§ 13. MIŠINIAI IR JŲ SUDĖTIS

Kasdieniame gyvenime mes retai sutinkamegrynos medžiagos. Kaip keletasgrynų medžiagų pavyzdžiai yra cukrus,kalio manganatas (kalio permanganatas), valgomoji druska (irtada, jei, pavyzdžiui, nededama įvairių priedųjodo turinčios priemonės ligų prevencijaiskydliaukė)(7 pav.).Daug dažniau nei messupa medžiagų mišinius, kuriuose yra du ar daugiau atskirų junginių, vadinamų mišinio komponentais.

7 pav. Cukrus (a), kalio permanganatas (b), druska (c) – pavyzdžiai
grynos medžiagos, naudojamos kasdieniame gyvenime

Mišiniai skiriasi į jų sudėtį įtrauktų medžiagų dalelių dydžiu. Kartais šios dalelės būna gana didelės: jei upės smėlį sumaišysite su cukrumi, nesunkiai atskirsite atskirus kristalus vieną nuo kito.

Mišiniai , kuriose plika akimi arba mikroskopu matomos juos sudarančių medžiagų dalelės, vadinamos nevienalytis , arbanevienalytis . Tokie mišiniai yra, pavyzdžiui, skalbimo milteliai, kulinariniai mišiniai blynams ar pyragams kepti, statybiniai mišiniai.
Egzistuoja mišiniai, kurių susidarymo metu medžiagos susmulkinamos į mažytes daleles (molekules, jonus), kurių neįmanoma atskirti net po mikroskopu. Kad ir kaip žiūrėtumėte į orą, jūs negalėsite vizualiai atskirti jį sudarančių dujų molekulių. Nenaudinga ieškoti „nevienodumo“ acto rūgšties ar valgomosios druskos tirpaluose vandenyje. Tokie mišiniai yra vadinami vienalytis , arba vienalytis .
Homogeniški mišiniai, kaip ir cheminės medžiagos, pagal agregacijos būseną gali būti skirstomi į dujinius, skystus ir kietus. Labiausiai žinomi natūralūs dujų mišiniai yra oras, jau žinomos gamtinės ir susijusios naftos dujos.
Žinoma, Žemėje labiausiai paplitęs skystas mišinys, tiksliau – tirpalas – jūrų ir vandenynų vanduo. Viename litre jūros vandens yra vidutiniškai 35 g druskų, kurių pagrindinė dalis yra natrio chloridas. Skirtingai nuo gryno vandens, jūros vanduo yra kartaus sūrumo skonio ir užšąla ne 0 °C, o –1,9 °C temperatūroje.
Kasdieniame gyvenime nuolat susiduriate su skystais mišiniais. Šampūnai ir gėrimai, mikstūra ir buitinė chemija yra medžiagų mišiniai. Netgi
Vanduo iš čiaupo negali būti laikomas gryna medžiaga: jame yra ištirpusių druskų, mažyčių netirpių priemaišų ir mikroorganizmų, kurie dalinai pašalinami chloruojant ar ozonuojant. Tačiau tokiu atveju rekomenduojama vandenį užvirti. Specialūs buitiniai filtrai padės vandenį paversti tinkamu gerti ir išvalyti jį ne tik nuo kietųjų dalelių, bet ir nuo kai kurių ištirpusių priemaišų. Taip pat plačiai paplitę kieti mišiniai. Kaip jau minėjome, uolienos yra kelių medžiagų mišinys. Žemė, molis, smėlis taip pat yra mišiniai. Kietieji dirbtiniai mišiniai apima stiklą, keramiką ir lydinius. Visi žino kulinarinius mišinius arba mišinius, iš kurių susidaro skalbimo milteliai.
Kaip žinote iš biologijos, oro, kurį įkvepiame ir iškvepiame, sudėtis nėra vienoda. Iškvepiamame ore mažiau deguonies, bet daugiau anglies dvideginio ir vandens garų. Tačiau „daugiau“ ir „mažiau“ yra santykinės sąvokos.
Mišinių sudėtis gali būti išreikšta kiekybiškai, t.y. skaičiais. Dujų mišinio sudėtis išreiškiama kiekvieno jo komponento tūrio dalimi.
Dujų tūrinė dalis mišinyje yra tam tikrų dujų tūrio ir bendro mišinio tūrio santykis, išreikštas vieneto dalimis arba procentais.
ϕ(dujos) = V ( dujų ) X 100 (%). V ( mišiniai )
Dujų tūrinė dalis mišinyje žymima raide ϕ (phi). Ši vertė parodo, kiek viso mišinio tūrio užima tam tikros dujos. Pavyzdžiui, žinote, kad deguonies tūrinė dalis ore yra 21%, azoto - 78%. Likęs 1% susidaro iš inertinių dujų, anglies dioksido ir kitų oro komponentų.
Akivaizdu, kad visų mišinyje esančių dujų tūrio dalių suma yra 100%.
Skystų ir kietų mišinių sudėtis paprastai išreiškiama verte, vadinama komponento masės dalimi.
Medžiagos masės dalis mišinyje yra tam tikros medžiagos masės ir visos mišinio masės santykis, išreikštas vieneto dalimis arba procentais.
ω(medžiagos) = m (in-va) X 100 (%). m ( mišiniai )

Beveik bet kuri tabletė namų vaistinėlėje yra suspaustas vienos ar kelių vaistinių medžiagų ir užpildo mišinys, kuris gali būti gipsas, krakmolas ar gliukozė. Statybiniai ir kulinariniai mišiniai, parfumerijos kompozicijos ir dažai, trąšos ir plastikai turi sudėtį, kuri gali būti išreikšta juos sudarančių komponentų masės dalimis.
Medžiagos su priemaišomis taip pat yra mišiniai. Tik tokiuose mišiniuose įprasta išskirti pagrindinę (pagrindinę) medžiagą, o pašaliniai komponentai vadinami vienu žodžiu – priemaišos. Kuo jų mažiau, tuo grynesnė medžiaga.

Kai kuriose technologijų srityse nepakankamai grynų medžiagų naudojimas yra nepriimtinas. Branduolinėje energetikoje išaugę reikalavimai keliami ne tik branduolinio kuro grynumui, bet ir medžiagoms, iš kurių gaminami patys įrenginiai. Kompiuterio lustas negali būti pagamintas be ypač gryno silicio kristalo. Stiklo pluošto kabelio šviesos signalas „užges“, kai susidurs su pašalinėmis priemaišomis.
Norint atskirti mišinio komponentus arba išvalyti pagrindinę medžiagą nuo priemaišų, naudojami įvairūs būdai ir metodai. Paprastai mišinyje esančios medžiagos išlaiko savo fizines savybes: virimo temperatūrą, lydymosi temperatūrą, tirpumą įvairiuose tirpikliuose. Kadangi vienos medžiagos savybės skiriasi
iš kito savybių galima atskirti mišinį į atskirus komponentus. Dažnai naudojamas medžiagų perėjimas iš vienos agregacijos būsenos į kitą.
Skystų medžiagų mišinių atskyrimas grindžiamas jų virimo taškų skirtumu. Šis procesas, kaip žinote iš naftos perdirbimo pavyzdžio, vadinamas rektifikavimu arba distiliavimu. Jūs jau žinote, kad bet kokios dujos maišomos bet kokiu santykiu. Ar galima atskirti atskirus komponentus nuo dujų mišinio? Užduotis nėra lengva. Tačiau mokslininkai pasiūlė labai veiksmingą sprendimą. Dujų mišinys gali būti paverstas skysčiu ir distiliuojamas. Pavyzdžiui, oras suskystinamas intensyviai aušinant ir suspaudžiant, o tada atskiriems komponentams leidžiama po vieną išvirti, nes jų virimo temperatūra skiriasi. Pirmasis iš
Azotas išgaruoja skystame ore, jo virimo temperatūra yra žemiausia (-196 °C). Tada iš skysto deguonies ir argono mišinio galima pašalinti argoną (–186 °C).
Lieka beveik grynas deguonis (jo virimo temperatūra –183 °C, 8 pav.), kuris puikiai tinka suvirinimui dujomis, chemijos gamybai, taip pat medicinos reikmėms.
Distiliavimas naudojamas ne tik atskiriant mišinius į atskirus komponentus, bet ir išgryninant medžiagas.
Vanduo iš čiaupo yra švarus, skaidrus, bekvapis... Bet ar ši medžiaga gryna chemiko požiūriu? Pažiūrėkite į virdulį: jame lieka apnašų ir rusvų nuosėdų
dėl pakartotinio vandens virimo joje. O kalkių nuosėdos ant čiaupų? Tiek natūralus, tiek vandentiekio vanduo yra mišinys, kietų ir dujinių medžiagų tirpalas.

Ryžiai. 8. Skystos formos
deguonis yra spalvota šviesa
mėlyna

Žinoma, jų kiekis vandenyje yra labai mažas, tačiau šios priemaišos gali sukelti ne tik nuosėdų susidarymą, bet ir rimtesnių pasekmių. Neatsitiktinai injekciniai vaistai, reagentų tirpalai, elektrolitai automobilių akumuliatoriams ruošiami tik naudojant išgrynintą vandenį, vadinamą distiliuotu vandeniu.
Iš kur kilo šis vardas? Reikalas tas, kad distiliavimas dar vadinamas distiliavimu. Distiliavimo esmė ta, kad mišinys kaitinamas iki virimo, susidarę grynos medžiagos garai pašalinami, atšaldomi ir vėl paverčiami skysčiu. Bet jame nebėra teršalų.
Laboratorinėmis sąlygomis distiliavimas atliekamas naudojant specialų įrenginį (9 pav.). Atskiriamas mišinys, pavyzdžiui, vanduo su jame ištirpusiomis medžiagomis, supilamas į distiliavimo kolbą su termometru ir kaitinama iki virimo. Kolba prijungta prie žemyn nukreipto kondensatoriaus - prietaiso, skirto kondensuoti verdančios medžiagos garus. Tam į šaldytuvo apvalkalą guminėmis žarnomis tiekiamas šaltas vanduo. Šaldytuve susikondensavusios grynos medžiagos lašai patenka į priėmimo kolbą.

Ryžiai. 9. Laboratorinė skysčių distiliavimo įranga:
1 – distiliavimo kolba; 2 – termometras; 3 – šaldytuvas;
4 – imtuvas

Ką daryti, jei norite iš tirpalo išskirti ne skystį, o jame ištirpusią kietą medžiagą? Šiuo tikslu naudojamas kristalizacijos metodas. Kietą medžiagą iš tirpalo galima išskirti kristalizacijos būdu, išgarinant tirpiklį. Tam skirti specialūs porcelianiniai puodeliai (10 pav.).

Ryžiai. 10. Garinimas
porceliano tirpalas
puodelis

Šis metodas plačiai naudojamas išgaunant druską iš koncentruotų druskos ežerų tirpalų.
Aplink yra pelynas ir chinino skonis,
Ir su stipria druskos soda,
Spindulių nuspalvinta lyguma
Lygi banga šiek tiek laižo.
N. Ušakovas
Gamtoje druskos ežerai yra tarsi milžiniški dubenys. Dėl vandens garavimo tokių ežerų pakrantėse kristalizuojasi didžiulis kiekis druskos, kuri po apsivalymo patenka ant mūsų stalo (11 pav.).

Ryžiai. 11. Druskos gavyba iš druskos ežerų
Atliekant kristalizaciją, nebūtina išgarinti tirpiklio. Yra žinoma, kad kaitinant daugumos kietųjų medžiagų tirpumas vandenyje padidėja, kai tirpalas, prisotintas kaitinant, iškris tam tikras kiekis kristalų.
Laboratoriniai eksperimentai: į 5 g oranžinių kalio dichromato kristalų įpilkite kelis kalio permanganato (kalio permanganato) kristalus kaip priemaišą. Mišinys ištirpinamas 8-10 ml verdančio vandens. Kai tirpalas atšaldomas, kalio dichromato tirpumas smarkiai sumažėja, o medžiaga nusėda. Dichromato kristalai, išgryninti iš kalio permanganato, atskiriami ir plaunami keliais mililitrais ledinio vandens. Jei ištirpinsite išgrynintą medžiagą vandenyje, tada pagal tirpalo spalvą galite nustatyti, kad jame nėra kalio permanganato, jis lieka pradiniame tirpale.
Netirpioms medžiagoms atskirti nuo skysčių naudojamas metodas ginantis . Jis pagrįstas skirtingu medžiagų tankiu. Jei kietosios dalelės pakankamai didelės, jos greitai nusėda ant dugno, skystis tampa skaidrus (12 pav.). Jį galima atsargiai nusausinti iš nuosėdų. Kuo mažesnis skystyje esančių kietųjų dalelių dydis, tuo ilgiau mišinys nusistovės.

Ryžiai. 12. Dirvožemio nusėdimas vandenyje

LABORATORINIS EKSPERIMENTAS: Į stiklinę stiklinę supilkite šiek tiek indų plovimo miltelių ir įpilkite pusę stiklinės vandens. Susidaro drumstas mišinys.
Skystis taps skaidrus tik kitą dieną. Kodėl šis mišinys taip ilgai stovi? Dviejų skysčių, netirpių vienas kitame, mišiniai taip pat atskiriami nusėdimu. Jei vanduo pateks į automobilio tepimo sistemą, alyvą teks nupilti. Tačiau po kurio laiko mišinys išsiskirs. Vanduo, kurio tankis didesnis, sudaro apatinį sluoksnį, o viršuje yra aliejaus sluoksnis.Tuo pačiu būdu nusodinamas vandens ir aliejaus mišinys, vanduo ir augalinis aliejus.

Norint atskirti tokius mišinius, patogu naudoti
specialūs laboratoriniai stikliniai indai, vadinami dalijamuoju piltuvu (13 pav.).

Ryžiai. 13. Dviejų nesimaišančių skysčių atskyrimas dalijamuoju piltuvu
Laboratoriniai eksperimentai į kūginę kolbą supilami vienodi tūriai vandens ir augalinio aliejaus. Energingas purtymas suskaido vandenį ir aliejų į mažus lašelius, sudarydami drumstą mišinį. Jis supilamas į skiriamąjį piltuvą. Po kurio laiko mišinys išsiskiria į sunkesnį vandens sluoksnį ir aliejų, kuris plaukia į viršų. Atidarius dalijamąjį piltuvo čiaupą, vandens sluoksnis atskiriamas nuo alyvos sluoksnio.
Kietos netirpios medžiagos dalelės gali būti atskirtos nuo skysčio filtruojant. Laboratorijoje tam naudojamas specialus porėtas popierius, vadinamas filtravimo popieriumi. Kietosios dalelės neprasiskverbia pro popieriaus poras ir lieka ant filtro. Skystis su jame ištirpusiomis medžiagomis (vadinamas filtratu) laisvai prasiskverbia pro jį ir tampa visiškai skaidrus.
Filtravimas - labai dažnas procesas kasdieniame gyvenime, technologijose ir gamtoje. Vandens valymo įrenginiuose vanduo filtruojamas per švaraus smėlio sluoksnį, kuriame sulaiko dumblas, naftos nešvarumai, grunto ir molio dalelės. Degalai ir alyva automobilio variklyje turi praeiti pro filtravimo elementus. Ląstelių membranos, žarnyno ar skrandžio sienelės taip pat yra unikalūs biologiniai filtrai, kurių poros leidžia tam tikroms medžiagoms praeiti ir sulaikyti kitas.
Filtruoti galima ne tik skystus mišinius. Ne kartą teko matyti marlės tvarsčius nešiojančius žmones, tikriausiai teko juos naudoti ir patiems. Keli marlės sluoksniai su vata tarp jų išvalo įkvepiamą orą nuo dulkių dalelių, smogo ir ligų sukėlėjų (14 pav.). Pramonėje kvėpavimo takų apsaugai nuo dulkių naudojami specialūs prietaisai, vadinami respiratoriais. Į automobilio variklį patekęs oras taip pat išvalomas nuo dulkių naudojant medžiaginius ar popierinius filtrus.

Ryžiai. 14. Gydytojai ir mikrobiologai kvėpavimo sistemą saugo specialiais tvarsčiais.

? 1. Kas yra mišinys? Kokie mišinių tipai išskiriami pagal juos sudarančių medžiagų agregacijos būseną, remiantis homogeniškumu?
2. Ar teisinga frazė „oro molekulės“? Kodėl? Įvardykite pastoviąsias, kintamąsias ir atsitiktines oro sudedamąsias dalis. Padarykite prielaidą apie santykinį atskirų komponentų kiekį ore po perkūnijos, giliuose tarpekliuose ir kalnų viršūnėse, miškingoje vietovėje ir šalia didelės pramonės įmonės.

3. Koks deguonies tūris yra 500 m3 (n.s.) oro?
4. Tam tikro lauko gamtinėse dujose sočiųjų angliavandenilių tūrinės dalys yra lygios: metanas - 85%, etanas - 10%, propanas - 4% ir butanas - 1%. Kokį tūrį kiekvienos dujos galima pagaminti iš 125 litrų gamtinių dujų (n.o.)?
5. Sauso cemento mišinio tinkavimo darbams sudėtis apima 25% cemento ir 75% smėlio. Kiek kilogramų kiekvieno komponento reikia paimti, norint paruošti 150 kg tokio mišinio?
6. Įvardykite jums žinomus mišinių atskyrimo būdus. Koks yra kiekvieno iš jų pagrindas? Pasiūlykite šių mišinių atskyrimo būdą:
a) geležies ir vario drožlės;
b) smėlis ir pjuvenos;
c) benzinas ir vanduo;
d) kreidos balinimas (skirstomas į kreidą ir vandenį);
e) etilo alkoholio tirpalas vandenyje.
7. Gripo epidemijos metu gydytojai rekomenduoja nešioti marlės tvarsčius. Už ką? Kaip pasidaryti tokį tvarstį? Kiek laiko galima nešioti? Kaip atkurti apsaugines tvarsčio savybes?
8. Žvalgytojai atskyrė auksinį smėlį nuo paprasto smėlio, išmaišydami dirvą vandenyje ir iš nuosėdų nusausindami purviną skystį. Iš čia kilęs posakis „aukso lupimas“. Kokia, jūsų nuomone, auksinio smėlio savybė yra pagrįsta jo atskyrimu nuo uolienų grūdelių?
9. Naudodamiesi interneto šaltiniais, paruoškite pranešimus temomis: „Dažai dailininko rankose“ ir „Žymūs parfumeriai“.

I. Nauja medžiaga

Rengdamas pamoką autorius naudojosi šia medžiaga: N.K. Čeremisina

43 vidurinės mokyklos chemijos mokytoja

(Kaliningradas),

Mes gyvename tarp chemikalų. Įkvepiame oro, o tai yra dujų mišinys ( azotas, deguonis ir kiti), iškvėpkite anglies dvideginio. Nusiprauskime patys vandens– Tai dar viena medžiaga, labiausiai paplitusi Žemėje. Mes geriame pieno- mišinys vandens su mažais pieno lašeliais riebalų, ir ne tik: čia yra ir pieno baltymų kazeino, mineralinis druskos, vitaminai ir net cukraus, bet ne tokio, su kuriuo jie geria arbatą, o ypatingą, pieną - laktozės. Valgome obuolius, kurie susideda iš daugybės cheminių medžiagų – čia ir cukraus, Ir obuolių rūgštis, Ir vitaminai... Į skrandį patekus sukramtytų obuolių gabalėlių, juos pradeda veikti žmogaus virškinimo sultys, kurios padeda pasisavinti visas skanias ir sveikas ne tik obuolio, bet ir bet kokio kito maisto medžiagas. Mes ne tik gyvename tarp chemikalų, bet ir patys esame iš jų pagaminti. Kiekvienas žmogus – jo oda, raumenys, kraujas, dantys, kaulai, plaukai pastatyti iš chemikalų, kaip namas iš plytų. Azotas, deguonis, cukrus, vitaminai yra natūralios, natūralios kilmės medžiagos. Stiklas, gumos, plienas taip pat yra medžiaga, tiksliau, medžiagų(medžiagų mišiniai). Ir stiklas, ir guma yra dirbtinės kilmės, gamtoje jų nebuvo. Visiškai grynų medžiagų gamtoje nėra arba randama labai retai.

Kuo grynos medžiagos skiriasi nuo medžiagų mišinių?

Atskira gryna medžiaga turi tam tikrą būdingų savybių rinkinį (pastovių fizinių savybių). Tik grynas distiliuotas vanduo turi lydymosi temperatūrą = 0 °C, virimo temperatūrą = 100 °C ir neturi skonio. Jūros vanduo žemesnėje temperatūroje užšąla, o aukštesnėje užverda, jo skonis kartokas ir sūrus. Juodosios jūros vanduo užšąla žemesnėje temperatūroje ir verda aukštesnėje temperatūroje nei Baltijos jūros vanduo. Kodėl? Faktas yra tas, kad jūros vandenyje yra kitų medžiagų, pavyzdžiui, ištirpusių druskų, t.y. tai įvairių medžiagų mišinys, kurio sudėtis labai skiriasi, tačiau mišinio savybės nėra pastovios. Sąvokos „mišinys“ apibrėžimas pateiktas XVII a. Anglų mokslininkas Robertas Boyle'as : „Mišinys yra vientisa sistema, susidedanti iš nevienalyčių komponentų.

Lyginamosios mišinio ir grynos medžiagos charakteristikos

Mišiniai skiriasi vienas nuo kito išvaizda.

Mišinių klasifikacija parodyta lentelėje:

Pateiksime suspensijų (upės smėlis + vanduo), emulsijų (augalinis aliejus + vanduo) ir tirpalų (oras kolboje, valgomoji druska + vanduo, nedideli pakitimai: aliuminis + varis arba nikelis + varis) pavyzdžius.

Suspensijose matomos kietos medžiagos dalelės, emulsijose - skysčio lašeliai, tokie mišiniai vadinami nevienalyčiais (heterogeniniais), o tirpaluose komponentai nesiskiria, tai vienarūšiai (homogeniški) mišiniai.

Mišinių atskyrimo metodai

Gamtoje medžiagos egzistuoja mišinių pavidalu. Laboratoriniams tyrimams, pramoninei gamybai, farmakologijos ir medicinos reikmėms reikalingos grynos medžiagos.

Medžiagoms išvalyti naudojami įvairūs mišinių atskyrimo būdai.

Šie metodai yra pagrįsti mišinio komponentų fizinių savybių skirtumais.

Pasvarstykime būdaisatskyrimasnevienalytis Ir vienalytis mišiniai .

Specialus komponentų atskyrimo metodas, pagrįstas jų skirtingu tam tikros medžiagos absorbcija chromatografija.

Galite išbandyti šį eksperimentą namuose. Ant raudono rašalo talpyklos pakabinkite filtravimo popieriaus juostelę, įmerkite į ją tik juostelės galą. Tirpalas sugeriamas popieriuje ir kyla išilgai jo. Tačiau dažų kilimo riba atsilieka nuo vandens kilimo ribos. Taip atskiriamos dvi medžiagos: vanduo ir dažiklis rašaluose.

Rusų botanikas M. S. Tsvet, naudodamas chromatografiją, pirmasis išskyrė chlorofilą iš žaliųjų augalų dalių. Pramonėje ir laboratorijose vietoj filtravimo popieriaus chromatografijai naudojamas krakmolas, anglis, kalkakmenis ir aliuminio oksidas. Ar visada reikalingos to paties gryninimo laipsnio medžiagos?

Skirtingiems tikslams reikalingos skirtingo gryninimo laipsnio medžiagos. Virimo vanduo turi būti paliktas pakankamai pastovėti, kad pašalintų nešvarumus ir chlorą, naudojamą jo dezinfekavimui. Geriamasis vanduo pirmiausia turi būti užvirintas. O chemijos laboratorijose tirpalams ruošti ir eksperimentams atlikti, medicinoje reikalingas distiliuotas vanduo, kiek įmanoma išvalytas nuo jame ištirpusių medžiagų. Ypač grynos medžiagos, kuriose priemaišų kiekis neviršija vienos milijoninės dalies, naudojamos elektronikos, puslaidininkių, branduolinių technologijų ir kitose tiksliosiose pramonės šakose..

Skaitykite L. Martynovo eilėraštį „Distiliuotas vanduo“:

Vanduo
Palankiai vertinamas
Pilti!
Ji
Švietė
Toks grynas
Nesvarbu nuo ko prisigerti,
Jokio plovimo.
Ir tai buvo ne be priežasties.
Ji pasigedo
Gluosniai, tala
Ir žydinčių vynmedžių kartumas,
Jai neužteko jūros dumblių
Ir žuvis, riebi nuo laumžirgių.
Ji pasigedo būti banguota
Ji pasiilgo tekėjimo visur.
Jai neužteko gyvenimo
Švarus –
Distiliuotas vanduo!

Naudojant distiliuotą vandenį

II. Užduotys konsolidavimui

1) Darbas su treniruokliais Nr.1-4(būtinaatsisiųskite simuliatorių, jis bus atidarytas „Internet Explorer“ naršyklėje)

Kiekvienoje medžiagoje yra priemaišų. Medžiaga laikoma gryna, jei joje beveik nėra priemaišų.

Medžiagų mišiniai gali būti vienarūšiai arba nevienalyčiai. Vienalyčiame mišinyje komponentai negali būti aptikti stebint, tačiau nevienalyčiame mišinyje tai įmanoma.

Kai kurios vienalyčio mišinio fizinės savybės skiriasi nuo komponentų savybių.

Heterogeniniame mišinyje išsaugomos komponentų savybės.

Heterogeniniai medžiagų mišiniai atskiriami nusodinant, filtruojant, kartais veikiant magnetui, o homogeniški – garinant ir distiliuojant (distiliuojant).

Grynos medžiagos ir mišiniai

Mes gyvename tarp chemikalų. Įkvepiame orą, kuris yra dujų (azoto, deguonies ir kitų) mišinys, o iškvėpiame anglies dioksidą. Mes plauname save vandeniu – tai dar viena medžiaga, labiausiai paplitusi Žemėje. Mes geriame pieną – vandens mišinį su smulkiais pieno riebalų lašeliais, ir ne tik: yra ir pieno baltymo kazeino, mineralinių druskų, vitaminų ir net cukraus, bet ne tą, su kuriuo geri arbatą, o specialų pieno baltymą. - laktozė. Valgome obuolius, kurie susideda iš viso rinkinio chemikalų - čia ir cukrus, ir obuolių rūgštis, ir vitaminai... Sukramtyti obuolio gabalėliai patenka į skrandį, juos pradeda veikti žmogaus virškinimo sultys, kurios padeda pasisavinti visą skanųjį. ir sveikų medžiagų ne tik obuoliai, bet ir bet koks kitas maistas. Mes ne tik gyvename tarp chemikalų, bet ir patys esame iš jų pagaminti. Kiekvienas žmogus – jo oda, raumenys, kraujas, dantys, kaulai, plaukai pastatyti iš chemikalų, kaip namas iš plytų. Azotas, deguonis, cukrus, vitaminai yra natūralios kilmės medžiagos. Stiklas, guma, plienas taip pat yra medžiagos, tiksliau, medžiagos (medžiagų mišiniai). Ir stiklas, ir guma yra dirbtinės kilmės, gamtoje jų nebuvo. Visiškai grynų medžiagų gamtoje nėra arba randama labai retai.

Kiekvienoje medžiagoje visada yra tam tikras kiekis priemaišų. Medžiaga, kurioje beveik nėra priemaišų, vadinama gryna. Jie dirba su tokiomis medžiagomis mokslinėje laboratorijoje arba mokyklos chemijos laboratorijoje. Atkreipkite dėmesį, kad visiškai grynų medžiagų nėra.

Atskira gryna medžiaga turi tam tikrą būdingų savybių rinkinį (pastovių fizinių savybių). Tik grynas distiliuotas vanduo turi lydymosi temperatūrą = 0 °C, virimo temperatūrą = 100 °C ir neturi skonio. Jūros vanduo žemesnėje temperatūroje užšąla, o aukštesnėje užverda, jo skonis kartokas ir sūrus. Juodosios jūros vanduo užšąla žemesnėje temperatūroje ir verda aukštesnėje temperatūroje nei Baltijos jūros vanduo. Kodėl? Faktas yra tas, kad jūros vandenyje yra kitų medžiagų, pavyzdžiui, ištirpusių druskų, t.y. tai įvairių medžiagų mišinys, kurio sudėtis labai skiriasi, tačiau mišinio savybės nėra pastovios. Sąvokos „mišinys“ apibrėžimas pateiktas XVII a. Anglų mokslininkas Robertas Boyle'as: „Mišinys yra vientisa sistema, susidedanti iš nevienalyčių komponentų“.

Mišiniuose yra beveik visos natūralios medžiagos, maisto produktai (išskyrus druską, cukrų ir kai kuriuos kitus), daug vaistų ir kosmetikos, buitinė chemija, statybinės medžiagos.

Lyginamosios mišinio ir grynos medžiagos charakteristikos

Kiekviena mišinyje esanti medžiaga vadinama komponentu.

Mišinių klasifikavimas

Yra vienalyčių ir nevienalyčių mišinių.

Homogeniški mišiniai (homogeniški)

Nedidelę dalį cukraus įpilkite į stiklinę vandens ir maišykite, kol visas cukrus ištirps. Skystis bus saldaus skonio. Taip cukrus nedingo, o liko mišinyje. Bet mes nepamatysime jo kristalų, net tirdami skysčio lašą per galingą mikroskopą. Paruoštas cukraus ir vandens mišinys yra vienalytis, tolygiai susimaišo smulkiausios šių medžiagų dalelės.

Mišiniai, kuriuose komponentai negali būti aptikti stebint, vadinami vienarūšiais.

Dauguma metalų lydinių taip pat yra vienarūšiai mišiniai. Pavyzdžiui, aukso ir vario lydinyje (naudojamas papuošalams gaminti) nėra raudonojo vario dalelių ir geltonojo aukso dalelių.

Daugelis įvairios paskirties daiktų gaminami iš medžiagų, kurios yra homogeniški medžiagų mišiniai.

Homogeniški mišiniai apima visus dujų mišinius, įskaitant orą. Yra daug vienalyčių skysčių mišinių.

Homogeniški mišiniai taip pat vadinami tirpalais, net jei jie yra kieti arba dujiniai.

Pateiksime tirpalų pavyzdžius (oras kolboje, valgomoji druska + vanduo, nedidelis pakaitalas: aliuminis + varis arba nikelis + varis).

Heterogeniniai mišiniai (heterogeniniai)

Jūs žinote, kad kreida netirpsta vandenyje. Jei jo milteliai įberiami į stiklinę vandens, tai gautame mišinyje visada galima rasti plika akimi ar pro mikroskopą matomų kreidos dalelių.

Mišiniai, kuriuose komponentus galima aptikti stebint, vadinami nevienalyčiais.

Į heterogeninius mišinius įeina dauguma mineralų, dirvožemis, statybinės medžiagos, gyvi audiniai, purvinas vanduo, pienas ir kiti maisto produktai, kai kurie vaistai ir kosmetika.

Heterogeniniame mišinyje išsaugomos fizinės komponentų savybės. Taigi geležies drožlės, sumaišytos su variu ar aliuminiu, nepraranda savo gebėjimo pritraukti magnetą.

Kai kurios nevienalyčių mišinių rūšys turi specialius pavadinimus: putos (pavyzdžiui, polistirolo putos, muilo putos), suspensija (vandens ir nedidelio kiekio miltų mišinys), emulsija (pienas, gerai suplaktas augalinis aliejus ir vanduo), aerozolis ( dūmai, rūkas).

Mišinių atskyrimo metodai

Gamtoje medžiagos egzistuoja mišinių pavidalu. Laboratoriniams tyrimams, pramoninei gamybai, farmakologijos ir medicinos reikmėms reikalingos grynos medžiagos.

Yra daug mišinių atskyrimo būdų. Jie parenkami atsižvelgiant į mišinio tipą, agregacijos būseną ir komponentų fizikinių savybių skirtumus.

Mišinių atskyrimo metodai

Šie metodai yra pagrįsti mišinio komponentų fizinių savybių skirtumais.

Apsvarstykime būdus, kaip atskirti nevienalyčius ir homogeninius mišinius.

Jei atskirsite alkoholio ir vandens mišinį, tada pirmiausia bus distiliuojamas alkoholis, kurio virimo temperatūra = 78 °C (surenkama į priėmimo mėgintuvėlį), o mėgintuvėlyje liks vanduo. Distiliuojant iš naftos gaminamas benzinas, žibalas ir gazolis.

Jei ant raudono rašalo indo pakabinsite filtravimo popieriaus juostelę, panardinkite į ją tik juostelės galą. Tirpalas sugeriamas popieriuje ir kyla išilgai jo. Tačiau dažų kilimo riba atsilieka nuo vandens kilimo ribos. Taip atskiriamos dvi medžiagos: vanduo ir dažiklis rašaluose.

Rusų botanikas M. S. Tsvet, naudodamas chromatografiją, pirmasis išskyrė chlorofilą iš žaliųjų augalų dalių. Pramonėje ir laboratorijose vietoj filtravimo popieriaus chromatografijai naudojamas krakmolas, anglis, kalkakmenis ir aliuminio oksidas. Ar visada reikalingos to paties gryninimo laipsnio medžiagos?

Skirtingiems tikslams reikalingos skirtingo gryninimo laipsnio medžiagos. Virimo vanduo turi būti paliktas pakankamai pastovėti, kad pašalintų nešvarumus ir chlorą, naudojamą jo dezinfekavimui. Geriamasis vanduo pirmiausia turi būti užvirintas. O chemijos laboratorijose tirpalams ruošti ir eksperimentams atlikti, medicinoje reikalingas distiliuotas vanduo, kiek įmanoma išvalytas nuo jame ištirpusių medžiagų. Ypač grynos medžiagos, kuriose priemaišų kiekis neviršija vienos milijoninės dalies, naudojamos elektronikos, puslaidininkių, branduolinių technologijų ir kitose tiksliosiose pramonės šakose.

Chemijoje yra grynų medžiagų ir mišinių sąvokos. Gryniose yra tik vienos medžiagos molekulės. Gamtoje vyrauja mišiniai, susidedantys iš skirtingų medžiagų.

Sąvokos

Visas medžiagas galima suskirstyti į dvi kategorijas – grynas ir mišrias. Grynosioms medžiagoms priskiriami elementai ir junginiai, sudaryti iš identiškų atomų, molekulių arba jonų. Tai yra pastovios sudėties medžiagos, kurios išlaiko pastovias savybes.
Grynų medžiagų pavyzdžiai:

• metalai ir tauriosios dujos, sudarytos iš atomų;
• vanduo, sudarytas iš vandens molekulių;
• valgomoji druska, susidedanti iš natrio katijonų ir chloro anijonų.

Ryžiai. 1. Grynos medžiagos.

Jei į vandenį įdedate cukraus, jis nustoja būti gryna medžiaga ir susidaro mišinys. Mišiniai susideda iš kelių skirtingų struktūrų grynų medžiagų, kurios vadinamos komponentais. Mišiniai gali turėti bet kokią agregacijos būseną. Pavyzdžiui, oras yra įvairių dujų (deguonies, vandenilio, azoto) mišinys, benzinas – organinių medžiagų mišinys, žalvaris – cinko ir vario mišinys.

Ryžiai. 2. Mišiniai.

Kiekviena medžiaga išlaiko savo savybes, todėl vanduo su druska yra sūrus, o lydinys su geležimi traukiamas magnetu. Tačiau paties mišinio savybės gali skirtis priklausomai nuo kiekybinės ir kokybinės komponentų sudėties. Pavyzdžiui, maksimaliai išgrynintas distiliuotas vanduo, priklausomai nuo pridėtų medžiagų, gali įgyti saldų, rūgštų, sūrų arba rūgštų sūrų skonį. Be to, kuo didesnė tam tikros medžiagos koncentracija, tuo ryškesnis yra tam tikras skonis.

Mišinių struktūra gali būti vienalytė arba sujungti skirtingos agregacijos būsenos medžiagas. Pagal tai jie išskiria:

• vienalytis arba vienalytis - be cheminės analizės negalima aptikti dalelių, jų indikatorius yra vienodas bet kurioje mėginio vietoje (metalo lydinys);
• nevienalytis arba nevienalytis - daleles lengva aptikti, jų dažnis nevienodas skirtingose ​​mišinio vietose (vanduo su smėliu).

Heterogeniniai mišiniai apima:

• sustabdymai - kietų ir skystų medžiagų mišiniai (anglis ir vanduo);
• emulsijos - skirtingo tankio skysčių mišiniai (naftos ir vandens).

Jei vieno komponento masė yra dešimt kartų mažesnė už kitą, tai vadinama priemaiša.

Valymo būdai

Nėra visiškai grynų medžiagų. Grynomis medžiagomis laikomos medžiagos, kuriose yra nedidelis kiekis priemaišų, kurios neturi įtakos medžiagos fizinėms ir cheminėms savybėms. Norėdami kiek įmanoma išvalyti medžiagą, naudojame mišinių atskyrimo būdai:

• sedimentacija – sunkiųjų medžiagų nusėdimas skysčiuose;
• filtravimas – dalelių atskyrimas nuo skysčio naudojant filtrus;
• garinimas – tirpalo kaitinimas, kol išgaruos drėgmė;
• magneto pritaikymas - pasirinkimas naudojant įmagnetinimą;
• distiliavimas – skirtingų virimo taškų medžiagų atskyrimas;
• adsorbcija yra vienos medžiagos kaupimasis kitos medžiagos paviršiuje.

Metalus nuo nemetalų galima atskirti naudojant flotaciją. Tai procesas, pagrįstas medžiagų gebėjimu sušlapti. Taip geležis atskiriama nuo sieros: geležis sušlampa ir nusėda ant dugno, tačiau siera nesušlampa ir lieka vandens paviršiuje.

Ryžiai. 3. Flotacija.

Ko mes išmokome?

Iš 8 klasės chemijos pamokos sužinojome apie mišinių ir grynųjų medžiagų sąvokas. Elementai ir junginiai, susidedantys iš vienalyčių molekulių, atomų ar jonų, taip pat turintys pastovių savybių, vadinami grynaisiais. Mišiniai apima keletą skirtingų koncentracijų ir struktūrų grynų medžiagų. Junginiai gali visiškai susimaišyti, sudarydami vienalytes medžiagas, arba jungtis nevienalyčiai. Mišiniams atskirti naudojami įvairūs metodai.