I vores artikel vil vi overveje, hvad rene stoffer og blandinger er, metoder til at adskille blandinger. Hver af os bruger dem i hverdagen. Forekommer rene stoffer overhovedet i naturen? Og hvordan kan man skelne dem fra blandinger?
Rene stoffer og blandinger: måder at adskille blandinger
Rene stoffer er stoffer, der kun indeholder partikler af en bestemt type. Forskere mener, at de praktisk t alt ikke eksisterer i naturen, da de alle, omend i ubetydelige proportioner, indeholder urenheder. Absolut alle stoffer er også opløselige i vand. Selvom f.eks. en sølvring nedsænkes i denne væske, vil ionerne af dette metal gå i opløsning.
Et tegn på rene stoffer er konstansen af sammensætning og fysiske egenskaber. I processen med deres dannelse sker der en ændring i mængden af energi. Desuden kan det både stige og falde. Et rent stof kan kun adskilles i dets individuelle komponenter ved en kemisk reaktion. For eksempel har kun destilleret vand et typisk koge- og frysepunkt for dette stof,manglende smag og lugt. Og dets oxygen og brint kan kun nedbrydes ved elektrolyse.
Og hvordan adskiller deres aggregater sig fra rene stoffer? Kemi vil hjælpe os med at besvare dette spørgsmål. Metoder til at adskille blandinger er fysiske, da de ikke fører til en ændring i den kemiske sammensætning af stoffer. I modsætning til rene stoffer har blandinger varierende sammensætning og egenskaber, og de kan adskilles ved fysiske metoder.
Hvad er en blanding
En blanding er en samling af individuelle stoffer. Et eksempel er havvand. I modsætning til destilleret har den en bitter eller s alt smag, koger ved en højere temperatur og fryser ved en lavere temperatur. Metoder til at adskille blandinger af stoffer er fysiske. Så rent s alt kan opnås fra havvand ved fordampning og efterfølgende krystallisation.
Typer af blandinger
Hvis du tilføjer sukker til vand, vil partiklerne efter et stykke tid opløses og blive usynlige. Som et resultat kan de ikke skelnes med det blotte øje. Sådanne blandinger kaldes homogene eller homogene. Luft, benzin, bouillon, parfume, sødt og s altvand samt en legering af kobber og aluminium er også eksempler på disse. Som du kan se, kan homogene blandinger være i forskellige aggregeringstilstande, men væsker er mest almindelige. De kaldes også løsninger.
I heterogene eller heterogene blandinger kan partikler af individuelle stoffer skelnes. Jern- og træspåner, sand og bords alt er typiske eksempler. Heterogene blandinger kaldes også suspensioner. Blandt dem skelnes suspensioner og emulsioner. Førstnævnte består af en væske og et fast stof. Så en emulsion er en blanding af vand og sand. En emulsion er en kombination af to væsker med forskellige densiteter.
Der er heterogene blandinger med specielle navne. Så et eksempel på skum er skum, og aerosoler omfatter tåge, røg, deodoranter, luftfriskere, antistatiske midler.
Metoder til adskillelse af blandinger
Selvfølgelig har mange blandinger mere værdifulde egenskaber end individuelle individuelle stoffer, der udgør dem. Men selv i hverdagen er der situationer, hvor de skal skilles ad. Og i industrien er hele industrier baseret på denne proces. For eksempel fra olie som et resultat af dens forarbejdning opnås benzin, gasolie, petroleum, brændselsolie, sololie og maskinolie, raketbrændstof, acetylen og benzen. Enig, det er mere rentabelt at bruge disse produkter end tankeløst brændende olie.
Lad os nu se, om der er sådan noget som kemiske metoder til at adskille blandinger. Antag, at vi skal opnå rene stoffer fra en vandig opløsning af s alt. For at gøre dette skal blandingen opvarmes. Som et resultat bliver vandet til damp, og s altet vil krystallisere. Men samtidig vil der ikke ske nogen omdannelse af et stof til et andet. Det betyder, at grundlaget for denne proces er fysiske fænomener.
Metoder til at adskille blandinger afhænger af aggregeringstilstanden, evnen til at opløse, forskellen i kogepunkt, massefylde og sammensætning af dets komponenter. Lad os overveje hver af dem mere detaljeret om specifikkeeksempler.
Filtrering
Denne separationsmetode er velegnet til blandinger, der indeholder en væske og et uopløseligt fast stof. For eksempel vand og flodsand. Denne blanding skal ledes gennem et filter. Som et resultat vil rent vand frit passere gennem det, og sandet vil forblive.
afregning
Nogle metoder til adskillelse af blandinger er baseret på tyngdekraftens virkning. Således kan suspensioner og emulsioner nedbrydes til rene stoffer. Hvis der kommer vegetabilsk olie i vandet, skal blandingen først rystes. Lad det så stå et stykke tid. Som et resultat vil vandet være i bunden af karret, og olien vil dække det i form af en film.
Under laboratorieforhold bruges en skilletragt til bundfældning. Som et resultat af dets arbejde drænes den tættere væske ind i beholderen, mens den lette forbliver.
Afvikling er kendetegnet ved en lav hastighed i processen. Det tager en vis tid for bundfaldet at dannes. Under industrielle forhold udføres denne metode i specielle strukturer kaldet sedimentationstanke.
Handling med en magnet
Hvis blandingen indeholder metal, kan den adskilles med en magnet. For eksempel separate jern- og træspåner. Men har alle metaller disse egenskaber? Slet ikke. Til denne metode er kun blandinger, der indeholder ferromagneter, egnede. Ud over jern omfatter disse nikkel, kobolt, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium.
Destillation
Dette er titlen ioversat fra latin betyder "drænende dråber." Destillation er en metode til at adskille blandinger baseret på forskellen i stoffers kogepunkter. Så selv derhjemme kan alkohol og vand adskilles. Det første stof begynder at fordampe allerede ved en temperatur på 78 grader Celsius. Ved at røre ved den kolde overflade kondenserer alkoholdampen og bliver til en flydende tilstand.
I industrien opnås olieraffineringsprodukter, aromatiske stoffer, rene metaller på denne måde.
Fordampning og krystallisation
Disse adskillelsesmetoder er velegnede til flydende opløsninger. De stoffer, der udgør deres sammensætning, er forskellige i deres kogepunkt. Det er således muligt at få krystaller af s alt eller sukker fra det vand, de er opløst i. For at gøre dette opvarmes opløsningerne og inddampes til en mættet tilstand. I dette tilfælde aflejres krystallerne. Hvis det er nødvendigt at opnå rent vand, bringes opløsningen i kog, efterfulgt af kondensering af dampene på en koldere overflade.
Metoder til adskillelse af gasblandinger
Gasblandinger adskilles ved laboratorie- og industrimetoder, da denne proces kræver særligt udstyr. Råmaterialet af naturlig oprindelse er luft, koks, generator, tilhørende og naturgas, som er en kombination af kulbrinter.
Fysiske metoder til at adskille blandinger i gasformig tilstand er som følger:
- Kondensation er en gradvis procesafkøling af blandingen, hvorunder kondensationen af dens komponenter forekommer. I dette tilfælde går først og fremmest højtkogende stoffer, som opsamles i separatorer, over i flydende tilstand. På denne måde opnås brint fra koksovnsgas, og ammoniak separeres også fra den uomsatte del af blandingen.
- Sorption er absorption af nogle stoffer af andre. Denne proces har modsatte komponenter, mellem hvilke der etableres ligevægt under reaktionen. Frem- og tilbage-processen kræver forskellige betingelser. I det første tilfælde er det en kombination af højt tryk og lav temperatur. Denne proces kaldes sorption. Ellers bruges de modsatte betingelser: lavt tryk ved høj temperatur.
- Membranseparation er en metode, hvor egenskaben ved semipermeable skillevægge bruges til selektivt at passere molekyler af forskellige stoffer.
- Refluxation - processen med kondensering af højtkogende dele af blandinger som følge af deres afkøling. I dette tilfælde bør overgangstemperaturen til den flydende tilstand af de enkelte komponenter afvige væsentligt.
Chromatography
Navnet på denne metode kan oversættes til "Jeg skriver med farve". Forestil dig, at der tilsættes blæk til vandet. Hvis du sænker enden af filterpapiret ned i en sådan blanding, begynder det at blive absorberet. I dette tilfælde vil vand blive absorberet hurtigere end blæk, hvilket er forbundet med en anden grad af sorption af disse stoffer. Kromatografi er ikke kun en metode til at adskille blandinger, men også en metode til at studere sådanne egenskaber ved stoffer som diffusion og opløselighed.
Så vi mødtesmed begreber som "rene stoffer" og "blandinger". Den første er grundstoffer eller forbindelser, der kun består af partikler af en bestemt type. Deres eksempler er s alt, sukker, destilleret vand. Blandinger er en samling af individuelle stoffer. Der bruges en række metoder til at adskille dem. Måden de adskilles på afhænger af de fysiske egenskaber af dets bestanddele. De vigtigste er bundfældning, fordampning, krystallisation, filtrering, destillation, magnetisering og kromatografi.
