Čisté látky a směsi. Metody separace směsí

V tomto článku se podíváme na to, co čistých látek a směsí, metod pro separaci směsí. V každodenním životě je každý z nás používá. Existují nějaké čisté látky v přírodě vůbec? A jak je odlišit od směsí?

Čisté látky a směsi: metody oddělování směsí

Čisté látky jsou ty, které obsahují částice pouze určitého typu. Vědci věří, že v přírodě prakticky neexistují, protože všechny, i když v nevýznamných frakcích, obsahují nečistoty. Absolutně všechny látky jsou rozpustné ve vodě. Dokonce i když ponoříte do této kapaliny, například do stříbrného prstence, ionty tohoto kovu proniknou do roztoku.

Znamením čistých látek je stálost složení a fyzikálních vlastností. V procesu jejich formování se změní množství energie. A může se zvýšit i snížit. Rozdělte čistá látka na jednotlivých součástech je možné pouze s pomocí chemické reakce. Například jen pitná voda má typickou teplotu varu a mrazu, nedostatek chuti a vůně. Rozklad jeho kyslíku a vodíku může pouze elektrolýzou.

A jak se liší od čistých látek jejich agregátu? Chemie nám pomůže odpovědět na tuto otázku. Metody separace směsí jsou fyzikální, protože nevedou ke změně chemického složení látek. Na rozdíl od čistých látek mají směsi různé složení a vlastnosti a mohou být odděleny fyzikálními metodami.

Co je to směs

Směs se nazývá agregát jednotlivých látek. Jeho příkladem je mořská voda. Na rozdíl od disciplinovaných, má hořkou nebo slanou chuť, varí se vyšší a zamrzne při nižší teplotě. Metody separace směsí látek jsou fyzikální. Tak je možné extrahovat čistou sůl z mořské vody odpařením a následnou krystalizací.

Typy směsí

Pokud přidáte cukr do vody, po chvíli se jeho částice rozpustí a stanou se neviditelnými. V důsledku toho se nedají rozlišovat pouhým okem. Takové směsi se nazývají homogenní nebo homogenní. Jejich příklady jsou také vzduch, benzín, vývar, parfém, sladká a slaná voda, měď a slitina hliníku. Jak můžete vidět, homogenní směsi mohou být v různých agregátních stavech, ale nejčastěji jsou kapaliny. Jsou také nazývána řešeními.

V heterogenních nebo heterogenních směsích je možné rozlišit částice jednotlivých látek. Jako typické příklady jsou železné a dřevěné piliny, písek a stolní sůl. Nehomogenní směsi se také nazývají suspense. Z nich jsou rozlišeny suspenze a emulze. První obsahuje kapalinu a pevnou látku. Emulze je tedy směs vody a písku. Emulze je sbírka dvou kapalin s různou hustotou.

Existují heterogenní směsi se speciálními názvy. Takže pěna je příkladem pěny a aerosoly zahrnují mlhu, kouř, deodoranty, osvěžovače vzduchu, antistatické látky.

Metody separace směsí

Samozřejmě, mnoho směsí má cennější vlastnosti než jednotlivé jednotlivé látky, které tvoří jejich složení. Ale i v každodenním životě existují situace, kdy je třeba je rozdělit. A v průmyslu jsou na tomto procesu založeny celé procesy. Například z oleje v důsledku jeho zpracování se získá benzín, plynový olej, petrolej, topný olej, karbid a motorový olej, raketové palivo, acetylen a benzen. Souhlasíte s tím, že je výhodnější používat tyto produkty než bezvýsledně hořet olej.

Nyní se podívejme, jestli existuje něco jako chemické metody separace směsí. Předpokládejme, že potřebujeme získat čisté látky z vodného roztoku soli. Za tímto účelem musí být směs zahřátá. V důsledku toho se voda změní na páru a sůl krystalizuje. Ale v takovém případě nedojde k přeměně některých látek na jiné. To znamená, že základem tohoto procesu jsou fyzické jevy.

Způsoby oddělování směsí závisí na stavu agregátu, rozpustnosti, rozdílu v bodě varu, hustotě a složení jeho složek. Zvažme každou z nich podrobněji konkrétní příklady.

Filtrace

Tato separační metoda je vhodná pro směsi obsahující kapalinu a nerozpustnou tuhou látku. Například vodní a říční písek. Tato směs musí projít filtrem. Výsledkem je, že jí volně projde čistá voda a písek zůstane.

Obrana

Některé metody separace směsí jsou založeny na působení gravitace. Tak je možné rozložit suspenze a emulze na čisté látky. Pokud se do vody dostane rostlinný olej, musí se nejprve otřít. Pak ho nechte na chvíli. Výsledkem je, že voda bude ve spodní části nádoby, a ve formě olejového filmu se pokrytí.

V laboratoři, dělicí nálevky. V důsledku své práce se hustá tekutina spojuje do nádoby a plic zůstává.

Osídlení je charakterizováno nízkou rychlostí toku procesu. Trvá nějaký čas na vytvoření vkladu. V průmyslových podmínkách se tato metoda provádí ve speciálních konstrukcích, které se nazývají usazovací nádrže.

Akce magnetu

Je-li směs vyrobena z kovu, může být oddělena magnetem. Například samostatné železné a dřevěné piliny. Ale všechny kovy mají takové vlastnosti? Vůbec ne. Pro tuto metodu jsou vhodné pouze směsi obsahující feromagnety. Kromě železa obsahují nikl, kobalt, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium.

Destilace

Tento název, přeložený z latiny, znamená "kapání s kapkami". Destilace poskytuje metody pro oddělování směsi založené na rozdílech v bod varu látky. Tak i doma, alkohol a voda mohou být odděleny. První látka se začíná odpařovat již při teplotě 78 stupňů Celsia. S odkazem chladných površích alkoholové páry kondenzují, stává kapalina.

V průmyslu se takto získávají ropné produkty, vonné látky a čisté kovy.

Odpařování a krystalizace

Tyto separační metody jsou vhodné pro kapalné roztoky. Látky, které tvoří jejich složení, se liší jejich bodem varu. Je tedy možné získat z vody, ve které jsou rozpuštěny, krystaly soli nebo cukru. Za tímto účelem se roztoky zahřívají a odpaří do nasyceného stavu. V tomto případě se krystaly vysráží. Pokud je potřeba získat čistou vodu, roztok se uvede do varu a následně kondenzuje výpary na chladnějším povrchu.

Metody separace směsí plynů

Plynné směsi jsou odděleny laboratorními a průmyslovými metodami, neboť tento proces vyžaduje dostupnost speciálního zařízení. Surovinou přírodního původu je vzduch, koks, generátor, související plyn a zemní plyn, což je kombinace uhlovodíků.

Fyzikální metody separace směsí, které jsou v plynném stavu, jsou následující:

• Kondenzace je proces postupného ochlazování směsi, při kterém dochází ke kondenzaci jeho složek. Současně se látky s vysokou teplotou varu, které se shromažďují v separátorech, nejprve přecházejí do kapalného stavu. Takto se získává vodík z koksárenského plynu a amoniak se oddělí od nezreagované části směsi.
• Sorpce je absorpcí některých látek jinými. Tento proces má opačné složky, mezi kterými je v průběhu reakční rovnováhy vytvořena. Různé podmínky jsou nezbytné pro proces vpřed a vzad. V prvním případě je to kombinace vysokého tlaku a nízké teploty. Tento proces se nazývá sorpce. V opačném případě se používají opačné podmínky: nízký tlak při vysoké teplotě.
• Membránová separace je metoda, při které je vlastnost semipermeabilních přepážek selektivní pro průchod molekul různých látek.
• Reflux je proces kondenzace vysokovroucích částí směsí v důsledku jejich chlazení. V takovém případě se musí teplota přechodu k kapalnému stavu jednotlivých složek značně lišit.

Chromatografie

Název této metody lze přeložit jako "psaní v barvě". Představte si, že do vody bylo přidáno inkoust. Pokud se konec filtračního papíru spustí do takové směsi, začne se namočit. V tomto případě bude voda absorbována rychleji než inkoust, který je spojen s jiným stupněm sorptability těchto látek. Chromatografie je nejen metodou separace směsí, ale také metodou studia takových vlastností látek jako je difúze a rozpustnost.

Takže jsme se seznámili s takovými pojmy jako "čisté látky" a "směsi". Prvním z nich jsou prvky nebo sloučeniny sestávající pouze z částic určitého typu. Jejich příklady jsou sůl, cukr, destilovaná voda. Směsi jsou sbírkou jednotlivých látek. Pro jejich oddělení je použito několik metod. Způsob jejich oddělení závisí na fyzikálních vlastnostech jejich složek. Hlavní jsou sedimentace, odpařování, krystalizace, filtrace, destilace, magnetové působení a chromatografie.