Человека окружает множество веществ, некоторые из них называют чистыми. Чистое вещество почти не содержит примесей других веществ. Да, в чистой воде содержатся только молекулы воды. Чистая медь является веществом, образованным только атомами элемента Купрума.
Современная техника нуждается в веществах, в которых массовая доля посторонних примесей не превышает миллионной доли. Такие вещества называют сверхчистыми. Без них не могла развиваться радиоэлектроника. Но следует помнить, что абсолютно чистых веществ в природе не существует и добыть их искусственно практически невозможно. Вещества всегда содержат посторонние атомы или молекулы. Если их масса значительно меньше массы основного вещества, то они называются примесями. Если содержание примесей в веществе существенно, образуется смесь веществ.
Очень малое содержание примесей часто не отражается на химических свойствах веществ, поэтому такие вещества называют химически чистыми. Однако даже минимальные примеси нефтепродуктов делают воду непригодной для питья.
Смеси
Состав смеси может быть разный.
В жизни, как правило, мы сталкиваемся со смесями веществ. Смесь – это совокупность разных веществ, вместе смешанных, но химически не соединенных. Вещества перемешиваются, однако не реагируют между собой и их в принципе можно разделить. Воздух, как нам известно – это смесь нескольких веществ: кислорода, азота, углекислого газа и т.д. Гранит, из которого производят обелиски – это смесь кварца, полевого шпата и слюды. Нефть – это смесь более ста веществ. Молоко и смесь. При его охлаждении и отстаивании на поверхности всплывает жир. Бензин тоже смесь веществ.
Рис. 27. Смесь воды с мелом (слева), чистое вещество – дистиллированная вода (справа).
Различают смеси однородные и неоднородные.
Частицы компонентов равномерно размещены в смеси. Однородными смесями являются, например, водный раствор поваренной соли, раствор сахара в воде, воздух, большинство металлических сплавов, смесь газов.
Физические свойства однородной смеси отчасти отличаются от физических свойств ее составляющих. К примеру, температура кипения чистой воды составляет +100°С, а с примесями соли температура кипения повышается.
Неоднородными смесями являются, например, почва, молоко, мутная вода, большинство минералов.
Вещества, входящие в состав неоднородной смеси, сохраняют свои физические свойства. Это можно подтвердить таким опытом. Известно, что железо притягивается магнитом и тонет в воде, а порошок серы, взболтаясь с водой, всплывает на поверхность, потому что не смачивается ею. Смешав на листе бумаги порошкообразное железо с порошком серы, получим серовато-желтую смесь. Опустим частицу этой смеси в воду и размешаем. Сера и железо разделятся: крупинки серы всплывут на поверхность воды, а крупинки железа – утонут. Оставшуюся смесь накроем листом бумаги и приблизим к ней магнит. Крупинки железа притянутся (через бумагу) к магниту, а сера останется на бумаге.
Рис. 28. Опыт с разделением смеси железа и серы: а) порошкообразное железо; б) порошкообразная сера; в) смесь железа и серы; г) разделение смеси при растворении в воде; д) разделение смеси действием магнита.
Методы разделения смесей
Посредством физических методов смеси можно разделить на составные части. Разделение смесей еще называют очищением веществ. Считают, что очищают вещество, ради которого осуществляют разделение. Ее в смеси может быть незначительное количество. Например, в золотоносном слое пустой породы несравненно больше золота.
Разделение смесей (по свойствам)
| Однородные (частиц не видно) | Неоднородные (частички видно) | ||
 |
 |
 |
 |
| перегонка | випаривание | фильтрование | отстаивание |
 |
 |
 |
|
| кристаллизация | хроматография | действие магнитом | |
Существует множество методов разделения смесей. Чтобы разделить смесь, необходимо знать свойства веществ, входящих в ее состав, тип смеси, агрегатное состояние.
Таблица 1.
Методы разделения смесей
| Смесь |
Метод разделения |
Какие смеси можно разделить |
Краткое описание |
| Однородная | Перегонка или дистилляция | Смесь жидкостей с разными температурами кипения | Смесь жидкостей медленно нагревается. В этих условиях вещество, имеющее самую низкую температуру кипения, испаряется раньше, его пар охлаждается, конденсат собирается в отдельной емкости. Пример: получение дистиллированной воды, отделение спирта от воды, разделение нефти на фракции. |
| Випаривание | Растворенное твердое вещество из раствора | Смесь нагревают. Жидкость улетучивается, а твердое вещество остается в виде кристаллов. Пример: поваренная соль из раствора соли | |
| Кристаллизация | Растворенное твердое вещество из концентрированного раствора | Смесь твердого и жидкого вещества нагревают. После испарения части жидкости смеси охлаждают. Твердое вещество выпадет в осадок в виде кристаллов. Пример: кристаллизация сахара в варенье | |
| Хроматография | Смесь растворенных веществ, имеющих разную скорость поглощения | В смесь опускают специальную хроматографическую бумагу. Компоненты смеси с разной скоростью поглощаются этой бумагой. Каждый компонент окрашивает бумагу в определенный цвет. Число цветов указывает на число компонентов в смеси | |
| Неоднородная | Фильтрование | Смесь растворимого и нерастворимого веществ, имеющих разный размер частиц | Смесь пропускают через фильтр. Нерастворимые вещества не проходят через поры фильтра и остаются на нем. Пример: песок, опилки от раствора |
| Отстаивание | Смесь двух жидкостей, твердого нерастворимого вещества от раствора с разной плотностью | Смесь отстаивают. Вещество, имеющее большую плотность, оседает на дно, а имеющее меньшую плотность – остается на поверхности. Пример: вода и масло, вода и опилки, вода и песок | |
| Действие магнитом | Выделение твердого вещества, которое притягивается магнитом | К смеси твердых веществ подносят магнит. Железо притягивается магнитом |
Человек широко использует смеси в повседневной жизни. К примеру, в строительстве используют смесь цемента, песка, воды. Для производства стекла используют смесь песка, соды, мела. Лекарственные вещества, которые вы покупаете в аптеке, разные соки, чаи, компот – это тоже смеси.
Итог
- Чистое вещество не содержит примесей других веществ.
- Смесь – это совокупность разных веществ, каждое из которых сохраняет свои свойства.
- Смесь можно разделить на компоненты с помощью механических приёмов.
- Разделение смесей – это выделение из нее чистых веществ.
- Какое вещество называют чистым?
- Что такое смесь?
- Какие природные смеси вы знаете?
- Какие смеси бывают?
- Какими способами можно разделить неоднородные смеси?
- Чем однородная смесь отличается от неоднородной?
Любознательным. Цифры и факты
Для дыхания мы используем воздух. Воздух – это смесь газов. Известно ли вам, как изменяется состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха?
Рис.29. Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.
Содержание углекислого газа увеличивается в 167 раз! Углекислый газ негативно влияет на самочувствие людей.
Домашний эксперимент
Очистка серебряных вещей
Возьмите на тарелочку 50 г мела, добавьте в нее 30 г 10% раствора нашатырного спирта (гидроксида аммония), перемешайте стеклянной палочкой. Добытой смесью натрите серебряный браслет (серьгу, колечко), промойте его теплой водой, протрите насухо ватой.
