V našem článku se budeme zabývat tím, co jsou čisté látky a směsi, způsoby dělení směsí. Každý z nás je používá v běžném životě. Vyskytují se vůbec v přírodě čisté látky? A jak je odlišit od směsí?
Čisté látky a směsi: způsoby oddělení směsí
Čisté látky jsou látky, které obsahují částice pouze určitého typu. Vědci se domnívají, že v přírodě prakticky neexistují, protože všechny, i když v zanedbatelném množství, obsahují nečistoty. Naprosto všechny látky jsou také rozpustné ve vodě. I když je například stříbrný prsten ponořen do této kapaliny, ionty tohoto kovu přejdou do roztoku.
Znakem čistých látek je stálost složení a fyzikální vlastnosti. V procesu jejich vzniku dochází ke změně množství energie. Navíc se může zvyšovat i snižovat. Čistou látku lze rozdělit na jednotlivé složky pouze chemickou reakcí. Například pouze destilovaná voda má pro tuto látku typický bod varu a tuhnutí,nedostatek chuti a vůně. A jeho kyslík a vodík lze rozložit pouze elektrolýzou.
A jak se jejich agregáty liší od čistých látek? Na tuto otázku nám pomůže odpovědět chemie. Metody oddělování směsí jsou fyzikální, protože nevedou ke změně chemického složení látek. Na rozdíl od čistých látek mají směsi různé složení a vlastnosti a lze je oddělit fyzikálními metodami.
Co je směs
Směs je soubor jednotlivých látek. Příkladem je mořská voda. Na rozdíl od destilovaného má hořkou nebo slanou chuť, při vyšší teplotě se vaří a při nižší teplotě mrzne. Metody oddělování směsí látek jsou fyzikální. Čistá sůl tedy může být získána z mořské vody odpařováním a následnou krystalizací.
Druhy směsí
Pokud do vody přidáte cukr, po chvíli se jeho částice rozpustí a stanou se neviditelnými. V důsledku toho je nelze rozeznat pouhým okem. Takové směsi se nazývají homogenní nebo homogenní. Vzduch, benzín, vývar, parfém, sladká a slaná voda a slitina mědi a hliníku jsou také příklady těchto látek. Jak vidíte, homogenní směsi mohou být v různých stavech agregace, ale nejběžnější jsou kapaliny. Říká se jim také řešení.
V heterogenních nebo heterogenních směsích lze rozlišit částice jednotlivých látek. Typickými příklady jsou železné a dřevěné piliny, písek a kuchyňská sůl. Heterogenní směsi se také nazývají suspenze. Mezi nimi se rozlišují suspenze a emulze. První se skládá z kapaliny a pevné látky. Emulze je tedy směs vody a písku. Emulze je kombinace dvou kapalin s různou hustotou.
Existují heterogenní směsi se zvláštními názvy. Příkladem pěny je pěna a aerosoly zahrnují mlhu, kouř, deodoranty, osvěžovače vzduchu, antistatické látky.
Metody pro dělení směsí
Mnoho směsí má samozřejmě hodnotnější vlastnosti než jednotlivé jednotlivé látky, které je tvoří. Ale i v běžném životě jsou situace, kdy je potřeba je oddělit. A v průmyslu jsou na tomto procesu založena celá průmyslová odvětví. Například z ropy se v důsledku jejího zpracování získává benzín, plynový olej, petrolej, topný olej, solární olej a strojní olej, raketové palivo, acetylén a benzen. Souhlasíte, že je výhodnější používat tyto produkty než bezmyšlenkovitě spalovat olej.
Nyní se podíváme, zda existuje něco jako chemické metody pro separaci směsí. Předpokládejme, že potřebujeme získat čisté látky z vodného roztoku soli. K tomu je třeba směs zahřát. V důsledku toho se voda změní na páru a sůl zkrystalizuje. Ale zároveň nedojde k přeměně jedné látky na jinou. To znamená, že základem tohoto procesu jsou fyzikální jevy.
Metody dělení směsí závisí na stavu agregace, schopnosti rozpouštění, rozdílu bodu varu, hustotě a složení jejích složek. Zvažme každý z nich podrobněji na konkrétnípříklady.
Filtrování
Tato separační metoda je vhodná pro směsi obsahující kapalinu a nerozpustnou pevnou látku. Například voda a říční písek. Tato směs musí projít filtrem. V důsledku toho jím bude volně procházet čistá voda a písek zůstane.
Vypořádání
Některé metody separace směsí jsou založeny na působení gravitace. Tak mohou být suspenze a emulze rozloženy na čisté látky. Pokud se rostlinný olej dostane do vody, je třeba směs nejprve protřepat. Poté nechte chvíli působit. V důsledku toho bude voda na dně nádoby a olej ji pokryje ve formě filmu.
V laboratorních podmínkách se k usazování používá dělicí nálevka. Výsledkem jeho práce je, že hustší kapalina je vypuštěna do nádoby, zatímco světlá zůstává.
Usazování se vyznačuje nízkou rychlostí procesu. Vytvoření sraženiny trvá určitou dobu. V průmyslových podmínkách se tato metoda provádí ve speciálních konstrukcích zvaných sedimentační nádrže.
Akce s magnetem
Pokud směs obsahuje kov, lze jej oddělit pomocí magnetu. Například oddělte železné a dřevěné piliny. Ale mají všechny kovy tyto vlastnosti? Vůbec ne. Pro tuto metodu jsou vhodné pouze směsi obsahující feromagnetika. Kromě železa sem patří nikl, kob alt, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium.
Destilace
Toto je název vv překladu z latiny znamená „stékající kapky“. Destilace je metoda dělení směsí založená na rozdílu teplot varu látek. I doma tak lze oddělit alkohol a vodu. První látka se začíná vypařovat již při teplotě 78 stupňů Celsia. Alkoholové páry při dotyku se studeným povrchem kondenzují a přecházejí do kapalného stavu.
V průmyslu se tímto způsobem získávají produkty rafinace ropy, aromatické látky, čisté kovy.
Vypařování a krystalizace
Tyto separační metody jsou vhodné pro kapalné roztoky. Látky, které tvoří jejich složení, se liší bodem varu. Z vody, ve které jsou rozpuštěny, je tedy možné získat krystaly soli nebo cukru. K tomu se roztoky zahřejí a odpaří do nasyceného stavu. V tomto případě se krystaly ukládají. Je-li nutné získat čistou vodu, pak se roztok přivede k varu, po kterém následuje kondenzace par na chladnějším povrchu.
Metody pro separaci směsí plynů
Směsi plynů jsou separovány laboratorními a průmyslovými metodami, protože tento proces vyžaduje speciální vybavení. Surovinou přírodního původu je vzduch, koks, generátor, přidružený a zemní plyn, což je kombinace uhlovodíků.
Fyzikální metody pro separaci směsí v plynném stavu jsou následující:
- Kondenzace je postupný proceschlazení směsi, při kterém dochází ke kondenzaci jejích složek. V tomto případě přecházejí do kapalného stavu především vysokovroucí látky, které se shromažďují v separátorech. Tímto způsobem se z koksárenského plynu získává vodík a z nezreagované části směsi se také odděluje amoniak.
- Sorpce je vstřebávání některých látek jinými. Tento proces má opačné složky, mezi kterými se během reakce ustavuje rovnováha. Dopředné a zpětné procesy vyžadují různé podmínky. V prvním případě jde o kombinaci vysokého tlaku a nízké teploty. Tento proces se nazývá sorpce. Jinak se používají opačné podmínky: nízký tlak při vysoké teplotě.
- Membránová separace je metoda, při které se vlastnost polopropustných přepážek využívá k selektivnímu průchodu molekul různých látek.
- Refluxace - proces kondenzace vysokovroucích částí směsí v důsledku jejich ochlazení. V tomto případě by se teplota přechodu do kapalného stavu jednotlivých složek měla výrazně lišit.
Chromatografie
Název této metody lze přeložit jako „Píšu barvou“. Představte si, že se do vody přidává inkoust. Pokud do takové směsi spustíte konec filtračního papíru, začne se vstřebávat. Voda bude v tomto případě absorbována rychleji než inkoust, což je spojeno s různým stupněm sorpce těchto látek. Chromatografie není jen metoda pro separaci směsí, ale také metoda pro studium takových vlastností látek, jako je difúze a rozpustnost.
Tak jsme se potkalis pojmy jako „čisté látky“a „směsi“. První jsou prvky nebo sloučeniny sestávající pouze z částic určitého typu. Jejich příklady jsou sůl, cukr, destilovaná voda. Směsi jsou souborem jednotlivých látek. K jejich oddělení se používá řada metod. Způsob jejich separace závisí na fyzikálních vlastnostech jejích složek. Mezi hlavní patří usazování, odpařování, krystalizace, filtrace, destilace, magnetizace a chromatografie.
