I vår artikel kommer vi att överväga vad rena ämnen och blandningar är, metoder för att separera blandningar. Var och en av oss använder dem i vardagen. Förekommer rena ämnen i naturen överhuvudtaget? Och hur skiljer man dem från blandningar?
Rena ämnen och blandningar: sätt att separera blandningar
Rena ämnen är ämnen som innehåller partiklar av endast en viss typ. Forskare tror att de praktiskt taget inte existerar i naturen, eftersom alla, om än i försumbara proportioner, innehåller föroreningar. Absolut alla ämnen är också lösliga i vatten. Även om till exempel en silverring är nedsänkt i denna vätska, kommer jonerna i denna metall att gå i lösning.
Ett tecken på rena ämnen är sammansättningens beständighet och fysikaliska egenskaper. I processen för deras bildning sker en förändring i mängden energi. Dessutom kan den både öka och minska. Ett rent ämne kan endast separeras i sina individuella komponenter genom en kemisk reaktion. Till exempel har endast destillerat vatten en typisk kok- och fryspunkt för detta ämne,brist på smak och lukt. Och dess syre och väte kan sönderdelas endast genom elektrolys.
Och hur skiljer sig deras aggregat från rena ämnen? Kemi kommer att hjälpa oss att svara på denna fråga. Metoder för att separera blandningar är fysikaliska, eftersom de inte leder till en förändring av ämnens kemiska sammansättning. Till skillnad från rena ämnen har blandningar varierande sammansättning och egenskaper, och de kan separeras med fysikaliska metoder.
Vad är en blandning
En blandning är en samling av enskilda ämnen. Ett exempel är havsvatten. Till skillnad från destillerat har den en bitter eller s alt smak, kokar vid en högre temperatur och fryser vid en lägre temperatur. Metoder för att separera blandningar av ämnen är fysikaliska. Så rent s alt kan erhållas från havsvatten genom avdunstning och efterföljande kristallisation.
Typer av blandningar
Om du tillsätter socker i vattnet kommer partiklarna efter ett tag att lösas upp och bli osynliga. Som ett resultat kan de inte särskiljas med blotta ögat. Sådana blandningar kallas homogena eller homogena. Luft, bensin, buljong, parfym, sött och s altvatten samt en legering av koppar och aluminium är också exempel på dessa. Som du kan se kan homogena blandningar vara i olika aggregationstillstånd, men vätskor är vanligast. De kallas också lösningar.
I heterogena eller heterogena blandningar kan partiklar av enskilda ämnen urskiljas. Järn- och träspån, sand och bordss alt är typiska exempel. Heterogena blandningar kallas även suspensioner. Bland dem urskiljs suspensioner och emulsioner. Den förra består av en vätska och en fast substans. Så en emulsion är en blandning av vatten och sand. En emulsion är en kombination av två vätskor med olika densitet.
Det finns heterogena blandningar med speciella namn. Så, ett exempel på skum är skum, och aerosoler inkluderar dimma, rök, deodoranter, luftfräschare, antistatiska medel.
Metoder för att separera blandningar
Självklart har många blandningar mer värdefulla egenskaper än enskilda enskilda ämnen som utgör dem. Men även i vardagen finns det situationer då de behöver separeras. Och inom industrin är hela industrier baserade på denna process. Till exempel, från olja som ett resultat av dess bearbetning, erhålls bensin, gasolja, fotogen, eldningsolja, sololja och maskinolja, raketbränsle, acetylen och bensen. Håller med, det är mer lönsamt att använda de här produkterna än att bränna olja utan sinne.
Nu ska vi se om det finns något sådant som kemiska metoder för att separera blandningar. Anta att vi behöver få rena ämnen från en vattenlösning av s alt. För att göra detta måste blandningen värmas upp. Som ett resultat kommer vattnet att förvandlas till ånga, och s altet kommer att kristallisera. Men samtidigt kommer det inte att ske någon omvandling av ett ämne till ett annat. Detta betyder att grunden för denna process är fysiska fenomen.
Metoder för att separera blandningar beror på tillståndet för aggregation, förmågan att lösas upp, skillnaden i kokpunkt, densitet och sammansättning av dess komponenter. Låt oss överväga var och en av dem mer detaljerat om specifikaexempel.
Filterering
Denna separationsmetod är lämplig för blandningar som innehåller en vätska och ett olösligt fast ämne. Till exempel vatten och flodsand. Denna blandning måste passeras genom ett filter. Som ett resultat kommer rent vatten fritt att passera genom det, och sanden kommer att finnas kvar.
Settling
Vissa metoder för separation av blandningar är baserade på gravitationens inverkan. Således kan suspensioner och emulsioner sönderdelas till rena substanser. Om vegetabilisk olja kommer ner i vattnet måste blandningen först skakas. Lämna det sedan ett tag. Som ett resultat kommer vattnet att vara i botten av kärlet, och oljan kommer att täcka det i form av en film.
I laboratorieförhållanden används en separertratt för sedimentering. Som ett resultat av sitt arbete dräneras den tätare vätskan in i kärlet, medan den lätta finns kvar.
Settling kännetecknas av en låg hastighet i processen. Det tar en viss tid för fällningen att bildas. Under industriella förhållanden utförs denna metod i speciella strukturer som kallas sedimentationstankar.
Handling med en magnet
Om blandningen innehåller metall kan den separeras med en magnet. Till exempel separata järn- och träspån. Men har alla metaller dessa egenskaper? Inte alls. För denna metod är endast blandningar som innehåller ferromagneter lämpliga. Förutom järn inkluderar dessa nickel, kobolt, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium.
Destillation
Detta är titeln iöversatt från latin betyder "dränerande droppar." Destillation är en metod för att separera blandningar baserat på skillnaden i kokpunkter för ämnen. Så även hemma kan alkohol och vatten separeras. Det första ämnet börjar avdunsta redan vid en temperatur på 78 grader Celsius. När den vidrör den kalla ytan kondenserar alkoholångan och förvandlas till ett flytande tillstånd.
Inom industrin erhålls oljeraffineringsprodukter, aromatiska ämnen, rena metaller på detta sätt.
Avdunstning och kristallisation
Dessa separationsmetoder är lämpliga för flytande lösningar. De ämnen som utgör deras sammansättning skiljer sig åt i deras kokpunkt. Således är det möjligt att få kristaller av s alt eller socker från vattnet i vilket de är lösta. För att göra detta värms lösningarna och indunstas till ett mättat tillstånd. I detta fall avsätts kristallerna. Om det är nödvändigt att erhålla rent vatten, bringas lösningen att koka, följt av kondensering av ångorna på en kallare yta.
Metoder för att separera gasblandningar
Gasblandningar separeras med laboratorie- och industrimetoder, eftersom denna process kräver specialutrustning. Råmaterialet av naturligt ursprung är luft, koks, generator, tillhörande och naturgas, som är en kombination av kolväten.
Fysiska metoder för att separera blandningar i gasformigt tillstånd är följande:
- Kondensation är en gradvis processkylning av blandningen, under vilken kondensationen av dess komponenter sker. I detta fall passerar först och främst högkokande ämnen, som samlas i separatorer, till flytande tillstånd. På så sätt erhålls väte från koksugnsgas, och ammoniak separeras också från den oreagerade delen av blandningen.
- Sorption är absorptionen av vissa ämnen av andra. Denna process har motsatta komponenter, mellan vilka jämvikt upprättas under reaktionen. Framåt- och bakåtprocessen kräver olika förutsättningar. I det första fallet är det en kombination av högt tryck och låg temperatur. Denna process kallas sorption. Annars används de motsatta förhållandena: lågt tryck vid hög temperatur.
- Membranseparation är en metod där egenskapen för semipermeabla partitioner används för att selektivt passera molekyler av olika ämnen.
- Refluxation - processen för kondensering av högkokande delar av blandningar som ett resultat av deras kylning. I detta fall bör övergångstemperaturen till det flytande tillståndet för de enskilda komponenterna skilja sig markant.
kromatografi
Namnet på denna metod kan översättas som "Jag skriver med färg". Föreställ dig att bläck tillsätts vattnet. Om du sänker änden av filterpapperet i en sådan blandning kommer det att börja absorberas. I detta fall kommer vatten att absorberas snabbare än bläck, vilket är förknippat med en annan grad av sorption av dessa ämnen. Kromatografi är inte bara en metod för att separera blandningar, utan också en metod för att studera egenskaper hos ämnen som diffusion och löslighet.
Så vi träffadesmed begrepp som "rena ämnen" och "blandningar". De första är grundämnen eller föreningar som endast består av partiklar av en viss typ. Deras exempel är s alt, socker, destillerat vatten. Blandningar är en samling av enskilda ämnen. Ett antal metoder används för att skilja dem åt. Hur de separeras beror på de fysiska egenskaperna hos dess beståndsdelar. De viktigaste är sedimentering, förångning, kristallisation, filtrering, destillation, magnetisering och kromatografi.
