Rene stoffer og blandinger. Metoder til separering af blandinger

I denne artikel vil vi overveje, hvad der er rene stoffer og blandinger, metoder til at adskille blandinger. I hverdagen bruger vi alle dem. Er der overhovedet rene stoffer i naturen? Og hvordan man skelner dem fra blandinger?

Rene stoffer og blandinger: metoder til adskillelse af blandinger

Rene stoffer er dem, der indeholder partikler af kun en bestemt type. Forskere mener, at de i naturen praktisk talt ikke eksisterer, da alle dem, om end i ubetydelige fraktioner, indeholder urenheder. Absolut alle stoffer er også opløselige i vand. Selv hvis du nedsænker i denne væske, for eksempel en sølvring, vil ionerne af dette metal passere ind i opløsningen.

Et tegn på rene stoffer er konstant sammensætning og fysiske egenskaber. I processen med deres dannelse ændres mængden af energi. Og det kan både øge og falde. For at adskille et rent stof i separate komponenter er det kun muligt ved kemisk reaktion. For eksempel har kun diskret vand en typisk koge- og frysetemperatur, mangel på smag og lugt. En nedbryder dens ilt og hydrogen kan kun ske ved elektrolyse.

Og hvordan adskiller de sig fra de rene stoffer i deres aggregat? Kemi vil hjælpe os med at besvare dette spørgsmål. Metoder til adskillelse af blandinger er fysiske, da de ikke medfører en ændring i stoffernes kemiske sammensætning. I modsætning til rene stoffer har blandingerne en variabel sammensætning og egenskaber, og de kan adskilles ved fysiske metoder.

Hvad er en blanding

En blanding kaldes aggregatet af individuelle stoffer. Dets eksempel er havvand. I modsætning til den disciplinerede har den en bitter eller salt smag, koger højere og fryser ved en lavere temperatur. Metoder til adskillelse af blandinger af stoffer er fysiske. Det er således muligt at ekstrahere rent salt fra havvand ved inddampning og efterfølgende krystallisation.

Typer af blandinger

Hvis du tilføjer sukker til vandet, vil dets partikler efter et stykke opløses og blive usynlige. Som følge heraf kan de ikke skelnes med det blotte øje. Sådanne blandinger kaldes homogene eller homogene. Deres eksempler er også luft, benzin, bouillon, parfume, søde og saltvand, kobber og aluminiumlegering. Som du kan se, kan homogene blandinger være i forskellige aggregattilstande, men oftest er der væsker. De kaldes også løsninger.

I heterogene eller heterogene blandinger er det muligt at skelne partikler af individuelle stoffer. Jern og savsmuld, sand og bordssalt er deres typiske eksempler. Inhomogene blandinger kaldes også suspensioner. Blandt dem skelnes suspensioner og emulsioner. Den første omfatter flydende og faststof. Så en emulsion er en blanding af vand og sand. En emulsion er en samling af to væsker med forskellige densiteter.

Der er heterogene blandinger med særlige navne. Så er skum et eksempel på et skum, og tåge, røg, deodoranter, luftforfriskere, antistatika anvendes til aerosoler.

Metoder til separering af blandinger

Selvfølgelig har mange blandinger mere værdifulde egenskaber end individuelle individuelle stoffer, der udgør deres sammensætning. Men selv i hverdagen er der situationer, hvor de skal deles. Og i industrien er hele processer baseret på denne proces. For eksempel opnås fra olie som følge af dets behandling af benzin, gasolie, petroleum, brændselsolie, carbid og motorolie, raketbrændstof, acetylen og benzen. Enig, det er mere rentabelt at bruge disse produkter end brændende olie.

Lad os nu se, om der er en sådan ting som kemiske metoder til adskillelse af blandinger. Antag, at vi skal få rene stoffer fra den vandige opløsning af saltet. Til dette skal blandingen opvarmes. Som et resultat bliver vandet til damp, og saltet krystalliserer. Men i dette tilfælde vil der ikke være en omdannelse af nogle stoffer til andre. Det betyder, at grundlaget for denne proces er fysiske fænomener.

Metoder til adskillelse af blandinger afhænger af aggregatets tilstand, opløselighed, forskel i kogepunkt, densitet og sammensætning af dets bestanddele. Lad os overveje hver enkelt af dem mere detaljeret om specifikke eksempler.

filtrering

Denne separationsmetode er egnet til blandinger indeholdende en væske og et uopløseligt faststof. For eksempel vand og flodsand. Denne blanding skal føres gennem filteret. Som følge heraf vil rent vand passere frit gennem det, og sandet vil forblive.

afregning

Nogle metoder til adskillelse af blandinger er baseret på tyngdekraften. Det er således muligt at nedbryde suspensioner og emulsioner i rene stoffer. Hvis vegetabilsk olie kommer i vandet, skal den først rystes. Lad det gå et stykke tid. Som et resultat vil vand være på bunden af beholderen, og olie i form af en film vil dække det.

Under laboratoriebetingelser anvendes en skilletragt til sedimentering . Som følge af arbejdet smelter en tættere væske ind i et fartøj, og lungen forbliver.

Sedimentation er karakteriseret ved en lav procentsats. Det tager lidt tid at danne et depositum. Under industrielle forhold udføres denne metode i specielle konstruktioner, der kaldes sedimenterende tanke.

Magnet handling

Hvis blandingen er lavet af metal, kan den adskilles af en magnet. For eksempel separat jern og savsmuld. Men har alle metaller sådanne egenskaber? Overhovedet ikke. Til denne metode er kun blandinger indeholdende ferromagneter egnede. Ud over jern omfatter de nikkel, kobolt, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium.

destillation

Dette navn, oversat fra latin, betyder "dryp med dråber". Destillation repræsenterer metoder til adskillelse af blandinger baseret på forskellen i kogepunkter af stoffer. Således kan selv alkohol og vand adskilles. Det første stof begynder at fordampe allerede ved en temperatur på 78 grader Celsius. Berøring af den kolde overflade af et par alkohol kondens, passerer i en flydende tilstand.

I industrien opnås denne måde olieprodukter, duftstoffer og rene metaller.

Fordampning og krystallisering

Disse separationsmetoder er egnede til flydende opløsninger. De stoffer, der udgør deres sammensætning, er forskellige i deres kogepunkt. Det er således muligt at opnå krystaller af salt eller sukker fra det vand, hvori de opløses. Til dette opvarmes opløsningerne og inddampes til en mættet tilstand. I dette tilfælde præcipiterer krystallerne. Hvis det er nødvendigt at opnå rent vand, bliver opløsningen kogt, efterfulgt af kondensering af dampe på en køligere overflade.

Metoder til separering af gasblandinger

Gasformige blandinger adskilles af laboratorie- og industrielle metoder, da denne proces kræver tilgængelighed af specielt udstyr. Råmaterialet af naturlig oprindelse er luft, koks, generator, tilhørende gas og naturgas, som er en kombination af carbonhydrider.

De fysiske metoder til at separere blandinger, som er i gasformen, er som følger:

• Kondensation er processen med gradvis afkøling af en blanding, under hvilken kondensering af dets bestanddele finder sted. Samtidig overføres højkogende stoffer, der opsamles i separatorer, først til flydende tilstand. Således opnås hydrogen fra kokeovnens gas, og ammoniak separeres også fra den uomsatte del af blandingen.
• Sorption er absorptionen af visse stoffer fra andre. Denne proces har modsatte komponenter, mellem hvilke ligevægten er etableret under reaktionen. Forskellige betingelser er nødvendige for fremadgående og omvendt proces. I det første tilfælde er dette en kombination af højt tryk og lav temperatur. Denne proces kaldes sorption. I modsat fald anvendes de modsatte betingelser: lavt tryk ved høj temperatur.
• Membranseparation er en metode, der anvender egenskaben af semipermeable partitioner til selektivt at passere molekyler af forskellige stoffer.
• Tilbagesvaling er processen med kondensering af højtkogende dele af blandinger som følge af deres afkøling. I dette tilfælde bør temperaturen af overgangen til væsketilstanden for de enkelte komponenter være meget forskellig.

kromatografi

Navnet på denne metode kan oversættes som "skrive i farve". Forestil dig at blæk er blevet tilsat til vandet. Hvis enden af filterpapiret er faldet i en sådan blanding, begynder den at blive absorberet. I dette tilfælde absorberes vandet hurtigere end blækket, hvilket er forbundet med en anden grad af sorberbarhed af disse stoffer. Kromatografi er ikke kun en metode til adskillelse af blandinger, men også en metode til at studere sådanne egenskaber af stoffer som diffusion og opløselighed.

Så vi har kendskab til sådanne begreber som "rene stoffer" og "blandinger". Den første er elementer eller forbindelser, der kun består af partikler af en bestemt type. Deres eksempler er salt, sukker, destilleret vand. Blandinger er en samling af individuelle stoffer. En række metoder anvendes til deres adskillelse. Metoden for deres adskillelse afhænger af de fysiske egenskaber af dets komponenter. De vigtigste er sedimentering, fordampning, krystallisation, filtrering, destillation, magnet handling og kromatografi.