I vår artikkel skal vi vurdere hva rene stoffer og blandinger er, metoder for å separere blandinger. Hver av oss bruker dem i hverdagen. Forekommer rene stoffer i naturen i det hele tatt? Og hvordan skille dem fra blandinger?
Rene stoffer og blandinger: måter å skille blandinger på
Rene stoffer er stoffer som inneholder partikler av bare en bestemt type. Forskere mener at de praktisk t alt ikke eksisterer i naturen, siden alle, om enn i ubetydelige proporsjoner, inneholder urenheter. Absolutt alle stoffer er også løselige i vann. Selv om for eksempel en sølvring er nedsenket i denne væsken, vil ionene av dette metallet gå i oppløsning.
Et tegn på rene stoffer er konstansen i sammensetningen og fysiske egenskaper. I prosessen med dannelsen skjer en endring i mengden energi. Dessuten kan den både øke og redusere. Et rent stoff kan kun separeres i sine individuelle komponenter ved en kjemisk reaksjon. For eksempel er det bare destillert vann som har et typisk koke- og frysepunkt for dette stoffet,mangel på smak og lukt. Og oksygen og hydrogen kan sp altes bare ved elektrolyse.
Og hvordan skiller aggregatene deres seg fra rene stoffer? Kjemi vil hjelpe oss med å svare på dette spørsmålet. Metoder for å separere blandinger er fysiske, siden de ikke fører til en endring i den kjemiske sammensetningen av stoffer. I motsetning til rene stoffer har blandinger variabel sammensetning og egenskaper, og de kan separeres med fysiske metoder.
Hva er en blanding
En blanding er en samling av individuelle stoffer. Et eksempel er sjøvann. I motsetning til destillert, har den en bitter eller s alt smak, koker ved høyere temperatur og fryser ved lavere temperatur. Metoder for å separere blandinger av stoffer er fysiske. Så rent s alt kan oppnås fra sjøvann ved fordampning og påfølgende krystallisering.
Typer av blandinger
Hvis du tilsetter sukker i vann, vil partiklene etter en stund løses opp og bli usynlige. Som et resultat kan de ikke skilles med det blotte øye. Slike blandinger kalles homogene eller homogene. Luft, bensin, buljong, parfyme, søtt og s altvann, og en legering av kobber og aluminium er også eksempler på disse. Som du kan se, kan homogene blandinger være i forskjellige aggregeringstilstander, men væsker er mest vanlig. De kalles også løsninger.
I heterogene eller heterogene blandinger kan partikler av enkeltstoffer skilles. Jern- og trespon, sand og bords alt er typiske eksempler. Heterogene blandinger kalles også suspensjoner. Blant dem skilles suspensjoner og emulsjoner. Førstnevnte består av en væske og et fast stoff. Så en emulsjon er en blanding av vann og sand. En emulsjon er en kombinasjon av to væsker med forskjellige tettheter.
Det finnes heterogene blandinger med spesielle navn. Så et eksempel på skum er skum, og aerosoler inkluderer tåke, røyk, deodoranter, luftfriskere, antistatiske midler.
Metoder for å separere blandinger
Selvfølgelig har mange blandinger mer verdifulle egenskaper enn enkeltstående stoffer som utgjør dem. Men selv i hverdagen er det situasjoner hvor de må skilles. Og i industrien er hele bransjer basert på denne prosessen. For eksempel, fra olje som et resultat av dens prosessering, oppnås bensin, gassolje, parafin, fyringsolje, sololje og maskinolje, rakettdrivstoff, acetylen og benzen. Enig, det er mer lønnsomt å bruke disse produktene enn tankløst brennende olje.
Nå skal vi se om det finnes noe slikt som kjemiske metoder for å separere blandinger. Anta at vi trenger å få rene stoffer fra en vandig løsning av s alt. For å gjøre dette må blandingen varmes opp. Som et resultat vil vannet bli til damp, og s altet vil krystallisere. Men samtidig vil det ikke være noen transformasjon av ett stoff til et annet. Dette betyr at grunnlaget for denne prosessen er fysiske fenomener.
Metoder for å separere blandinger avhenger av aggregeringstilstanden, evnen til å oppløses, forskjellen i kokepunkt, tetthet og sammensetning av komponentene. La oss vurdere hver av dem mer detaljert på spesifikkeeksempler.
Filtrering
Denne separasjonsmetoden er egnet for blandinger som inneholder en væske og et uløselig fast stoff. For eksempel vann og elvesand. Denne blandingen må føres gjennom et filter. Som et resultat vil rent vann fritt passere gjennom det, og sanden vil forbli.
Settling
Noen metoder for separering av blandinger er basert på tyngdekraftens virkning. Således kan suspensjoner og emulsjoner dekomponeres til rene stoffer. Hvis vegetabilsk olje kommer i vannet, må blandingen først ristes. La det så stå en stund. Som et resultat vil vannet være i bunnen av karet, og oljen vil dekke det i form av en film.
I laboratorieforhold brukes en skilletrakt for bunnfelling. Som et resultat av arbeidet blir den tettere væsken drenert inn i karet, mens den lette blir igjen.
Bosetting er preget av lav hastighet i prosessen. Det tar en viss tid før bunnfallet dannes. Under industrielle forhold utføres denne metoden i spesielle strukturer k alt sedimentasjonstanker.
Handling med en magnet
Hvis blandingen inneholder metall, kan den separeres med en magnet. For eksempel separate jern- og trespon. Men har alle metaller disse egenskapene? Ikke i det hele tatt. For denne metoden er kun blandinger som inneholder ferromagneter egnet. I tillegg til jern inkluderer disse nikkel, kobolt, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium.
Destillation
Dette er tittelen påoversatt fra latin betyr "drenerende dråper." Destillasjon er en metode for å separere blandinger basert på forskjellen i kokepunkt for stoffer. Dermed, selv hjemme, kan alkohol og vann skilles fra hverandre. Det første stoffet begynner å fordampe allerede ved en temperatur på 78 grader Celsius. Ved å berøre den kalde overflaten kondenserer alkoholdampen og blir til flytende tilstand.
I industrien oppnås oljeraffineringsprodukter, aromatiske stoffer, rene metaller på denne måten.
Fordampning og krystallisering
Disse separasjonsmetodene er egnet for flytende løsninger. Stoffene som utgjør sammensetningen deres er forskjellige i kokepunktet. Dermed er det mulig å få krystaller av s alt eller sukker fra vannet de er oppløst i. For å gjøre dette oppvarmes løsningene og fordampes til en mettet tilstand. I dette tilfellet blir krystallene avsatt. Hvis det er nødvendig å skaffe rent vann, bringes løsningen til å koke, etterfulgt av kondensering av dampene på en kaldere overflate.
Metoder for separering av gassblandinger
Gassblandinger separeres med laboratorie- og industrimetoder, siden denne prosessen krever spesialutstyr. Råmaterialet av naturlig opprinnelse er luft, koks, generator, assosiert og naturgass, som er en kombinasjon av hydrokarboner.
Fysiske metoder for å separere blandinger i gassform er som følger:
- Kondensering er en gradvis prosessavkjøling av blandingen, hvor kondenseringen av komponentene skjer. I dette tilfellet går først og fremst høytkokende stoffer, som samles i separatorer, over i flytende tilstand. På denne måten får man hydrogen fra koksovnsgass, og ammoniakk separeres også fra den ureagerte delen av blandingen.
- Sorpsjon er absorpsjon av noen stoffer av andre. Denne prosessen har motsatte komponenter, mellom hvilke likevekt etableres under reaksjonen. Frem- og bakoverprosessene krever forskjellige betingelser. I det første tilfellet er det en kombinasjon av høyt trykk og lav temperatur. Denne prosessen kalles sorpsjon. Ellers brukes motsatte forhold: lavt trykk ved høy temperatur.
- Membranseparasjon er en metode der egenskapen til semipermeable partisjoner brukes til selektivt å passere molekyler av forskjellige stoffer.
- Tilbakeløp - prosessen med kondensering av høytkokende deler av blandinger som et resultat av deres avkjøling. I dette tilfellet bør overgangstemperaturen til flytende tilstand for de enkelte komponentene variere betydelig.
kromatografi
Navnet på denne metoden kan oversettes som "Jeg skriver med farge". Tenk deg at det tilsettes blekk i vannet. Hvis du senker enden av filterpapiret ned i en slik blanding, vil det begynne å bli absorbert. I dette tilfellet vil vann absorberes raskere enn blekk, som er forbundet med en annen grad av sorpsjon av disse stoffene. Kromatografi er ikke bare en metode for å separere blandinger, men også en metode for å studere egenskaper ved stoffer som diffusjon og løselighet.
Så vi møttesmed begreper som «rene stoffer» og «blandinger». Den første er elementer eller forbindelser som kun består av partikler av en bestemt type. Eksemplene deres er s alt, sukker, destillert vann. Blandinger er en samling av individuelle stoffer. En rekke metoder brukes for å skille dem. Måten de skilles på avhenger av de fysiske egenskapene til bestanddelene. De viktigste er bunnfelling, fordampning, krystallisering, filtrering, destillasjon, magnetisering og kromatografi.
