Odparowanie określane jest jako fizyczne metody separacji. Do oczyszczania substancji stosuje się różne metody rozdzielania mieszanin. Działanie za pomocą magnesu lub wody
heterogeniczny (heterogeniczny) | jednorodny (jednorodny) |
| Niejednorodne to takie mieszaniny, w których możliwe jest zidentyfikowanie granicy między oryginalnymi składnikami zarówno gołym okiem, jak i pod lupą lub mikroskopem: | Substancje w takich mieszaninach miesza się ze sobą tak bardzo, jak to możliwe, można powiedzieć Poziom molekularny. W takich mieszaninach nie da się wykryć granicy między początkowymi składnikami nawet pod mikroskopem: |
| Przykłady | |
| Zawiesina (stała + ciecz) Emulsja (płyn + płyn) Dym (stały + gaz) Mieszanka proszków ciał stałych (stałe + stałe) | Prawdziwe roztwory (na przykład roztwór chlorku sodu w wodzie, roztwór alkoholu w wodzie) Roztwory stałe (stopy metali, krystaliczne hydraty soli) Roztwory gazowe (mieszanina gazów, które nie reagują ze sobą) |
Metody rozdzielania mieszanin
Heterogeniczne mieszaniny typu gaz-ciecz, ciecz-ciało stałe, gaz-ciało stałe są niestabilne w czasie pod działaniem grawitacji. W takich mieszaninach składniki o mniejszej gęstości stopniowo unoszą się (pływają), a przy większej gęstości opadają (osiadają). Ten proces samoistnego rozdzielania mieszanin w czasie nazywa się podtrzymywanie. Na przykład mieszanina drobnego piasku i wody dość szybko samoistnie dzieli się na dwie części:
Aby przyspieszyć proces osadzania substancji o większej gęstości z cieczy w laboratorium, częściej uciekają się do bardziej zaawansowanej wersji metody osadzania - wirowanie. Rolę grawitacji w wirówkach pełni siła odśrodkowa, która zawsze występuje podczas obrotu. Ponieważ siła odśrodkowa zależy bezpośrednio od prędkości obrotowej, można ją zwiększyć wielokrotnie w stosunku do siły grawitacji, po prostu zwiększając liczbę obrotów wirówki w jednostce czasu. Pozwala to na znacznie szybsze rozdzielenie mieszaniny w porównaniu do sedymentacji.
Po osadzeniu lub odwirowaniu supernatant można tą metodą oddzielić od osadu dekantacja- Ostrożne spuszczenie cieczy z osadu.
Można rozdzielić mieszaninę dwóch nierozpuszczalnych w sobie cieczy (po osadzeniu) za pomocą rozdzielacza, którego zasadę działania jasno pokazuje poniższy rysunek:
Do rozdzielania mieszanin substancji w różnych stanach skupienia, oprócz osadzania i wirowania, powszechnie stosuje się również filtrację. Metoda polega na tym, że filtr ma różną przepustowość w stosunku do składników mieszaniny. Najczęściej wynika to z różnej wielkości cząstek, ale może też wynikać z tego, że poszczególne składniki mieszaniny silniej oddziałują z powierzchnią filtra ( zaadsorbowany ich).
Na przykład zawiesinę stałego, nierozpuszczalnego proszku z wodą można oddzielić za pomocą porowatego filtra papierowego. Ciało stałe pozostaje na filtrze, natomiast woda przez niego przepływa i zbiera się w znajdującym się pod nim pojemniku:
W niektórych przypadkach mieszaniny heterogeniczne można rozdzielić ze względu na różne właściwości magnetyczne składników. Na przykład mieszaninę proszków siarki i metalicznego żelaza można rozdzielić za pomocą magnesu. Cząstki żelaza, w przeciwieństwie do cząstek siarki, są przyciągane i zatrzymywane przez magnes:
Rozdzielanie składników mieszaniny za pomocą pola magnetycznego nazywa się separacja magnetyczna.
Jeśli mieszanina jest roztworem materiału ogniotrwałego solidny w dowolnej cieczy substancję tę można wyizolować z cieczy poprzez odparowanie roztworu:
Aby rozdzielić ciekłe jednorodne mieszaniny, stosuje się metodę tzw destylacja, Lub destylacja. Metoda ta ma zasadę działania podobną do parowania, ale pozwala oddzielić nie tylko składniki lotne od nielotnych, ale także substancje o stosunkowo podobnych temperaturach wrzenia. Jedną z najprostszych opcji aparatury destylacyjnej pokazano na poniższym rysunku:
Znaczenie procesu destylacji polega na tym, że gdy mieszanina cieczy wrze, jako pierwsze odparowują pary lżej wrzącego składnika. Opary tej substancji po przejściu przez lodówkę skraplają się i spływają do odbiornika. Metoda destylacji jest szeroko stosowana w przemyśle naftowym przy pierwotnym przetwarzaniu oleju w celu rozdzielenia oleju na frakcje (benzyna, nafta, olej napędowy itp.).
Wodę oczyszczoną z zanieczyszczeń (głównie soli) otrzymuje się także metodą destylacji. Nazywa się wodę oczyszczoną przez destylację woda destylowana.
Streszczenie według dyscypliny: Chemia
Na temat: Metody rozdzielania mieszanin
Ryga - 2009
Wprowadzenie………………………………………………………………………..strona 3
Rodzaje mieszanin………………………………………………………………………str.4
Metody rozdzielania mieszanin……………………………………………………..s. 6
Zakończenie……………………………………………………………………….strona 11
Lista referencji……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ………..str.12
Wstęp
W naturze substancje w czystej postaci są bardzo rzadkie. Większość otaczających nas przedmiotów składa się z mieszaniny substancji. W laboratorium chemicznym chemicy pracują z czystymi substancjami. Jeśli substancja zawiera zanieczyszczenia, każdy chemik może oddzielić substancję potrzebną do eksperymentu od zanieczyszczeń. Aby zbadać właściwości substancji, konieczne jest oczyszczenie tej substancji, tj. podzielić na części składowe. Rozdzielanie mieszaniny jest procesem fizycznym. Fizyczne metody separacji substancji są szeroko stosowane w laboratoriach chemicznych, przy produkcji produktów spożywczych, przy produkcji metali i innych substancji.
Rodzaje mieszanin
Nie w naturze czyste substancje. Rozważając głazy, granit, jesteśmy przekonani, że składają się one z ziaren, żyłek o różnych kolorach; mleko zawiera tłuszcze, białka, wodę; olej i gazu ziemnego zawierają substancje organiczne zwane węglowodorami; powietrze zawiera różne gazy; woda naturalna nie jest substancją chemicznie czystą. Mieszanina jest mieszaniną dwóch lub więcej różnych substancji.
Mieszanki można podzielić na dwie duże grupy (ri
Jeżeli składniki mieszaniny są widoczne gołym okiem, wówczas nazywa się takie mieszaniny heterogeniczny. Na przykład mieszanina drewna i opiłków żelaza, mieszanina wody i oleju roślinnego, mieszanina piasku rzecznego i wody itp.
Jeżeli składników mieszaniny nie można rozróżnić gołym okiem, wówczas takie mieszaniny nazywa się jednorodny. Do mieszanin jednorodnych zalicza się takie mieszaniny jak mleko, olej, roztwór cukru w wodzie itp.
Istnieją substancje stałe, ciekłe i gazowe. Substancje można mieszać w dowolnym stanie skupienia. Stan skupienia mieszanina oznacza substancję, która ilościowo przewyższa resztę.
Mieszaniny heterogeniczne powstają z substancji o różnym stanie skupienia, gdy substancje te nie rozpuszczają się wzajemnie i słabo się mieszają (tab. 1)
|
Rodzaje mieszanin heterogenicznych |
|
|
przed zmieszaniem |
Przykłady |
|
twardy/solidny |
Minerały; żelazo/siarka |
|
Ciecz stała |
Zaprawa wapienna; ścieki |
|
ciało stałe/gaz |
Palić; zapylone powietrze |
|
ciecz/ciało stałe |
Perła; minerały; woda/lód |
|
ciecz / ciecz |
Mleko; olej roślinny/woda |
|
ciecz/gaz |
Mgła; chmury |
|
gazowy/stały |
Styropian |
|
gaz/ciecz |
pianka mydlana |
Mieszanki jednorodne powstają, gdy substancje dobrze się w sobie rozpuszczają i dobrze mieszają (tab. 2).
|
Rodzaje mieszanin jednorodnych |
|
|
Skumulowany stan części składowych przed zmieszaniem |
Przykłady |
|
twardy/solidny |
Stop złota i srebra |
|
Ciecz stała |
cukier/woda |
|
ciało stałe/gaz |
Opary jodu w powietrzu |
|
ciecz/ciało stałe |
spęczniona żelatyna |
|
ciecz / ciecz |
alkohol/woda |
|
ciecz/gaz |
Woda/powietrze |
|
gazowy/stały |
Wodór w palladzie |
|
gaz/ciecz |
|
Podczas tworzenia mieszanin zwykle nie zachodzą przemiany chemiczne, a substancje zawarte w mieszaninie zachowują swoje właściwości. Do rozdzielania mieszanin wykorzystuje się różnice we właściwościach substancji.
Metody rozdzielania mieszanin
Mieszaniny, zarówno niejednorodne, jak i jednorodne, można podzielić na części składowe, tj. dla czystych substancji. Substancje czyste to substancje, których nie można rozdzielić metodami fizycznymi na dwie lub więcej innych substancji i które nie zmieniają ich właściwości fizycznych. Istnieją różne metody rozdzielania mieszanin; w zależności od składu mieszaniny stosuje się określone metody rozdzielania mieszanin.
- Ekranizacja;
- Filtrowanie;
- utknięcie;
- Dekantacja
- wirowanie;
- Odparowanie;
- Odparowanie;
- Rekrystalizacja;
- Destylacja (destylacja);
- Zamrażanie;
- Działanie magnesu;
- chromatografia;
- Ekstrakcja;
- Adsorpcja.
Poznajmy kilka z nich. W tym miejscu należy zaznaczyć, że łatwiej jest rozdzielić mieszaniny heterogeniczne niż jednorodne.Poniżej podajemy przykłady rozdzielania substancji z mieszanin jednorodnych i niejednorodnych.
Ekranizacja.
Wyobraźmy sobie, że granulowany cukier dostał się do mąki. Być może najłatwiejszym sposobem na oddzielenie jest ekranizacja. Za pomocą sitka z łatwością oddzielisz drobne cząstki mąki od stosunkowo dużych kryształków cukru. W rolnictwo przesiewanie służy do oddzielania nasion roślin od obcych zanieczyszczeń. W budownictwie żwir oddziela się w ten sposób od piasku.
Filtrowanie
Stały składnik zawiesiny oddziela się od cieczy filtracja, za pomocą filtrów papierowych lub tkaninowych, waty, cienkiej warstwy drobnego piasku. Wyobraźmy sobie, że otrzymujemy mieszaninę soli kuchennej, piasku i gliny. Konieczne jest oddzielenie soli kuchennej od mieszaniny. Aby to zrobić, umieść mieszaninę w zlewce z wodą i wstrząśnij. Sól kuchenna rozpuszcza się, a piasek osiada. Glinka nie rozpuszcza się i nie osiada na dnie szklanki, przez co woda pozostaje mętna. Aby usunąć z roztworu nierozpuszczalne cząstki gliny, mieszaninę filtruje się. Aby to zrobić, musisz złożyć małe urządzenie filtrujące ze szklanego lejka, bibuły filtracyjnej i statywu. Roztwór soli odsącza się. Aby to zrobić, przefiltrowany roztwór ostrożnie wlewa się do lejka z ciasno włożonym filtrem. Na filtrze pozostają cząstki piasku i gliny, a przez filtr przechodzi klarowny roztwór soli. Rekrystalizacja służy do wyodrębnienia soli rozpuszczonej w wodzie.
rekrystalizacja, odparowanie
Rekrystalizacja nazywa się metodę oczyszczania, w której najpierw substancję rozpuszcza się w wodzie, a następnie odparowuje się roztwór substancji w wodzie. W rezultacie woda odparowuje, a substancja uwalnia się w postaci kryształów.
Podajmy przykład: wymagane jest wyizolowanie soli kuchennej z roztworu.
Powyżej rozważyliśmy przykład, w którym konieczne było wyizolowanie soli kuchennej z heterogenicznej mieszaniny. Teraz oddzielmy sól kuchenną od jednorodnej mieszaniny. Roztwór otrzymany przez filtrację nazywa się filtratem. Filtrat należy przelać do porcelanowego kubka. Umieścić kubek z roztworem na pierścieniu statywu i podgrzać roztwór nad płomieniem lampy spirytusowej. Woda zacznie parować i objętość roztworu zmniejszy się. Taki proces nazywa się odparowanie. W miarę odparowywania wody roztwór staje się bardziej stężony. Gdy roztwór osiągnie stan nasycenia solą kuchenną, na ściankach filiżanki pojawią się kryształy. W tym momencie należy przerwać ogrzewanie i ochłodzić roztwór. schłodzony sól wyróżniają się w postaci kryształów. W razie potrzeby kryształy soli można oddzielić od roztworu przez filtrację. Roztworu nie należy odparowywać, dopóki woda nie odparuje całkowicie, ponieważ inne rozpuszczalne zanieczyszczenia mogą również wytrącić się w postaci kryształów i zanieczyścić sól kuchenną.
Osiadanie, dekantacja
Służy do izolowania substancji nierozpuszczalnych z cieczy. podtrzymywanie. Jeśli cząstki stałe są wystarczająco duże, szybko osiadają na dnie, a ciecz staje się przezroczysta. Można go ostrożnie spuścić z osadu, a ta prosta operacja ma również swoją nazwę - dekantacja.
Im mniej substancji stałych w cieczy, tym dłużej mieszanina będzie się osadzać. Istnieje możliwość oddzielenia od siebie dwóch cieczy, które nie mieszają się ze sobą.
wirowanie
Jeśli cząstki niejednorodnej mieszaniny są bardzo małe, nie można ich oddzielić ani przez osadzanie, ani przez filtrację. Przykładami takich mieszanin są pasty do zębów rozpuszczalne w mleku i wodzie. Takie mieszaniny są podzielone wirowanie. Mieszaniny zawierające taką ciecz umieszcza się w probówkach i obraca z dużą prędkością w specjalnych aparatach - wirówkach. W wyniku wirowania cięższe cząstki „dociskają się” do dna naczynia, a płuca znajdują się na górze. Mleko to najmniejsze cząsteczki tłuszczu rozmieszczone w wodnym roztworze innych substancji - cukrów, białek. Do rozdzielenia takiej mieszaniny stosuje się specjalną wirówkę zwaną separatorem. Podczas oddzielania mleka tłuszcze znajdują się na powierzchni, łatwo je oddzielić. Pozostaje woda z rozpuszczonymi w niej substancjami – jest to mleko odtłuszczone.
Adsorpcja
W technologii często pojawia się problem oczyszczania gazów, takich jak powietrze, z niepożądanych lub szkodliwych składników. Wiele substancji je posiada ciekawa nieruchomość- potrafią „przylgnąć” do powierzchni substancji porowatych, niczym żelazo do magnesu. Adsorpcja nazywana zdolnością niektórych ciał stałych do wchłaniania substancji gazowych lub rozpuszczonych na swojej powierzchni. Substancje zdolne do adsorpcji nazywane są adsorbentami. Adsorbenty to substancje stałe, w których występuje wiele wewnętrznych kanałów, pustek, porów, tj. mają bardzo dużą całkowitą powierzchnię absorpcyjną. Adsorbentami są węgiel aktywny, żel krzemionkowy (w pudełku z nowymi butami znajdziesz torebkę białego groszku - jest to żel krzemionkowy), bibuła filtracyjna. Różne substancje w różny sposób „przyczepiają się” do powierzchni adsorbentów: niektóre utrzymują się na powierzchni mocno, inne słabiej. Węgiel aktywny jest w stanie absorbować nie tylko gazy, ale także substancje rozpuszczone w cieczach. W przypadku zatrucia przyjmuje się, że zaadsorbowane są na nim toksyczne substancje.
Destylacja (destylacja)
Dwie ciecze tworzące jednorodną mieszaninę, takie jak alkohol etylowy i woda, oddziela się przez destylację lub destylację. Metoda ta polega na tym, że ciecz podgrzewa się do temperatury wrzenia, a jej pary usuwa się rurką wylotową gazu do innego naczynia. Po ochłodzeniu para skrapla się, a zanieczyszczenia pozostają w kolbie destylacyjnej. Aparat do destylacji pokazano na ryc. 2
Ciecz umieszcza się w kolbie Wurtza (1), szyjkę kolby Wurtza szczelnie zamyka się korkiem z włożonym do niej termometrem (2), natomiast zbiornik rtęci powinien znajdować się na wysokości otworu rurki wylotowej. Koniec rurki wylotowej wprowadza się przez szczelnie dopasowany korek do lodówki Liebig (3), na drugim końcu której zamocowana jest podłużna część (4). Zwężony koniec podłużnicy opuszcza się do komory zamkowej (5). Dolny koniec płaszcza lodówki jest połączony gumowym wężem z kranem, a z górnego końca wykonany jest odpływ do zlewu. Płaszcz lodówki powinien być zawsze napełniony wodą. Kolbę Wurtza i chłodnicę umieszczono w oddzielnych stojakach. Ciecz wlewa się do kolby przez lejek z długą rurką, napełniając kolbę destylacyjną do 2/3 jej objętości. Aby uzyskać równomierne wrzenie, na dnie kolby umieszcza się kilka punktów wrzenia - szklane kapilary są uszczelnione na jednym końcu. Po zamknięciu kolby do lodówki doprowadzana jest woda i ciecz w kolbie jest podgrzewana. Ogrzewanie można przeprowadzić na palniku gazowym, kuchence elektrycznej, kąpieli wodnej, piaskowej lub olejowej – w zależności od temperatury wrzenia cieczy. W żadnym wypadku nie wolno podgrzewać cieczy łatwopalnych i łatwopalnych (alkohol, eter, aceton itp.). otwarty ogień aby uniknąć wypadków: używaj wyłącznie wody lub innej kąpieli. Płyn nie powinien całkowicie odparować: w kolbie powinno pozostać 10-15% początkowo pobranej objętości. Nową porcję płynu można wlać dopiero po lekkim ostygnięciu kolby.
Zamrażanie
Metodą rozdziela się substancje o różnych temperaturach topnienia zamrażanie, ochłodzenie roztworu. Zamrażając, możesz uzyskać bardzo czystą wodę w domu. Aby to zrobić, wlej wodę z kranu do słoika lub kubka i włóż ją do zamrażarki lodówki (lub wyjmij na zimno w zimie). Gdy tylko około połowa wody zamieni się w lód, należy wylać jej niezamarzniętą część, w której gromadzą się zanieczyszczenia, a lód stopi się.
W przemyśle i warunkach laboratoryjnych stosuje się metody rozdzielania mieszanin w oparciu o inne, odmienne właściwości części składowych mieszaniny. Na przykład z mieszaniny można wyodrębnić opiłki żelaza magnes. Wykorzystuje się zdolność substancji do rozpuszczania się w różnych rozpuszczalnikach ekstrakcja- sposób rozdzielania mieszanin stałych lub ciekłych poprzez traktowanie ich różnymi rozpuszczalnikami. Na przykład jod z roztworu wodnego można wyizolować dowolnym rozpuszczalnikiem organicznym, w którym jod lepiej się rozpuszcza.
Wniosek
W praktyce laboratoryjnej i Życie codzienne bardzo często konieczne jest wyizolowanie poszczególnych składników mieszaniny substancji. Należy pamiętać, że mieszaniny zawierają dwie lub więcej substancji podzielonych na dwie duże grupy: jednorodne i niejednorodne. Istnieją różne sposoby rozdzielania mieszanin, takie jak filtracja, odparowanie, destylacja (destylacja) i inne. Metody rozdzielania mieszanin zależą głównie od rodzaju i składu mieszaniny.
Wykaz używanej literatury
1. S.Ozols, E.Lepiņš chemia dla szkoły podstawowej., 1996. s. 289
2. Informacje z Internetu
Czyste substancje i mieszaniny. Metody rozdzielania mieszanin.Aby ustalić właściwości substancji, konieczne jest posiadanie jej w czystej postaci, ale substancje w przyrodzie nie występują w czystej postaci. Każda substancja zawsze zawiera pewną ilość zanieczyszczeń. Substancję, która nie zawiera prawie żadnych zanieczyszczeń, nazywa się czystą. Pracują z takimi substancjami w laboratorium naukowym, szkolnej sali chemicznej. Należy pamiętać, że substancje absolutnie czyste nie istnieją.
Prawie wszystkie substancje naturalne, artykuły spożywcze (z wyjątkiem soli, cukru i niektórych innych), materiały budowlane, chemia gospodarcza, wiele leków i kosmetyków to mieszaniny.
Substancje naturalne to mieszaniny, czasami składające się z bardzo dużej liczby różnych substancji. Na przykład woda naturalna zawsze zawiera rozpuszczone w niej sole i gazy. Czasami bardzo mała zawartość zanieczyszczeń może prowadzić do bardzo silnej zmiany niektórych właściwości substancji. Na przykład zawartość w cynku zaledwie setnych części żelaza lub miedzi przyspiesza jego interakcję kwas chlorowodorowy setki razy. Gdy jedna z substancji występuje w mieszaninie w przeważającej ilości, wówczas zwykle nosi ona nazwę całej mieszaniny.
Składnik to każda substancja zawarta w mieszaninie.
jednolite mieszanki.
Do szklanki wody dodaj niewielką porcję cukru i mieszaj, aż cały cukier się rozpuści. Płyn będzie miał słodki smak. Zatem cukier nie zniknął, ale pozostał w mieszance. Ale jego kryształów nie zobaczymy nawet badając kroplę płynu przez mocny mikroskop.
Ryż. 3. Jednorodna mieszanina ( roztwór wodny Sahara)
Przygotowana mieszanina cukru i wody jest jednorodna (ryc. 3); najmniejsze cząsteczki tych substancji są w nim równomiernie wymieszane.
Mieszanki, których składników nie można wykryć gołym okiem, nazywane są jednorodnymi.
Woda zmieszana z piaskiem, kredą lub gliną zamarza w temperaturze 0 0 C i wrze w temperaturze 100 0 C.
Niektóre rodzaje mieszanin heterogenicznych mają specjalne nazwy: pianka (na przykład piana, mydliny), zawiesina (mieszanina wody z niewielką ilością mąki), emulsja (mleko, dobrze wstrząśnięty olej roślinny z wodą), aerozol (dym , mgła).
Ryż. 5. Mieszanki heterogeniczne:
a - mieszanina wody i siarki;
b - mieszanina oleju roślinnego i wody;
c - mieszanina powietrza i wody
Istnieją różne sposoby rozdzielania mieszanin. Na wybór metody rozdzielania mieszaniny mają wpływ właściwości substancji tworzących tę mieszaninę.
Przyjrzyjmy się bliżej każdej metodzie:
utknięcie- powszechną metodę oczyszczania cieczy z nierozpuszczalnych w wodzie zanieczyszczeń mechanicznych, lub substancje ciekłe, które są w sobie nierozpuszczalne i mają różną gęstość.
Osadnictwo wykorzystuje się do przygotowania wody na potrzeby technologiczne i bytowe, oczyszczania ścieków, odwadniania i odsalania ropy naftowej oraz w wielu procesach technologii chemicznej. Jest to ważny etap naturalnego samooczyszczania zbiorników naturalnych i sztucznych.
Filtrowanie- oddzielenie cieczy od stałych, nierozpuszczalnych w niej zanieczyszczeń; cząsteczki cieczy przechodzą przez pory filtra, zatrzymując duże cząstki zanieczyszczeń.
Wyobraź sobie, że masz mieszaninę piasku rzecznego i wody. Określ rodzaj mieszaniny. ( heterogeniczny). Porównaj właściwości fizyczne piasku rzecznego i wody. (Są to substancje nierozpuszczalne w sobie, mające różną gęstość). Zaproponuj metodę rozdzielenia tej mieszaniny ( filtracja).
Działanie magnesu- jest to metoda rozdzielania mieszanin niejednorodnych, gdy jedna z substancji wchodzących w skład mieszaniny może zostać przyciągnięta przez magnes
Parowanie - jest to metoda rozdzielania jednorodnych mieszanin, w tym przypadku z roztworu uwalnia się stała rozpuszczalna substancja, po podgrzaniu woda odparowuje i pozostają stałe kryształy.
Destylacja (łac. „Spadanie”) – Jest to metoda rozdzielania mieszanin jednorodnych, polegająca na rozdzielaniu mieszanin ciekłych na frakcje różniące się składem. Odbywa się to poprzez częściowe odparowanie cieczy, a następnie kondensację pary. Frakcję destylowaną (destylat) wzbogaca się w substancje stosunkowo bardziej lotne (niskowrzące), a ciecz niedestylowana (pozostałość po destylacji) w substancje stosunkowo mniej lotne (wysokowrzące).
W laboratorium destylację przeprowadza się na specjalnej instalacji (ryc. 6). Kiedy ogrzewa się mieszaninę cieczy, najpierw wrze substancja o najniższej temperaturze wrzenia. Jego para opuszcza naczynie, schładza się, skrapla1, a powstała ciecz wpływa do odbiornika. Kiedy tej substancji nie będzie już w mieszaninie, temperatura zacznie rosnąć, a z biegiem czasu zagotuje się kolejny płynny składnik. W naczyniu pozostają nielotne ciecze.
Ryż. 6. Laboratoryjna instalacja do destylacji: a - konwencjonalna; b - uproszczone
1 - mieszanina cieczy o różnych temperaturach wrzenia;
2 - termometr;
3 - chłodnica wody;
4 - odbiornik
Zastanów się, jak niektórzy metody rozdzielanie mieszanin.
Proces filtrowania leży u podstaw działania respiratora, urządzenia chroniącego płuca osoby pracującej w mocno zapylonym środowisku. Respirator posiada filtry zapobiegające przedostawaniu się kurzu do płuc (ryc. 7). Najprostszym respiratorem jest bandaż wykonany z kilku warstw gazy. W odkurzaczu znajduje się także filtr odsysający kurz z powietrza.
Ryż. 7. Pracownik w respiratorze
Wyciągnij wniosek, jakimi metodami można rozdzielić mieszaninę substancji rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych w wodzie.
Mieszaniny można rozdzielać na różne sposoby, z których najczęstsze to osadzanie, filtrowanie i odparowywanie.
Utknięcie. Mieszaniny rozdziela się przez osadzanie, których składniki można łatwo oddzielić, na przykład mieszaninę skrobi i wody (ryc. 25, a).
Krótko po przygotowaniu mieszaniny widzimy, że skrobia osiada na dnie (ryc. 25, b), ponieważ jest nierozpuszczalna i cięższa od wody. Nad skrobią znajduje się warstwa wody. Na ryc. 25c pokazuje, jak tę mieszaninę rozdziela się przez ostrożne spuszczanie wody.
Nie nastąpi jednak całkowite oddzielenie składników mieszaniny przez osadzanie. Część wody pozostaje ze skrobią lub część skrobi oddziela się od mieszaniny wraz z wodą.
Rozdzielmy mieszaninę oleju roślinnego i wody (ryc. 26). Do separacji wykorzystujemy sprzęt laboratoryjny zwany rozdzielaczem. Podobnie jak w pierwszym przypadku substancje te nie rozpuszczają się w sobie, ale olej roślinny jest lżejszy od wody.
Mieszaninę umieszcza się w rozdzielaczu. Wkrótce na powierzchni wody pojawi się warstwa oleju roślinnego. Linia podziału pomiędzy obiema cieczami jest wyraźnie widoczna. Przekręcając kran, w lejku otwiera się otwór, przez który do szklanki wlewa się wodę. Po wylaniu wody kran zostaje zamknięty. Przez górny otwór lejka olej roślinny wlewa się do osobnej miski.
utknięcie - jeden ze sposobów rozdzielania mieszanin. Składniki mieszaniny rozdzielają się w wyniku osiadania, dzięki czemu można je łatwo rozdzielić.
Filtrowanie. Aby oddzielić w niej mieszaninę cieczy i nierozpuszczalnego ciała stałego, lepiej zastosować metodę filtracji.
Do filtrowania będziesz potrzebować dodatkowego sprzętu - zwykłego lejka, filtra, szklanego pręta. Filtry to materiały o małej gęstości i porowatości, przez które przenika ciecz, ale nie przenikają do niej cząstki stałego składnika mieszaniny. Takie właściwości ma papier, tkanina, warstwa piasku, wata.
Filtrowanie - jest to sposób na rozdzielenie mieszaniny poprzez przepuszczenie jej przez filtry, które zatrzymują cząstki jednego z jej składników.
Na ryc. 27 pokazuje, jak oddzielić mieszaninę opiłków żelaza i wody przez filtrację. Mieszankę wody i trocin ostrożnie wlewa się na filtr przez szklany pręt przymocowany z boku lejka, jak pokazano na rysunku. Woda szybko przenika przez pory filtra i wpływa do odbiornika. Widzimy, jak przezroczysta czysta woda wpływa do naczynia odbiorczego. Rozmiary opiłek żelaza są większe niż pory filtra, dlatego osiadają na nim.
Podobnie jak w dwóch poprzednich doświadczeniach mieszaniny rozdzielono, gdyż jeden składnik mieszaniny nie rozpuścił się w drugim.
Odparowanie. W przyrodzie i życiu codziennym istnieje wiele mieszanin, w których cząsteczki substancji są tak wymieszane i mają tak małe rozmiary, że nie można ich rozdzielić przez osadzanie lub filtrowanie. Przykładowo mieszanina wody i soli kuchennej przechodzi przez filtr w całości i żaden z jej składników nie pozostaje na filtrze. Jak rozdzielić tę mieszaninę? W tym przypadku stosuje się inną metodę - odparowanie.
Odparowanie polega na usunięciu przez ogrzewanie ciekłego składnika mieszaniny.
Na ryc. 28, A pokazuje wytwarzanie mieszaniny gotowanej soli i wody, a także jej rozdzielanie przez odparowanie. materiał ze strony
Podczas parowania woda odparowuje i zamienia się w parę wodną (ryc. 28, B). Na dnie naczynia, w którym nastąpiło odparowanie, pozostaje substancja stała – sól kuchenna (ryc. 28, c).
Oprócz tych omówionych, istnieją inne sposoby rozdzielania mieszanin. Na przykład właściwość przyciągania substancji przez magnes. Tę metodę rozdzielania mieszanin można zastosować, jeśli jedna z substancji reaguje na działanie magnesu, a druga nie.
Namagnesowanie jest charakterystyczne dla żelaza i nie występuje w siarce. Jeśli do mieszaniny tych substancji doprowadzony zostanie magnes (można to zrobić za pomocą cienkiej kartki papieru), wówczas mieszanina rozdzieli się, opiłki żelaza zostaną przyciągnięte do magnesu, po czym można je łatwo oczyścić.
Za pomocą dużych magnesów w zakładach zajmujących się obróbką metali złom żelazny oddziela się od innych składników.
Nie znalazłeś tego, czego szukałeś? Skorzystaj z wyszukiwania
Na tej stronie materiały na tematy:
- sposoby rozdzielania mieszanin
- metody rozdzielania mieszanin streszczenie
1. Uzupełnij luki w tekście, używając słów „składniki”, „różnice”, „dwa”, „fizyczne”.
Mieszankę można przygotować mieszając co najmniej dwie substancje. Mieszaniny można rozdzielić na poszczególne składniki metodami fizycznymi bazującymi na różnicach właściwości fizyczne składniki.
2. Uzupełnij zdania.
a) Metoda rozliczania opiera się na Dzięki temu, że cząstki stałe są wystarczająco duże, szybko osiadają na dnie, a ciecz można ostrożnie odsączyć z osadu.
b) Metoda wirowania opiera się na działanie siły odśrodkowej - cząstki cięższe osiadają, a lżejsze znajdują się na górze.
c) Metoda filtrowania opiera się na przepuszczenie roztworu substancji stałej przez filtr, w którym cząstki stałe zostają zatrzymane na filtrze.
3. Wstaw brakujące słowo:
a) mąka i cukier granulowany - sito; opiłki siarki i żelaza - magnes.
b) woda i olej słonecznikowy – rozdzielacz; woda i piasek rzeczny - filtr.
c) powietrze i kurz – respirator; powietrze i trujący gaz - absorbent.
4. Zrób listę wymaganego sprzętu filtrującego.
a) filtr papierowy
b) szklankę z roztworem
c) lejek szklany
d) czyste szkło
e) pręt szklany
f) statyw ze stopką
5. Doświadczenie laboratoryjne. Produkcja filtrów zwykłych i składanych z bibuły filtracyjnej lub serwetki papierowej.
Jak myślisz, przez który filtr szybciej przejdzie roztwór – zwykły czy plisowany? Dlaczego?
Dzięki plisowaniu - powierzchnia styku filtracji jest większa niż w przypadku konwencjonalnego filtra.
6. Zaproponować metody rozdzielania mieszanin wskazanych w tabeli 16.
Sposoby rozdzielania niektórych mieszanin
7. Doświadczenia domowe. Adsorpcja barwników Pepsi-Coli przez węgiel aktywowany.
Odczynniki i sprzęt: napój gazowany, węgiel aktywny; rondelek, lejek, bibuła filtracyjna, kuchenka elektryczna (gazowa).
Postęp. Do rondla wlać pół szklanki (100 ml) napoju gazowanego. Dodaj 5 tabletek węgla aktywowanego w to samo miejsce. Rozgrzej patelnię na kuchence przez 10 minut. Przefiltruj węgiel. Wyjaśnij wyniki eksperymentu.
Roztwór stał się bezbarwny w wyniku absorpcji substancji barwiących przez węgiel aktywowany.
8. Doświadczenia domowe. Adsorpcja zapachowych oparów przez paluszki kukurydziane.
Odczynniki i sprzęt: paluszki kukurydziane, perfumy lub woda kolońska; 2 identyczne szklane słoiki z pokrywkami.
Postęp. Umieść kroplę perfum w dwóch szklanych słoiczkach. Do jednego ze słoików włóż 4-5 paluszków kukurydzianych. Zamknij oba słoiki pokrywkami. Wstrząśnij lekko słojem zawierającym paluszki kukurydziane. Po co?
Aby zwiększyć szybkość adsorpcji.
Otwórz oba banki. Wyjaśnij wyniki eksperymentu.
W słoiku, w którym znajdowały się paluszki kukurydziane, nie ma zapachu, ponieważ pochłonęły one zapach perfum.
