U 8. razredu učenici proučavaju čiste tvari i smjese u kolegiju kemije. Naš će im članak pomoći razumjeti ovu temu. Reći ćemo vam koje se tvari nazivaju čistim, a koje smjesama. Jeste li ikada razmišljali o pitanju: "Postoji li apsolutno čista tvar?" Odgovor bi vas mogao iznenaditi.
Zašto se ova tema uči u školi?
Prije razmatranja definicije "čiste tvari", potrebno je pozabaviti se pitanjem: "S kojom tvari zapravo imamo posla - čistom tvari ili smjesom?"
U svakom trenutku, čistoća materije nije brinula samo istraživače, znanstvenike, već i obične ljude. Što obično podrazumijevamo pod ovim konceptom? Svatko od nas želi piti vodu bez nečistoća teških metala. Želimo udisati svjež zrak koji nije zagađen ispušnim plinovima automobila. No, mogu li se nezagađena voda i zrak nazvati čistim tvarima? Znanstveno, ne.
Što je mješavina?
Dakle, smjesa je tvar koja sadrži nekoliko vrsta molekula. Sada razmislite o sastavu vode koja tečeiz slavine - da, da, ima dosta nečistoća. Zauzvrat, tvari koje čine smjesu nazivaju se komponentama. Razmotrimo primjer. Zrak koji udišemo mješavina je različitih plinova. Komponente koje čine njegov sastav su kisik, dušik, ugljični dioksid i tako dalje. Ako je masa jedne komponente deset puta manja od mase druge, tada se takva tvar naziva nečistoća. Često u prirodi postoji zrak koji je zagađen nečistoćama sumporovodika. Ovaj plin miriše na pokvarena jaja i otrovan je za ljude. Kada turista zapali vatru na obali rijeke, ona zagađuje zrak ugljičnim dioksidom, koji je također opasan u velikim količinama.
Posebno brzi dečki možda već imaju pitanje: "Što je češće - čiste tvari ili smjese?" Da odgovorim na vaše pitanje: "U osnovi sve oko nas je mješavina."
Priroda je tako nevjerojatna.
Nekoliko riječi o vrstama čistih tvari
Na početku članka obećali smo da ćemo razgovarati o tome postoje li tvari apsolutno bez nečistoća. Mislite li da ima takvih? Već smo govorili o vodi iz slavine. Ali može li izvorska voda sadržavati nečistoće? Odgovor na ovo pitanje je jednostavan: apsolutno čiste tvari ne postoje u prirodi. Međutim, u znanstvenim krugovima uobičajeno je govoriti o relativnoj čistoći tvari. Zvuči ovako: "Tvar je čista, ali s upozorenjem." Tako, na primjer, može biti tehnički čist. Crne i ljubičaste tinte sadrže nečistoće. Ako se ne mogu otkriti kemijskom reakcijom, onda ovoza tvar se kaže da je kemijski čista. Ovo je destilirana voda.
O čistoći
Dakle, vrijeme je za razgovor o čistoj materiji. Ovo je tvar koja u svom sastavu ima čestice samo jedne vrste. Ispada da ima posebna svojstva. Ima drugo ime: pojedinačna tvar. Pokušajmo okarakterizirati svojstva čiste vode:
- pojedinačna tvar: destilirana voda;
- točka ključanja - 100°C;
- točka taljenja - 0°C;
- ova voda nema okus, miris ni boju.
Kako odvojiti tvari?
Ovo je pitanje također relevantno. Vrlo često u svakodnevnom životu i na poslu (u većoj mjeri) osoba odvaja tvari. Tako, na primjer, u mlijeku nastaje vrhnje koje se može skupiti s površine ako se koristi metodom taloženja. Tijekom rafiniranja nafte, osoba proizvodi benzin, raketno gorivo, kerozin, strojno ulje i tako dalje. U svim fazama prerade, osoba koristi različite metode za odvajanje smjesa, koje ovise o stanju agregacije tvari. Pogledajmo svaki od njih.
Filtriranje
Ova metoda se koristi kada postoji tekuća tvar koja sadrži netopive čvrste čestice. Na primjer, voda i riječni pijesak. Ova smjesa se propušta kroz filter. Tako se pijesak zadržava u filteru, a čista voda kroz njega mirno prolazi. Rijetko tome pridajemo važnost, ali svaki dan u kuhinji mnogi stanovnici grada vode vodu iz slavinefilteri za čišćenje. Dakle, u određenoj mjeri, možete se smatrati znanstvenikom!
Namirenje
Rekli smo nekoliko riječi o ovoj metodi malo iznad. Međutim, razmotrimo to detaljnije. Kemičari pribjegavaju ovoj metodi kada je potrebno odvojiti suspenzije ili emulzije. Na primjer, ako je biljno ulje prodrlo u čistu vodu, tada se dobivena smjesa mora protresti, a zatim pustiti da se kuha neko vrijeme. Nakon toga, osoba će uočiti fenomen kada ulje u obliku filma prekrije vodu.
U laboratorijima kemičari koriste drugu metodu koja se naziva lijevak za odvajanje. Kod ovog načina pročišćavanja gusta tekućina prodire u posudu, a ono što je lakše ostaje.
Način poravnanja ima ozbiljan nedostatak - to je mala brzina procesa. U tom slučaju je potrebno dugo vremena za stvaranje taloga. U industrijskim poduzećima ova se metoda još uvijek koristi. Inženjeri dizajniraju posebne strukture koje se nazivaju "sumps".
Magnet
Svatko se od nas barem jednom u životu igrao s magnetom. Njegova nevjerojatna sposobnost privlačenja metala činila se čarobnom. Snalažljivi ljudi pogodili su koristiti magnet kako bi odvojili smjese. Primjerice, magnetom je moguće odvajanje drvenih i željeznih strugotina. Ali vrijedi uzeti u obzir da ne može privući sve metale, samo one mješavine koje sadrže feromagnete podliježu mu. To uključuje nikal, terbij, kob alt, erbij iitd.
Destilacija
Ovaj izraz ima latinske korijene, u prijevodu znači "kapi za ispuštanje". Ova metoda je odvajanje smjesa na temelju razlika u vrelištu tvari. Upravo će ova metoda pomoći odvojiti vodu i alkohol. Posljednja tvar isparava na +78°C. Kada njegove pare dotaknu hladne zidove i površine, pare se kondenziraju, pretvarajući se u tekuću tvar.
U teškoj industriji, naftni proizvodi, čisti metali i razne mirisne tvari ekstrahiraju se ovom metodom.
Mogu li se plinovi odvojiti?
Razgovarali smo o čistim tvarima i smjesama u tekućem i krutom stanju. Ali što ako je potrebno odvojiti mješavine plinova? Svijetli čelnici kemijske industrije danas prakticiraju nekoliko fizikalnih metoda za odvajanje plinovitih smjesa:
- kondenzacija;
- sorpcija;
- odvajanje membrane;
- refluks.
Dakle, u našem članku razmatrali smo koncept čistih tvari i smjesa. Saznali smo što je češće u prirodi. Sada znate različite načine razdvajanja smjesa - a neke od njih možete i sami demonstrirati, poput magneta. Nadamo se da vam je naš članak bio koristan. Naučite znanost danas, tako da će vam sutra pomoći riješiti bilo koji problem - i kod kuće i u proizvodnji!
