Chemické a fyzikální metody separace směsí
Víte, jaké jsou způsoby oddělení směsí? Nepřipojujte se k negativní odpovědi. Mnoho z nich používáte ve svých každodenních aktivitách.
Čistá látka: co to je
Atomy, molekuly, látky a směsi jsou základní chemické pojmy. Co to znamenají? V tabulce DI Mendeleev 118 chemických prvků. Jedná se o různé typy elementárních částic - atomů. Jejich hmotnost se liší.
Vzájemně se spojují, atomy tvoří molekuly nebo látky. Ty, které spolu spojují, tvoří směsi. Čisté látky mají konstantní složení a vlastnosti. Jedná se o homogenní struktury. Ale mohou být rozděleny do složek chemickými reakcemi.
Vědci tvrdí, že čisté látky v přírodě prakticky neexistují. V každém z nich je nevýznamné množství nečistot. Je to proto, že většina látek je aktivní. Dokonce i kovy ponořené do vody se v ní rozpouštějí na úrovni iontů.
Složení čistých látek je vždy konstantní. Změna je prostě nemožná. Takže v molekule oxid uhličitý zvýšit množství uhlíku nebo kyslíku, bude to úplně jiná látka. A ve směsi můžete zvýšit nebo snížit počet komponent. Tím se změní jeho složení, ale ne skutečnost existence.
Co je směs
Kombinace několika látek se nazývá směs. Mohou být dvou typů. Pokud jsou jednotlivé složky ve směsi nerozlišitelné, nazývá se homogenní nebo homogenní. Existuje další název, který se nejčastěji používá v každodenním životě - řešení. Složky takové směsi nelze oddělit fyzikálními metodami. Například není možné mechanicky extrahovat krystaly, které se v něm rozpouštějí ze slané vody. V přírodě neexistují jen tekuté roztoky. Takže vzduch je plynná homogenní směs a slitina kovů je pevná.
V heterogenních nebo heterogenních směsích se jednotlivé částice odlišují pouhým okem. Odlišují se ve složení a vlastnostech. To znamená, že je můžete vzájemně oddělit čistě mechanicky. Popelka se dobře vyrovnala s tímto úkolem, který špinavá nevlastní matka nucena oddělit fazole od hrachu.
Chemie: metody oddělování směsí
V každodenním životě a přírodě je obrovské množství směsí. Jak vybrat správný způsob, jak je oddělit? Musí být založeno na fyzikálních vlastnostech jednotlivých složek. Pokud mají látky různé teploty varu, bude účinné odpaření, následované krystalizací a destilací. Takové metody se používají k oddělení homogenních roztoků. Pro separaci heterogenních směsí použijte rozdíl v jiných vlastnostech jejich složek: hustota, smáčivost, rozpustnost, velikost, magnetismus atd.
Fyzikální metody separace směsí
Při oddělování složek směsi se složení samotných látek nemění. Proto nelze vymezit metody separace směsí chemickým procesem. Takže usazováním, filtrováním a aplikací magnetu je možné jednotlivé součásti oddělit mechanicky. V laboratoři se používají různé nástroje: oddělovací nálevka, filtrační papír, magnetické proužky. Jedná se o metody oddělování heterogenních směsí.
Prosévání
Tato metoda je možná nejjednodušší. Každá žena v domácnosti je s ním známa. Je založen na rozdílu velikosti pevných složek směsi. Prosévání se používá v každodenním životě při oddělování mouky od nečistot, larvů hmyzu a různých nečistot. V zemědělské výrobě se obilné zrno čistí z cizího odpadu. Stavitelé třídí směs písku a štěrku.
Uložení
Tento způsob oddělování směsí se používá pro složky s různou hustotou. Pokud se písek dostane do vody, výsledný roztok by měl být dobře promíchán a ponechán po určitou dobu. Totéž lze provést se směsí vody a rostlinného oleje nebo oleje. Písek se usadí na dně. Ale olej, naopak, bude shromažďován shora. Tato metoda je pozorována v každodenním životě a přírodě. Například saze usadnou z kouře, oddělená kapky rosy vypadnou z mlhy. A pokud necháte domácí mléko na noc, pak ráno můžete sbírat smetanu.
Filtrování
Milovníci čaje tuto metodu denně používají. Mluvíme o filtrování - metodě separace směsí založené na různé rozpustnosti složek. Představte si, že železný prach a sůl spadly do vody. Na filtru zůstanou velké nerozpustné částice. A rozpuštěná sůl projde touto cestou. Princip této metody spočívá v provozu vysavačů, působení respiračních maskách a gázových obvazů.
Akční magnet
Navrhnout způsob oddělování směsí prášků síry a železa. Přirozeně této akce magnet. Jsou všechny kovy schopné tohoto? Vůbec ne. Podle stupně citlivosti se rozlišují tři skupiny látek. Například zlato, měď a zinek se nepřipojí k magnetu. Patří do skupiny diamagnetických. Slabé vnímání jsou hořčík, platina a hliník. Ale pokud směs obsahuje ferromagnety, pak bude tato metoda nejúčinnější. Tito zahrnují například železo, kobalt, nikl, terbium, holmium a thulium.
Odpařování
Jaká metoda separace směsí vhodných pro vodní homogenní roztok? Toto je odpařování. Pokud máte pouze slanou vodu a potřebujete čistou vodu, neměli byste se okamžitě rozčílit. Je nutné ohřát směs na teplotu varu. V důsledku toho se voda odpaří. A na spodku nádobí budou viditelné krystaly rozpuštěné látky. Pro sběr vody je třeba kondenzovat - převedení z plynného stavu na kapalinu. K tomu se páry ochlazují, dotýkají se povrchu s nižší teplotou a proudí do připravené nádoby.
Krystalizace
Ve vědě je tento pojem zvažován v širším smyslu. To není jen metoda získání čistých látek. Podle jejich povahy jsou krystaly ledovce, minerály, kosti a zubní sklovina.
Jejich růst nastává v přítomnosti stejných podmínek. Krystaly se vytvářejí v důsledku chlazení kapalin nebo saturace parami a později se teplota neměla měnit. Tím se nejdříve dosáhne některých omezujících podmínek. V důsledku toho vzniká centrum krystalizace, kolem něhož se shromažďují atomy kapaliny, taveniny, plynu nebo skla.
Destilace
Jistě jste slyšeli o vodě, která se nazývá destilovaná. Tato čištěná kapalina je nezbytná pro výrobu léků, laboratorního výzkumu, chladicích systémů. A dostat ji do speciálních zařízení. Jsou nazývány palírnami.
Destilace je metoda oddělování směsí látek s různými teplotami varu. Překlad z latinského jazyka znamená termín "kapání". Pomocí této metody například můžete izolovat alkohol a vodu z roztoku. První látka začne vařit při teplotě +78 o C. Páry alkoholu budou dále kondenzovat. Voda zůstane v tekuté formě.
Podobným způsobem se ropné produkty získávají z ropy: benzin, petrolej, plynový olej. Tento proces není chemickou reakcí. Olej je rozdělen na jednotlivé frakce, z nichž každý má svůj vlastní bod varu. K tomu dochází v několika fázích. Za prvé, primární separace oleje. Vyčistí se z příslušného plynu, mechanických nečistot a vodní páry. V dalším kroku se výsledný produkt umístí do destilační kolony a zahřeje se. To je atmosférický destilace ropy. Při teplotě nižší než 62 stupňů uniká zbytkový plyn. Zahřívání směsi na 180 stupňů, získání benzínových frakcí, až 240 - kerosen, až 350 - motorová nafta. Tepelné zbytky rafinace ropy je topný olej, který se používá jako mazivo. 
Chromatografie
Tato metoda se nazývá jménem vědce, který ji nejprve použil. Jeho jméno bylo Mikhail Semenovich Color. Zpočátku byla metoda použita k oddělení rostlinných pigmentů. A doslova je chromatografie přeložena z řeckého jazyka jako "psím s barvou". Filtrační papír vložíme do směsi vody a inkoustu. První se okamžitě začne absorbovat. To je způsobeno různým stupněm adsorpčních vlastností. Zohledňuje také difúzi a stupeň rozpustnosti.
Adsorpce
Některé látky mají schopnost přitahovat molekuly jiného typu. Například akutní uhlík používáme k otravě, abychom se zbavili toxinů. Pro tento proces je zapotřebí rozhraní, které leží mezi oběma fázemi.
Tato metoda se používá v chemickém průmyslu při separaci benzenu od plynných směsí, čištění kapalných ropných produktů a jejich čištění z nečistot.
Takže v našem článku jsme diskutovali o hlavních způsobech separace směsí. Člověk je používá jak v každodenním životě, tak v průmyslovém měřítku. Výběr metody závisí na druhu směsi. Důležitým faktorem jsou vlastnosti fyzikálních vlastností jeho složek. Pro oddělování roztoků, ve kterých jednotlivé části jsou vizuálně nerozlišitelné, se používají metody odpařování, krystalizace, chromatografie a destilace. Pokud lze určit jednotlivé složky, takové směsi se nazývají nerovnoměrné. Pro jejich separaci se používají metody usazování, filtrace a působení magnetem.