V našem članku bomo obravnavali, kaj so čiste snovi in zmesi, metode za ločevanje zmesi. Vsak od nas jih uporablja v vsakdanjem življenju. Ali se čiste snovi v naravi sploh pojavljajo? In kako jih ločiti od mešanic?
Čiste snovi in zmesi: načini ločevanja zmesi
Čiste snovi so snovi, ki vsebujejo delce samo določene vrste. Znanstveniki menijo, da jih v naravi praktično ni, saj vsi, čeprav v zanemarljivih deležih, vsebujejo nečistoče. Absolutno vse snovi so tudi topne v vodi. Tudi če je na primer srebrn prstan potopljen v to tekočino, bodo ioni te kovine šli v raztopino.
Znak čistih snovi je konstantnost sestave in fizikalnih lastnosti. V procesu njihovega nastanka pride do spremembe količine energije. Poleg tega se lahko poveča in zmanjša. Čisto snov je mogoče ločiti na posamezne sestavine le s kemično reakcijo. Na primer, samo destilirana voda ima tipično vrelišče in ledišče za to snov,pomanjkanje okusa in vonja. Njegov kisik in vodik se lahko razgradita samo z elektrolizo.
In kako se njihovi agregati razlikujejo od čistih snovi? Kemija nam bo pomagala odgovoriti na to vprašanje. Metode ločevanja zmesi so fizikalne, saj ne vodijo do spremembe kemične sestave snovi. Za razliko od čistih snovi imajo zmesi spremenljivo sestavo in lastnosti ter jih je mogoče ločiti s fizikalnimi metodami.
Kaj je mešanica
Mešanica je skupek posameznih snovi. Primer je morska voda. Za razliko od destiliranega ima grenak ali slan okus, pri višji temperaturi zavre, pri nižji pa zmrzne. Metode za ločevanje zmesi snovi so fizikalne. Torej lahko čisto sol pridobimo iz morske vode z izhlapevanjem in naknadno kristalizacijo.
Vrste mešanic
Če vodi dodate sladkor, se bodo čez nekaj časa njegovi delci raztopili in postali nevidni. Posledično jih ni mogoče razlikovati s prostim očesom. Takšne mešanice imenujemo homogene ali homogene. Primeri so tudi zrak, bencin, juha, parfum, sladka in slana voda ter zlitina bakra in aluminija. Kot lahko vidite, so lahko homogene mešanice v različnih agregacijskih stanjih, najpogostejše pa so tekočine. Imenujejo se tudi rešitve.
V heterogenih ali heterogenih mešanicah lahko ločimo delce posameznih snovi. Tipični primeri so železni in lesni opilki, pesek in kuhinjska sol. Heterogene zmesi imenujemo tudi suspenzije. Med njimi ločimo suspenzije in emulzije. Prvi je sestavljen iz tekočine in trdne snovi. Torej je emulzija mešanica vode in peska. Emulzija je kombinacija dveh tekočin z različnimi gostotami.
Obstajajo heterogene mešanice s posebnimi imeni. Torej je primer pene pena, aerosoli pa vključujejo meglo, dim, dezodorante, osvežilce zraka, antistatična sredstva.
Metode za ločevanje mešanic
Seveda imajo številne mešanice dragocenejše lastnosti kot posamezne posamezne snovi, ki jih sestavljajo. Toda tudi v vsakdanjem življenju obstajajo situacije, ko jih je treba ločiti. In v industriji na tem procesu temeljijo cele industrije. Na primer, iz nafte kot rezultat njene predelave pridobivajo bencin, plinsko olje, kerozin, kurilno olje, sončno olje in strojno olje, raketno gorivo, acetilen in benzen. Strinjam se, bolj donosno je uporabljati te izdelke kot nesmiselno kuriti olje.
Sedaj pa poglejmo, ali obstaja kaj takega, kot so kemične metode za ločevanje zmesi. Recimo, da moramo iz vodne raztopine soli pridobiti čiste snovi. Če želite to narediti, je treba mešanico segreti. Posledično se bo voda spremenila v paro, sol pa bo kristalizirala. Toda hkrati ne bo prišlo do preoblikovanja ene snovi v drugo. To pomeni, da so osnova tega procesa fizični pojavi.
Metode ločevanja zmesi so odvisne od agregacijskega stanja, sposobnosti raztapljanja, razlike v vrelišču, gostote in sestave njenih komponent. Oglejmo si vsakega od njih podrobneje na posebnemprimeri.
Filtriranje
Ta metoda ločevanja je primerna za mešanice, ki vsebujejo tekočino in netopno trdno snov. Na primer voda in rečni pesek. To mešanico je treba spustiti skozi filter. Posledično bo čista voda prosto prehajala skozi njo, pesek pa bo ostal.
Poravnava
Nekatere metode ločevanja zmesi temeljijo na delovanju gravitacije. Tako lahko suspenzije in emulzije razgradimo v čiste snovi. Če rastlinsko olje pride v vodo, je treba mešanico najprej pretresti. Nato pustite nekaj časa. Posledično bo voda na dnu posode, olje pa jo bo prekrilo v obliki filma.
V laboratorijskih pogojih se za usedanje uporablja ločnik. Zaradi njegovega dela se gostejša tekočina odteče v posodo, lahka pa ostane.
Za poravnavo je značilna nizka hitrost procesa. Potreben je določen čas, da nastane oborina. V industrijskih razmerah se ta metoda izvaja v posebnih strukturah, imenovanih sedimentacijski rezervoarji.
Akcija z magnetom
Če mešanica vsebuje kovino, jo je mogoče ločiti z magnetom. Na primer, ločene železne in lesene opilke. Toda ali imajo vse kovine te lastnosti? Sploh ne. Za to metodo so primerne samo zmesi, ki vsebujejo feromagnete. Poleg železa vključujejo nikelj, kob alt, gadolinij, terbij, disprozij, holmij, erbij.
Destilacija
To je naslov vv prevodu iz latinščine pomeni "odcedne kapljice". Destilacija je metoda ločevanja zmesi na podlagi razlike v vrelišču snovi. Tako je mogoče tudi doma alkohol in vodo ločiti. Prva snov začne izhlapevati že pri temperaturi 78 stopinj Celzija. Ob dotiku hladne površine se alkoholna para kondenzira in preide v tekoče stanje.
V industriji se na ta način pridobivajo proizvodi rafiniranja nafte, aromatične snovi, čiste kovine.
Izhlapevanje in kristalizacija
Te metode ločevanja so primerne za tekoče raztopine. Snovi, ki sestavljajo njihovo sestavo, se razlikujejo po vrelišču. Tako je mogoče iz vode, v kateri so raztopljeni, pridobiti kristale soli ali sladkorja. Za to se raztopine segrejejo in uparijo do nasičenega stanja. V tem primeru se kristali odlagajo. Če je treba dobiti čisto vodo, raztopino zavremo, nato pa sledi kondenzacija hlapov na hladnejši površini.
Metode za ločevanje plinskih mešanic
Plinske mešanice se ločujejo z laboratorijskimi in industrijskimi metodami, saj ta postopek zahteva posebno opremo. Surovina naravnega izvora je zrak, koks, generator, povezani in zemeljski plin, ki je kombinacija ogljikovodikov.
Fizikalne metode za ločevanje zmesi v plinastem stanju so naslednje:
- Kondenzacija je postopen proceshlajenje mešanice, med katerim pride do kondenzacije njenih komponent. V tem primeru najprej v tekoče stanje preidejo snovi z visokim vreliščem, ki se zbirajo v separatorjih. Na ta način pridobivamo vodik iz plina iz koksarniške peči, iz nereagiranega dela mešanice pa ločimo tudi amoniak.
- Sorpcija je absorpcija nekaterih snovi s strani drugih. Ta proces ima nasprotne komponente, med katerimi se med reakcijo vzpostavi ravnotežje. Proces naprej in nazaj zahtevata različne pogoje. V prvem primeru gre za kombinacijo visokega tlaka in nizke temperature. Ta proces se imenuje sorpcija. V nasprotnem primeru se uporabljajo nasprotni pogoji: nizek tlak pri visoki temperaturi.
- Membransko ločevanje je metoda, pri kateri se lastnost polprepustnih pregrad uporablja za selektivno prehajanje molekul različnih snovi.
- Refluksacija - proces kondenzacije delov mešanice z visokim vreliščem zaradi njihovega hlajenja. V tem primeru bi se morala temperatura prehoda v tekoče stanje posameznih komponent bistveno razlikovati.
kromatografija
Ime te metode lahko prevedemo kot "pišem z barvo". Predstavljajte si, da se vodi doda črnilo. Če spustite konec filtrirnega papirja v takšno zmes, se bo začela vpijati. V tem primeru se bo voda absorbirala hitreje kot črnilo, kar je povezano z različno stopnjo sorpcije teh snovi. Kromatografija ni samo metoda za ločevanje zmesi, ampak tudi metoda za preučevanje lastnosti snovi, kot sta difuzija in topnost.
Tako sva se spoznalas pojmi, kot so "čiste snovi" in "zmesi". Prvi so elementi ali spojine, sestavljene samo iz delcev določene vrste. Njihovi primeri so sol, sladkor, destilirana voda. Mešanice so skupek posameznih snovi. Za njihovo ločevanje se uporabljajo številne metode. Način ločevanja je odvisen od fizikalnih lastnosti njegovih sestavin. Glavne so usedanje, izhlapevanje, kristalizacija, filtracija, destilacija, magnetizacija in kromatografija.
