acestui amestec ( filtrare).
Acțiune magnetică- aceasta este o metodă de separare a amestecurilor neomogene, atunci când una dintre substanțele din amestec este capabilă să fie atrasă de un magnet
Evaporare - aceasta este o metodă de separare a amestecurilor omogene, în acest caz, o substanță solidă solubilă este eliberată dintr-o soluție, când este încălzită, apa se evaporă și rămân cristale solide.
Distilare (în latină înseamnă „picurare”) – Aceasta este o metodă de separare a amestecurilor omogene, caz în care amestecurile lichide sunt separate în fracții care diferă în compoziție. Se realizează prin evaporarea parțială a lichidului, urmată de condensarea vaporilor. Fracția distilată (distilatul) este îmbogățită cu substanțe relativ mai volatile (cu punct de fierbere scăzut), iar lichidul nedistilat (reziduul de distilare) este îmbogățit cu substanțe relativ mai puțin volatile (cu punct de fierbere ridicat).
În laborator, distilarea se efectuează pe o instalație specială (Fig. 6). Când un amestec de lichide este încălzit, substanța cu punctul de fierbere cel mai scăzut fierbe mai întâi. Vaporii săi părăsesc vasul, se răcește, se condensează1, iar lichidul rezultat curge în receptor. Când această substanță nu se mai află în amestec, temperatura va începe să crească, iar în timp, o altă componentă lichidă va fierbe. Lichidele nevolatile rămân în vas.
Orez. 6. Instalatie de laborator pentru distilare: a - conventionala; b - simplificat
1 - un amestec de lichide cu diferite puncte de fierbere;
2 - termometru;
3 - răcitor de apă;
4 - receptor
Luați în considerare cum unii metode separarea amestecurilor.
Procesul de filtrare stă la baza funcționării unui aparat respirator, un dispozitiv care protejează plămânii unei persoane care lucrează într-un mediu puternic prăfuit. Respiratorul are filtre care împiedică pătrunderea prafului în plămâni (Fig. 7). Cel mai simplu aparat respirator este un bandaj format din mai multe straturi de tifon. Un filtru care extrage praful din aer se afla si in aspirator.
Orez. 7. Lucrător într-un respirator
Trageți o concluzie prin ce metode este posibilă separarea unui amestec de substanțe solubile și insolubile în apă.
BIBLIOTECA MARE LENINGRAD - REZUMAT - Metode de separare a amestecurilor
Metode de separare a amestecurilor
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 amestecului este 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.
Amestecuri 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.
Sunt solide, lichide, substante gazoase. Substanțele pot fi amestecate în orice stare de agregare. Starea de agregare amestecul definește 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)
|
Tipuri de amestecuri eterogene |
|
|
înainte de amestecare |
Exemple |
|
tare/solid |
Minerale; fier/sulf |
|
solid/lichid |
Mortar; ape uzate |
|
solid/gazos |
Fum; aer prăfuit |
|
lichid/solid |
Perla; minerale; gheata |
|
lichid / lichid |
Lapte; ulei vegetal/apă |
|
lichid/gazos |
Ceaţă; nori |
|
gazos/solid |
Styrofoam |
|
gazos/lichid |
Spumă |
Amestecuri omogene se formează atunci când substanțele se dizolvă bine unele în altele și se amestecă bine (Tabelul 2).
|
Tipuri de amestecuri omogene |
|
|
Starea agregată a părților constitutive înainte de amestecare |
Exemple |
|
tare/solid |
Aliaj de aur și argint |
|
solid/lichid |
zahăr/apă |
|
solid/gazos |
Vaporii de iod în aer |
|
lichid/solid |
gelatină umflată |
|
lichid / lichid |
alcool/apă |
|
lichid/gazos |
Apă/aer |
|
gazos/solid |
Hidrogen în paladiu |
|
gazos/lichid |
|
Când se formează amestecuri, transformările chimice de obicei nu au loc, 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 substantele 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 diferite metode de separare a amestecurilor; anumite metode de separare a amestecurilor sunt utilizate în funcție de compoziția amestecului.
- Screening;
- Filtrare;
- așezarea;
- Decantare
- centrifugare;
- Evaporare;
- Evaporare;
- Recristalizare;
- Distilare (distilare);
- Congelare;
- Acțiunea magnetului;
- Cromatografia;
- Extracţie;
- 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 particule mici făină din cristale de zahăr relativ mari. LA 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 filtrare 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 atenție 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 considerat un exemplu când a fost necesar să izolam sarea de masă 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 drenat cu grijă 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 etanol cu apă, separată 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 introdus în el (2), 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 fierbere uniformă, mai multe puncte de fierbere sunt plasate pe fundul balonului - capilare de sticlă sigilate la un capăt. După închiderea balonului, apă este furnizată în 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 lichide inflamabile și combustibile (alcool, eter, acetonă etc.) la foc deschis 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 porțiune 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
I. Material nou
La pregătirea lecției s-au folosit materiale ale autorului: N.K.Cheremisina,
profesori de chimie liceu № 43
(Kaliningrad),
Trăim printre substanțe chimice. Inspirăm aerși acesta este un amestec de gaze ( azot, oxigenși altele), expirați dioxid de carbon. Ne spălăm apă- Aceasta este o altă substanță, cea mai comună de pe Pământ. Noi bem lapte- amestec apă cu picături mici de lapte gras, și nu numai: mai există proteine din lapte cazeină, minerale sare, vitamineși chiar zahăr, dar nu cel cu care beau ceai, ci unul special, lăptos - lactoză. Mâncăm mere, care constau dintr-o gamă întreagă de substanțe chimice - aici și zahăr, și Acid de mere, și vitamine... Când bucățile mestecate ale unui măr intră în stomac, sucurile digestive umane încep să acționeze asupra lor, care ajută la absorbția tuturor substanțelor gustoase și sănătoase nu numai ale mărului, ci și ale oricărui 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 sunt construite din substanțe chimice, ca o casă de cărămizi. Azotul, oxigenul, zahărul, vitaminele sunt substanțe de origine naturală, naturală. Sticlă, cauciuc, oțelul este și el o substanță, mai precis, materiale(amestecuri de substante). Atât sticla, cât și cauciucul sunt de origine artificială; nu au existat în natură. Substanțele complet pure nu se găsesc în natură sau sunt foarte rare.
Care este diferența dintre substanțele pure și amestecurile de substanțe?
O substanță pură individuală are un anumit set de proprietăți caracteristice (proprietăți fizice constante). Doar apa distilată pură se topește = 0 °С, se fierbe = 100 °С și nu are gust. Apa de mare îngheață la o temperatură mai scăzută și fierbe la o temperatură mai mare, gustul ei este amar-sărat. Apa Mării Negre îngheață la o temperatură mai scăzută și fierbe la o temperatură mai mare decât apa Mării Baltice. De ce? Faptul este că apa de mare conține și alte substanțe, de exemplu, săruri dizolvate, adică. este un amestec de diverse substanțe, a căror compoziție variază într-o gamă largă, dar proprietățile amestecului nu sunt constante. 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
|
Semne de comparație |
substanta pura |
Amestec |
|
Compus |
Constant |
nestatornic |
|
Substanțe |
La fel |
Variat |
|
Proprietăți fizice |
Permanent |
Nestatornic |
|
Modificarea energiei în timpul formării |
merge mai departe |
Nu se intampla |
|
Separare |
Prin reacții chimice |
Metode fizice |
Amestecuri diferă unele de altele prin 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).
În suspensii, particulele solide sunt vizibile, în emulsii - picături lichide, astfel de amestecuri sunt numite eterogene (eterogene), iar în soluții componentele nu se disting, sunt amestecuri omogene (omogene).
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.
Aceste metode se bazează pe diferențe în proprietăți fizice componente ale amestecului.
Considera moduriseparareeterogen și omogen amestecuri .
|
Exemplu de amestec |
Metoda de separare |
|
Suspensie - un amestec de nisip de râu cu apă |
aşezându-se Separare sustinerea bazate pe diferite densităţi de substanţe. Nisipul mai greu se depune pe fund. De asemenea, puteți separa emulsia: pentru a separa uleiul sau uleiul vegetal de apă. În laborator, acest lucru se poate face folosind o pâlnie de separare. Petrolul sau uleiul vegetal formează un strat superior, mai ușor.Ca urmare a depunerii, roua cade din ceață, funinginea se depune din fum, smântâna se depune în lapte. Separarea unui amestec de apă și ulei vegetal prin decantare |
|
Un amestec de nisip și sare de masă în apă |
Filtrare Care este baza pentru separarea amestecurilor eterogene folosind filtrare• Pe diferite solubilitate a substanțelor în apă și pe diferite dimensiuni ale particulelor. Prin porii filtrului trec doar particule proporționale de substanțe, în timp ce particulele mai mari sunt reținute pe filtru. Acesta este modul în care puteți separa un amestec eterogen de sare de masă și nisip de râu.Ca filtre pot fi folosite diverse substanțe poroase: vată, cărbune, argilă arsă, sticlă presată și altele. Metoda de filtrare este baza pentru funcționarea aparatelor de uz casnic, cum ar fi aspiratoarele. Este folosit de chirurgi - bandaje de tifon; foratori si muncitori de lifturi - masti respiratorii. Cu ajutorul unei strecurătoare de ceai pentru filtrarea frunzelor de ceai, Ostap Bender, eroul lucrării lui Ilf și Petrov, a reușit să ia unul dintre scaunele de la Ellochka Ogre („Cele douăsprezece scaune”). |
|
Un amestec de pulbere de fier și sulf |
Acțiune prin magnet sau apă Pulberea de fier era atrasă de un magnet, dar pulberea de sulf nu.. Pulberea de sulf neumezibilă a plutit la suprafața apei, în timp ce pulberea grea de fier umectabilă s-a depus pe fund.. Separarea unui amestec de sulf și fier folosind un magnet și apă |
|
O soluție de sare în apă este un amestec omogen |
Evaporare sau cristalizare Apa se evaporă, iar cristalele de sare rămân în cana de porțelan. Când apa este evaporată din lacurile Elton și Baskunchak, se obține sare de masă. Această metodă de separare se bazează pe diferența dintre punctele de fierbere ale solventului și al solutului.Dacă o substanță, cum ar fi zahărul, se descompune atunci când este încălzită, atunci apa nu este complet evaporată - soluția este evaporată și apoi sunt precipitate cristalele de zahăr. dintr-o soluție saturată.Uneori este necesară îndepărtarea impurităților din solvenți cu o temperatură de fierbere mai scăzută, cum ar fi apa din sare. În acest caz, vaporii substanței trebuie colectați și apoi condensați la răcire. Această metodă de separare a unui amestec omogen se numește distilare sau distilare. În dispozitive specialedistilatorii produc apă distilată , carefolosit pentru nevoile de farmacologie, laboratoare, sisteme de racire auto . Acasă, puteți proiecta un astfel de distilator: Dacă, totuși, un amestec de alcool și apă este separat, atunci primul care este distilat (colectat într-o eprubetă receptoare) este alcoolul cu tbp = 78 ° C, iar apa va rămâne în eprubetă. Distilarea este folosită pentru a obține benzină, kerosen, motorină din petrol. Separarea amestecurilor omogene |
O metodă specială de separare a componentelor, bazată pe absorbția lor diferită de către o anumită substanță, este cromatografia.
Acasă, puteți face următorul experiment. Atârnă o fâșie de hârtie de filtru peste sticla de cerneală roșie, scufundând în ea doar capătul benzii. Soluția este absorbită de hârtie și se ridică de-a lungul acesteia. Dar marginea creșterii vopselei rămâne în urma limitei creșterii apei. Așa are loc separarea a două substanțe: apa și materia colorantă din cerneală.
Cu ajutorul cromatografiei, botanistul rus M. S. Tsvet 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 electronice, semiconductori, tehnologie nucleară și alte industrii de precizie.
Citiți poezia lui L. Martynov „Apa distilată”:
Apă
Favorizat
toarnă!
Ea este
a strălucit
Atât de pur
Orice să bei
Nu te spala.
Și nu a fost un accident.
Ea a ratat
Salcii, tala
Și amărăciunea viței de vie înflorite,
Îi era dor de algele marine
Și pește uleios de la libelule.
Îi era dor să fie ondulată
Îi era dor să curgă peste tot.
Nu avea destulă viață.
Curat -
Apa distilata!
Aplicarea apei distilate
II. Sarcini pentru reparare
1) Lucrați cu mașinile #1-4(necesardescărcați simulatorul, se va deschide în browserul Internet Explorer)
Materialul lecției conține informații despre diferite moduri de separare a amestecurilor și de purificare a substanțelor. Veți învăța cum să folosiți cunoștințele despre diferențele dintre proprietățile componentelor unui amestec pentru a selecta metoda optimă de separare a unui amestec dat.
Subiect: Idei chimice inițiale
Lecția: Metode de separare a amestecurilor și de purificare a substanțelor
Să definim diferența dintre „metode de separare a amestecurilor” și „metode de purificare a substanțelor”. În primul caz, este important să se obțină în formă pură toate componentele care compun amestecul. La purificarea unei substanțe, obținerea impurităților în formă pură este de obicei neglijată.
DECONIZAREA
Cum se separă un amestec de nisip și argilă? Aceasta este una dintre etapele producției ceramice (de exemplu, în producția de cărămizi). Pentru a separa un astfel de amestec, se folosește metoda de decantare. Amestecul se pune în apă și se agită. Argila și nisipul se așează în apă în ritmuri diferite. Prin urmare, nisipul se va depune mult mai repede decât argila (Fig. 1).
Orez. 1. Separarea unui amestec de argilă și nisip prin decantare
Metoda de decantare este folosită și pentru a separa amestecuri de solide insolubile în apă cu densități diferite. De exemplu, un amestec de fier și rumeguș poate fi separat în acest fel (rumegușul va pluti în apă, în timp ce fierul se va depune).
Un amestec de ulei vegetal și apă poate fi separat și prin decantare, deoarece uleiul nu se dizolvă în apă și are o densitate mai mică (Fig. 2). Astfel, prin decantare, este posibilă separarea amestecurilor de lichide insolubile unele în altele cu densități diferite.
Orez. 2. Separarea unui amestec de ulei vegetal și apă prin decantare
Pentru a separa un amestec de sare de masă și nisip de râu, puteți utiliza metoda de decantare (atunci când este amestecată cu apă, sarea se va dizolva, nisipul se va depune), dar va fi mai fiabil să separați nisipul de soluția de sare printr-un altul. metoda - metoda de filtrare.
Filtrarea acestui amestec poate fi efectuată folosind un filtru de hârtie și o pâlnie coborâtă într-un pahar. Pe hârtia de filtru rămân granule de nisip, iar o soluție limpede de sare de masă trece prin filtru. În acest caz, nisipul de râu este sedimentul, iar soluția de sare este levigatul (Fig. 3).
Orez. 3. Folosind metoda de filtrare pentru a separa nisipul de râu de soluția de sare
Filtrarea poate fi efectuată nu numai cu hârtie de filtru, ci și cu alte materiale poroase sau libere. De exemplu, materialele în vrac includ nisip de cuarț, iar materialele poroase includ vată de sticlă și argilă coptă.
Unele amestecuri pot fi separate prin metoda „filtrare la cald”. De exemplu, un amestec de sulf și pulberi de fier. Fierul se topește la peste 1500 C și sulful în jur de 120 C. Sulful topit poate fi separat de pulberea de fier folosind vată de sticlă încălzită.
Sarea poate fi izolată din filtrat prin evaporare, adică. incalzeste amestecul si apa se va evapora iar sarea va ramane pe cana de portelan. Evaporarea, evaporarea parțială a apei, este uneori folosită. Ca rezultat, se formează o soluție mai concentrată, la răcirea căreia dizolvatul este eliberat sub formă de cristale.
Dacă în amestec este prezentă o substanță capabilă de magnetizare, atunci este ușor să o izolați în forma sa pură folosind un magnet. De exemplu, un amestec de pulberi de sulf și fier poate fi separat în acest fel.
Același amestec poate fi separat printr-o altă metodă, folosind cunoștințele despre umecbilitatea componentelor amestecului cu apă. Fierul este umezit de apă, adică. apa se raspandeste pe suprafata fierului de calcat. Sulful nu este umezit de apă. Dacă pui o bucată de sulf în apă, se va scufunda, pentru că. Densitatea sulfului este mai mare decât densitatea apei. Dar pulberea de sulf va apărea, pentru că. bulele de aer se lipesc de boabele de sulf care nu sunt umezite de apă și le împing la suprafață. Pentru a separa amestecul, trebuie să îl puneți în apă. Pulberea de sulf va pluti, iar fierul se va scufunda (Fig. 4).
Orez. 4. Separarea unui amestec de pulberi de sulf și fier prin flotație
Metoda de separare a amestecurilor bazată pe diferența de umectare a componentelor se numește flotație (flotter francez - a pluti). Luați în considerare câteva metode suplimentare pentru separarea și purificarea substanțelor.
Una dintre cele mai vechi metode de separare a amestecurilor este distilarea (sau distilarea). Folosind această metodă, este posibil să se separe componentele care sunt solubile unele în altele și au puncte de fierbere diferite. Așa se obține apa distilată. Apa cu impurități se fierbe într-un singur vas. Vaporii de apă rezultați se condensează la răcire într-un alt vas sub formă de apă (pură) deja distilată.
Orez. 5. Obținerea apei distilate
Componentele cu proprietăți similare pot fi separate prin metoda cromatografiei. Această metodă se bazează pe absorbția diferită a substanțelor care urmează să fie separate de suprafața unei alte substanțe.
De exemplu, cerneala roșie poate fi separată în componentele sale (apă și colorant) prin cromatografie.
Orez. 6. Separarea cernelii roșii prin cromatografie pe hârtie
În laboratoarele chimice, cromatografia se efectuează folosind instrumente speciale - cromatografe, ale căror părți principale sunt o coloană cromatografică și un detector.
Adsorbția este utilizată pe scară largă în chimie pentru purificarea anumitor substanțe. Este acumularea unei substanțe pe suprafața altei substanțe. Adsorbanții includ, de exemplu, cărbune activ.
Încercați să aruncați o tabletă de cărbune activ într-un recipient cu apă colorată, amestecați, filtrați și veți vedea că filtratul a devenit incolor. Atomii de carbon atrag molecule, în acest caz, colorantul.
În prezent, adsorbția este utilizată pe scară largă pentru purificarea apei și a aerului. De exemplu, filtrele de apă conțin cărbune activ ca adsorbant.
1. Culegere de sarcini și exerciții la chimie: clasa a VIII-a: la manualul de P.A. Orzhekovsky și alții „Chimie, clasa a 8-a” / P.A. Orjekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M.: AST: Astrel, 2006.
2. Ushakova O.V. Caiet de lucru la chimie: clasa a VIII-a: la manualul de P.A. Orjekovski și alții „Chimie. Gradul 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orjekovski; sub. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M .: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (p. 10-11)
3. Chimie: clasa a VIII-a: manual. pentru general instituții / P.A. Orjekovski, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005.(§4)
4. Chimie: inorg. chimie: manual. pentru 8 celule. general instituții / G.E. Rudzitis, FuGyu Feldman. - M .: Educație, SA „Manuale de la Moscova”, 2009. (§ 2)
5. Enciclopedie pentru copii. Volumul 17. Chimie / Capitolul. editat de V.A. Volodin, conducând. științific ed. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.
Resurse web suplimentare
1. O singură colecție de resurse educaționale digitale ().
2. Versiunea electronică a revistei „Chimie și viață” ().
Teme pentru acasă
Din manualul P.A. Orzhekovsky și alții. „Chimie, clasa a 8-a” Cu. 33 nr. 2,4,6,T.
