Ons hele leven is letterlijk gebouwd op het werk van verschillende chemicaliën. We ademen lucht in, die veel verschillende gassen bevat. De output is koolstofdioxide, dat vervolgens door planten wordt verwerkt. We drinken water of melk, wat een mengsel is van water met andere componenten (vet, minerale zouten, eiwitten, enzovoort).
Een banale appel is een heel complex van complexe chemicaliën die met elkaar en met ons lichaam in wisselwerking staan. Zodra er iets in onze maag komt, beginnen de stoffen in het door ons geabsorbeerde product te interageren met maagsap. Absoluut elk object: een persoon, een groente, een dier is een verzameling deeltjes en stoffen. Deze laatste zijn onderverdeeld in twee verschillende soorten: zuivere stoffen en mengsels. In dit materiaal zullen we uitzoeken welke stoffen puur zijn en welke tot de categorie mengsels behoren. Overweeg methoden om mengsels te scheiden. En kijk ook naar typische voorbeelden van zuivere stoffen.
Pure stoffen
Dus in de scheikunde zijn zuivere stoffen die stoffen die altijd maar uit één soort deeltjes bestaan. En dit is de eerste belangrijke eigenschap. Een zuivere stof is bijvoorbeeld water, dat bestaat uit:uitsluitend van watermoleculen (dat wil zeggen, hun eigen). Ook heeft een zuivere stof altijd een constante samenstelling. Elk watermolecuul bestaat dus uit twee waterstofatomen en één zuurstofatoom.
De eigenschappen van zuivere stoffen zijn, in tegenstelling tot mengsels, permanent en veranderen wanneer onzuiverheden verschijnen. Alleen gedestilleerd water heeft een kookpunt, terwijl zeewater kookt op een hogere temperatuur. Houd er rekening mee dat elke zuivere stof niet absoluut zuiver is, omdat zelfs puur aluminium een onzuiverheid in de samenstelling heeft, hoewel het een aandeel van 0,001% heeft. De vraag rijst, hoe de massa van een zuivere stof te vinden? De formule voor het berekenen is als volgt - m (massa) van een zuivere stof \u003d W (concentratie) van een zuivere stofmengsel / 100%.
Er is ook zo'n soort pure stoffen als ultrazuivere stoffen (ultrazuiver, zeer zuiver). Dergelijke stoffen worden gebruikt bij de productie van halfgeleiders in verschillende meet- en computerapparatuur, kernenergie en in vele andere professionele gebieden.
Voorbeelden van zuivere stoffen
We hebben al ontdekt dat een zuivere stof iets is dat elementen van dezelfde soort bevat. Sneeuw is een goed voorbeeld van een zuivere stof. In feite is dit hetzelfde water, maar in tegenstelling tot het water dat we dagelijks tegenkomen, is dit water veel schoner en bevat het geen onzuiverheden. Diamant is ook een pure stof, omdat het alleen koolstof bevat zonder onzuiverheden. Hetzelfde geldt voor bergkristal. Op deDagelijks worden we geconfronteerd met een ander voorbeeld van een zuivere stof: geraffineerde suiker, die alleen sucrose bevat.
Mixen
We hebben al gekeken naar pure stoffen en voorbeelden van pure stoffen, laten we nu verder gaan met een andere categorie stoffen - mengsels. Een mengsel is wanneer verschillende stoffen met elkaar worden gemengd. We komen voortdurend mengsels tegen, zelfs in het dagelijks leven. Dezelfde thee- of zeepoplossing zijn mengsels die we dagelijks gebruiken. Mengsels kunnen door de mens worden gemaakt, of ze kunnen natuurlijk zijn. Ze bevinden zich in vaste, vloeibare en gasvormige toestanden. Zoals hierboven vermeld, is dezelfde thee een mengsel van water, suiker en thee. Dit is een voorbeeld van een door de mens gemaakt mengsel. Melk is een natuurlijk mengsel, zoals het lijkt zonder menselijke tussenkomst in het ontwikkelingsproces en bevat veel verschillende componenten.
Door de mens gecreëerde mengsels zijn bijna altijd duurzaam en natuurlijke mengsels onder invloed van warmte beginnen uiteen te vallen in afzonderlijke deeltjes (melk wordt bijvoorbeeld zuur na een paar dagen). Mengsels zijn ook onderverdeeld in heterogeen en homogeen. Heterogene mengsels zijn heterogeen en hun componenten zijn zichtbaar voor het blote oog en onder een microscoop. Dergelijke mengsels worden suspensies genoemd, die op hun beurt zijn onderverdeeld in suspensies (een stof in vaste toestand en een stof in vloeibare toestand) en emulsies (twee stoffen in vloeibare toestand). Homogene mengsels zijn homogeen en hun afzonderlijke componenten kunnen niet worden overwogen. Ze worden ook oplossingen genoemd (het kunnen stoffen zijn in gasvormige,vloeibare of vaste toestand).
Kenmerken van mengsel en zuivere stoffen
Voor het gemak van waarneming wordt de informatie gepresenteerd in de vorm van een tabel.
| Vergelijkend teken | Pure stoffen | Mixen |
| Samenstelling van stoffen | Houd de compositie constant | Heb een variabele samenstelling |
| Soorten stoffen | Bevat één stof | Verschillende stoffen opnemen |
| Fysieke eigenschappen | Behoud constante fysieke eigenschappen | Hebben onstabiele fysieke eigenschappen |
| Verandering in de energie van materie | Verandert wanneer energie wordt opgewekt | Geen verandering |
Methoden voor het verkrijgen van zuivere stoffen
In de natuur komen veel stoffen voor als mengsels. Ze worden gebruikt in de farmacologie, industriële productie.
Om zuivere stoffen te verkrijgen, worden verschillende scheidingsmethoden gebruikt. Heterogene mengsels worden gescheiden door bezinken en filtreren. Homogene mengsels worden gescheiden door verdamping en destillatie. Overweeg elke methode afzonderlijk.
Beslechten
Deze methode wordt gebruikt om suspensies, zoals een mengsel van rivierzand en water, te scheiden. Het belangrijkste principe waarop het bezinkingsproces is gebaseerd, is het verschil in de dichtheid daarvanstoffen te scheiden. Bijvoorbeeld een zware stof en water. Welke zuivere stof is zwaarder dan water? Dit is bijvoorbeeld zand dat door zijn massa naar de bodem zal gaan zakken. Verschillende emulsies worden op dezelfde manier gescheiden. Plantaardige olie of olie kan bijvoorbeeld worden gescheiden van water. Deze stoffen vormen tijdens het scheidingsproces een kleine film op het wateroppervlak. Onder laboratoriumomstandigheden wordt hetzelfde proces uitgevoerd met behulp van een scheitrechter. Deze methode om mengsels te scheiden werkt ook in de natuur (zonder menselijke tussenkomst). Bijvoorbeeld afzetting van roet uit rook en bezinking van room in melk.
Filteren
Deze methode is geschikt voor het verkrijgen van zuivere stoffen uit heterogene mengsels, bijvoorbeeld uit een mengsel van water en keukenzout. Dus, hoe werkt filtratie tijdens het scheiden van de deeltjes van een mengsel? Het komt erop neer dat stoffen verschillende oplosbaarheidsniveaus en deeltjesgroottes hebben.
Het filter is zo ontworpen dat alleen deeltjes met dezelfde oplosbaarheid of dezelfde grootte er doorheen kunnen. Grotere en andere ongeschikte deeltjes zullen niet door het filter kunnen en worden afgezeefd. De rol van filters kan niet alleen worden gespeeld door gespecialiseerde apparaten en oplossingen in het laboratorium, maar ook door bekende dingen zoals watten, kolen, gebakken klei, geperst glas en andere poreuze objecten. Filters worden in het echte leven veel vaker gebruikt dan je zou denken.
Volgens dit principe werkt de bekende stofzuiger voor ons allemaal, die grote scheidtvuildeeltjes en zuigt behendig kleine op die het mechanisme niet kunnen beschadigen. Als je ziek bent, draag je een gaasverband dat bacteriën kan verwijderen. Werknemers wiens beroep wordt geassocieerd met de verspreiding van gevaarlijke gassen en stof, dragen ademhalingsmaskers om hen tegen vergiftiging te beschermen.
Invloed van magneet en water
Op deze manier kun je het mengsel van ijzerpoeder en zwavel scheiden. Het scheidingsprincipe is gebaseerd op het effect van een magneet op ijzer. De ijzerdeeltjes worden aangetrokken door de magneet, terwijl de zwavel op zijn plaats blijft. Dezelfde methode kan worden gebruikt om andere metalen onderdelen te scheiden van een massa van verschillende materialen.
Als zwavelpoeder gemengd met ijzerpoeder in water wordt gegoten, zullen niet-bevochtigbare zwaveldeeltjes naar het wateroppervlak drijven, terwijl zwaar ijzer onmiddellijk naar de bodem zal vallen.
Verdamping en kristallisatie
Deze methode werkt met homogene mengsels zoals een oplossing van zout in water. Het werkt in natuurlijke processen en laboratoriumomstandigheden. Sommige meren verdampen bijvoorbeeld wanneer ze worden verwarmd en keukenzout blijft op zijn plaats. Vanuit het oogpunt van chemie is dit proces gebaseerd op het feit dat het verschil tussen het kookpunt van twee stoffen niet toestaat dat ze tegelijkertijd verdampen. Het vernietigde water zal in stoom veranderen en het resterende zout blijft in zijn normale staat.
Als de te extraheren stof (bijvoorbeeld suiker) bij verhitting smelt, verdampt het water niet volledig. Het mengsel wordt eerst verwarmd en vervolgens wordt het resulterende gemodificeerdehet mengsel wordt aangedrongen zodat de suikerdeeltjes naar de bodem zakken. Soms is er een moeilijkere taak - het scheiden van een stof met een hoger kookpunt. Bijvoorbeeld het scheiden van water van zout. In dit geval moet de verdampte stof worden opgevangen, gekoeld en gecondenseerd. Deze methode voor het scheiden van homogene mengsels wordt destillatie (of gewoon destillatie) genoemd. Er zijn speciale apparaten die water destilleren. Dergelijk water (gedestilleerd) wordt actief gebruikt in de farmacologie of in koelsystemen voor auto's. Natuurlijk gebruiken mensen dezelfde methode om alcohol te distilleren.
Chromatografie
De laatste scheidingsmethode is chromatografie. Het is gebaseerd op het feit dat sommige stoffen de neiging hebben om andere componenten van stoffen op te nemen. Het werkt zo. Als je een stuk papier of stof neemt waarop iets met inkt is geschreven en een deel ervan onderdompelt in water, zul je het volgende opmerken: het water begint door het papier of de stof te worden geabsorbeerd en kruipt omhoog, maar de kleurstof de zaak blijft een beetje achter. Met behulp van deze techniek was de wetenschapper M. S. Tsvet in staat om chlorofyl (een stof die planten groene kleur geeft) te scheiden van de groene delen van de plant.
