فصل الخلائط في الحياة اليومية. مواد وخلائط نقية. طرق فصل المخاليط. قائمة الأدب المستخدم

تحتوي مادة الدرس على معلومات حول طرق مختلفة لفصل الخلائط وتنقية المواد. سوف تتعلم كيفية استخدام معرفة الاختلافات في خصائص مكونات الخليط لتحديد الطريقة المثلى لفصل خليط معين.

الموضوع: الأفكار الكيميائية الأولية

الدرس: طرق فصل المخاليط وتنقية المواد

دعونا نحدد الفرق بين "طرق فصل المخاليط" و "طرق تنقية المواد". في الحالة الأولى ، من المهم الحصول بشكل نقي على جميع المكونات التي يتكون منها الخليط. عند تنقية مادة ما ، عادة ما يتم إهمال الحصول على شوائب في صورة نقية.

مستعمرة

كيف تفصل بين خليط من الرمل والطين؟ هذه إحدى مراحل إنتاج السيراميك (على سبيل المثال ، إنتاج الطوب). لفصل مثل هذا الخليط ، يتم استخدام طريقة الترسيب. يوضع الخليط في الماء ويقلب. يستقر الطين والرمل في الماء بمعدلات مختلفة. لذلك ، سوف يستقر الرمل أسرع بكثير من الطين (الشكل 1).

أرز. 1. فصل خليط الطين والرمل عن طريق الترسيب

تُستخدم طريقة الترسيب أيضًا لفصل مخاليط المواد الصلبة غير القابلة للذوبان في الماء بكثافات مختلفة. على سبيل المثال ، يمكن فصل خليط من الحديد ونشارة الخشب بهذه الطريقة (سوف تطفو نشارة الخشب في الماء ، بينما يستقر الحديد).

يمكن أيضًا فصل خليط من الزيت النباتي والماء عن طريق الترسيب ، لأن الزيت لا يذوب في الماء وله كثافة أقل (الشكل 2). وبالتالي ، من خلال الاستقرار ، يمكن فصل مخاليط السوائل غير القابلة للذوبان في بعضها بكثافات مختلفة.

أرز. 2. فصل خليط الزيت النباتي والماء عن طريق الترسيب

لفصل خليط من ملح الطعام ورمل النهر ، يمكنك استخدام طريقة الترسيب (عند مزجه مع الماء ، يذوب الملح ، وتستقر الرمال) ، ولكن سيكون من الأفضل فصل الرمل عن محلول الملح بآخر. طريقة - طريقة الترشيح.

يمكن إجراء ترشيح هذا الخليط باستخدام مرشح ورقي وقمع يتم إنزاله في كوب. تبقى حبات الرمل على ورق الترشيح ، ويمر محلول واضح من ملح الطعام عبر الفلتر. في هذه الحالة ، يكون رمل النهر هو الرواسب ، ومحلول الملح هو العصارة (الشكل 3).

أرز. 3. استخدام طريقة الترشيح لفصل رمال الأنهار عن محلول الملح

يمكن إجراء الترشيح ليس فقط باستخدام ورق الترشيح ، ولكن أيضًا باستخدام مواد مسامية أو فضفاضة. على سبيل المثال ، تشتمل المواد السائبة على رمل الكوارتز ، وتشمل المواد المسامية الصوف الزجاجي والطين المخبوز.

يمكن فصل بعض المخاليط باستخدام طريقة "الترشيح الساخن". على سبيل المثال ، خليط من مساحيق الكبريت والحديد. يذوب الحديد عند درجة حرارة تزيد عن 1500 درجة مئوية ويذوب الكبريت حوالي 120 درجة مئوية ويمكن فصل الكبريت المنصهر عن مسحوق الحديد باستخدام الصوف الزجاجي الساخن.

يمكن عزل الملح عن المرشح عن طريق التبخر ، أي سخني المزيج وسيتبخر الماء وسيبقى الملح على الكوب الخزفي. يستخدم التبخر ، وهو التبخر الجزئي للماء ، في بعض الأحيان. نتيجة لذلك ، يتم تكوين محلول أكثر تركيزًا ، وعند التبريد يتم إطلاق المذاب في شكل بلورات.

إذا كانت هناك مادة قادرة على المغنطة موجودة في الخليط ، فمن السهل عزلها في شكلها النقي باستخدام المغناطيس. على سبيل المثال ، يمكن فصل خليط من مساحيق الكبريت والحديد بهذه الطريقة.

يمكن فصل نفس الخليط بطريقة أخرى ، باستخدام معرفة قابلية مكونات الخليط بالماء. الحديد مبلل بالماء ، أي ينتشر الماء على سطح المكواة. الكبريت لا يبلل بالماء. إذا وضعت قطعة من الكبريت في الماء ، فسوف تغرق ، لأن. كثافة الكبريت أكبر من كثافة الماء. لكن مسحوق الكبريت سيظهر لأن. تلتصق فقاعات الهواء بحبيبات الكبريت غير المبللة بالماء وتدفعها إلى السطح. لفصل الخليط ، تحتاج إلى وضعه في الماء. سوف يطفو مسحوق الكبريت ويغرق الحديد (الشكل 4).

أرز. 4. فصل خليط من مسحوق الكبريت والحديد بالتعويم

طريقة فصل المخاليط على أساس الاختلاف في قابلية البلل للمكونات تسمى التعويم (الطفو الفرنسي - الطفو). ضع في اعتبارك عدة طرق أخرى لفصل وتنقية المواد.

يعد التقطير (أو التقطير) من أقدم طرق فصل المخاليط. باستخدام هذه الطريقة ، من الممكن فصل المكونات القابلة للذوبان في بعضها البعض ولها نقاط غليان مختلفة. هذه هي الطريقة التي يتم بها الحصول على الماء المقطر. يتم غلي الماء مع الشوائب في وعاء واحد. يتكثف بخار الماء الناتج عند التبريد في وعاء آخر على شكل ماء مقطر (نقي) بالفعل.

أرز. 5. الحصول على الماء المقطر

يمكن فصل المكونات ذات الخصائص المتشابهة باستخدام طريقة اللوني. تعتمد هذه الطريقة على الامتصاص المختلف للمواد المراد فصلها بواسطة سطح مادة أخرى.

على سبيل المثال ، يمكن فصل الحبر الأحمر إلى مكوناته (الماء والصبغة) عن طريق اللوني.

أرز. 6. فصل الحبر الأحمر عن طريق الكروماتوغرافيا الورقية

في المختبرات الكيميائية ، يتم إجراء الكروماتوغرافيا باستخدام أدوات خاصة - كروماتوغرافيا ، وأجزاؤها الرئيسية عبارة عن عمود كروماتوغرافي وكاشف.

يستخدم الامتزاز على نطاق واسع في الكيمياء لتنقية بعض المواد. إنه تراكم مادة على سطح مادة أخرى. تشمل المواد الماصة ، على سبيل المثال ، الكربون المنشط.

حاول إسقاط قرص الفحم المنشط في وعاء به ماء ملون ، ثم قلبه ، وفلتره ، وسترى أن المرشح أصبح عديم اللون. تجذب ذرات الكربون الجزيئات ، وفي هذه الحالة ، الصبغة.

حاليًا ، يستخدم الامتزاز على نطاق واسع لتنقية الماء والهواء. على سبيل المثال ، تحتوي فلاتر المياه على الكربون المنشط كمادة ماصة.

1. مجموعة من المهام والتمارين في الكيمياء: الصف الثامن: إلى الكتاب المدرسي من قبل P.A. Orzhekovsky وآخرون. "الكيمياء ، الصف الثامن" / P.A. Orzhekovsky، N.A. تيتوف ، ف. هيجل. - M: AST: Astrel ، 2006.

2. Ushakova O.V. كتاب الكيمياء: الصف الثامن: إلى الكتاب المدرسي بقلم أ. Orzhekovsky وآخرون "الكيمياء. الصف 8 "/ O.V. أوشاكوفا ، بي. بيسبالوف ، ب. أورزيكوفسكي. تحت. إد. الأستاذ. ب. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat، 2006. (ص 10-11)

3. الكيمياء: الصف الثامن: كتاب مدرسي. للعامة المؤسسات / P.A. Orzhekovsky ، L.M. ميشرياكوفا ، إل. بونتاك. M: AST: Astrel، 2005. (§4)

4. الكيمياء: inorg. الكيمياء: كتاب مدرسي. لمدة 8 خلايا. جنرال لواء المؤسسات / G.E. رودزيتس ، فوجيو فيلدمان. - م: التعليم ، JSC "الكتب المدرسية في موسكو" ، 2009. (§ 2)

5. موسوعة للأطفال. المجلد 17. الكيمياء / الفصل. حرره V.A. فولودين ، الرائد. علمي إد. أنا لينسون. - م: أفانتا + ، 2003.

موارد ويب إضافية

1. مجموعة واحدة من المصادر التعليمية الرقمية ().

2. النسخة الإلكترونية لمجلة "الكيمياء والحياة" ().

الواجب المنزلي

من الكتاب المدرسي P. Orzhekovsky وآخرون. "الكيمياء ، الصف الثامن" مع. 33 رقم 2،4،6 ، ت.

1. سد الفجوات في النص باستخدام الكلمات "المكونات" ، "الاختلافات" ، "اثنين" ، "المادية".

يمكن تحضير خليط بخلط مادتين على الأقل. يمكن فصل المخاليط إلى مكونات فردية باستخدام طرق فيزيائية تعتمد على الاختلافات في الخصائص الفيزيائية للمكونات.

2. أكمل الجمل.

أ) تعتمد طريقة التسوية علىحقيقة أن الجسيمات الصلبة كبيرة بما يكفي ، فإنها تستقر بسرعة في القاع ، ويمكن تصريف السائل بعناية من الرواسب.

ب) تعتمد طريقة الطرد المركزي علىتأثير قوة الطرد المركزي - تستقر الجسيمات الثقيلة ، وتوجد الجسيمات الخفيفة في الأعلى.

ج) تعتمد طريقة الترشيح علىتمرير محلول مادة صلبة من خلال مرشح ، حيث يتم الاحتفاظ بالجسيمات الصلبة على المرشح.

3. أدخل كلمة مفقودة:

أ) الدقيق والسكر الحبيبي - منخل ؛ برادة الكبريت والحديد - مغناطيس.

ب) الماء وزيت عباد الشمس - قمع فصل ؛ المياه ورمل الأنهار - مرشح.

ج) الهواء والغبار - جهاز التنفس الصناعي. الهواء والغازات السامة - ماصة.

4. قم بعمل قائمة بمعدات الترشيح المطلوبة.

أ) مرشح الورق
ب) كوب بمحلول
ج) قمع الزجاج
د) زجاج نظيف
ه) قضيب زجاجي
و) ترايبود مع القدم

5. الخبرة المعملية. تصنيع الفلاتر العادية والمطوية من ورق الترشيح أو المناديل الورقية.

ما رأيك ، من خلال أي مرشح سيمر المحلول بشكل أسرع - عادي أم مطوي؟ لماذا ا؟

من خلال الثني - تكون منطقة التلامس الخاصة بالترشيح أكبر من مساحة المرشح التقليدي.

6. اقتراح طرق لفصل الخلائط الموضحة في الجدول 16.

طرق فصل بعض المخاليط

7. تجربة المنزل. امتزاز صبغات البيبسي كولا بالفحم النشط.

الكواشف والمعدات:مشروب غازي ، كربون نشط ؛ قدر ، قمع ، ورق ترشيح ، موقد كهربائي (غازي).

تقدم.صب نصف كوب (100 مل) من المشروب الغازي في قدر. أضف 5 أقراص فحم منشط لنفس المكان. سخني المقلاة لمدة 10 دقائق على الموقد. تصفية الفحم. اشرح نتائج التجربة.

أصبح المحلول عديم اللون بسبب امتصاص مادة التلوين بالفحم المنشط.

8. تجربة المنزل. امتزاز الأبخرة المعطرة بواسطة أعواد الذرة.

الكواشف والمعدات: عصي الذرة أو العطور أو الكولونيا. 2 برطمانات زجاجية متطابقة مع أغطية.

تقدم.ضع قطرة من العطر في برطمان زجاجي. ضع 4-5 أعواد ذرة في إحدى البرطمانات. أغلق كلا البرطمانين بالأغطية. رجي البرطمان الذي يحتوي على أعواد الذرة قليلاً. لماذا؟

لزيادة معدل الامتزاز.

افتح كلا البنكين. اشرح نتائج التجربة.

لا توجد رائحة في البرطمان حيث كانت أعواد الذرة ، لأنها امتصت رائحة العطر.

الكتلة النظرية.

تم تعريف مفهوم "المزيج" في القرن السابع عشر. عالم إنجليزي روبرت بويل: "الخليط هو نظام متكامل يتكون من مكونات غير متجانسة."

الخصائص المقارنة لمزيج ومادة نقية

تختلف الخلائط عن بعضها البعض في المظهر.

يظهر تصنيف المخاليط في الجدول:

فيما يلي أمثلة على المعلقات (رمل النهر + الماء) والمستحلبات (زيت نباتي + ماء) والمحاليل (هواء في دورق ، ملح + ماء ، تغيير بسيط: ألومنيوم + نحاس أو نيكل + نحاس).

طرق فصل المخاليط

في الطبيعة ، توجد المواد في شكل مخاليط. للأبحاث المخبرية ، والإنتاج الصناعي ، ولاحتياجات الصيدلة والطب ، هناك حاجة إلى مواد نقية.

تستخدم طرق مختلفة لفصل المخاليط لتنقية المواد.

التبخر - فصل المواد الصلبة الذائبة في سائل عن طريق تحويلها إلى بخار.

التقطير-التقطير ، فصل المواد الموجودة في المخاليط السائلة حسب نقاط الغليان ، يليها تبريد البخار.

في الطبيعة ، الماء في شكله النقي (بدون أملاح) لا يحدث. تعتبر مياه المحيطات والبحر والأنهار والآبار والينابيع أنواعًا مختلفة من المحاليل الملحية في المياه. ومع ذلك ، غالبًا ما يحتاج الناس إلى مياه نظيفة لا تحتوي على أملاح (تستخدم في محركات السيارات ؛ في الإنتاج الكيميائي للحصول على محاليل ومواد مختلفة ؛ في صناعة الصور). يسمى هذا الماء المقطر ، وتسمى طريقة الحصول عليه بالتقطير.

الترشيح هو ترشيح السوائل (الغازات) من خلال مرشح لتنقيتها من الشوائب الصلبة.

تعتمد هذه الطرق على الاختلافات في الخصائص الفيزيائية لمكونات الخليط.

فكر في طرق للانفصال غير متجانسةومخاليط متجانسة.

طريقة خاصة لفصل المكونات ، بناءً على امتصاصها المختلف بواسطة مادة معينة ، هي كروماتوغرافيا.

باستخدام اللوني ، كان عالم النبات الروسي أول من عزل الكلوروفيل من الأجزاء الخضراء من النباتات. في الصناعة والمختبرات ، بدلاً من ورق الترشيح للكروماتوغرافيا ، يتم استخدام النشا والفحم والحجر الجيري وأكسيد الألومنيوم. هل المواد مطلوبة دائمًا بنفس درجة التطهير؟

لأغراض مختلفة ، هناك حاجة إلى مواد بدرجات مختلفة من التنقية. تتم تسوية مياه الطهي بدرجة كافية لإزالة الشوائب والكلور المستخدم في تطهيرها. يجب غلي ماء الشرب أولاً. وفي المعامل الكيميائية لتحضير المحاليل والتجارب ، في الطب ، هناك حاجة إلى الماء المقطر ، منقى قدر الإمكان من المواد المذابة فيه. المواد عالية النقاء ، محتوى الشوائب التي لا تتجاوز المليون في المئة ، تستخدم في الإلكترونيات وأشباه الموصلات والتكنولوجيا النووية وغيرها من الصناعات الدقيقة.

طرق التعبير عن تكوين المخاليط.

· الكسر الكتلي للمكون في الخليط- نسبة كتلة المكون إلى كتلة الخليط بأكمله. عادة يتم التعبير عن الكسر الكتلي في المائة ، ولكن ليس بالضرورة.

ω ["أوميغا"] = مكون / ملم مزيج

· جزء الخلد من مكون في الخليط- نسبة عدد المولات (كمية المادة) للمكون إلى إجمالي عدد مولات جميع المواد في الخليط. على سبيل المثال ، إذا كان الخليط يحتوي على مواد أ ، ب ، ج ، إذن:

χ ["تشي"] مكون A \ u003d n مكون A / (n (A) + n (B) + n (C))

· النسبة المولية للمكونات.في بعض الأحيان في مهام الخليط ، يشار إلى النسبة المولية لمكوناته. فمثلا:

المكون أ: المكون ب = 2: 3

· حجم جزء المكون في الخليط (للغازات فقط)- نسبة حجم المادة أ إلى الحجم الكلي لمزيج الغازات بأكمله.

φ ["phi"] = Vcomponent / Vmixture

كتلة الممارسة.

ضع في اعتبارك ثلاثة أمثلة على المشكلات التي تتفاعل معها مخاليط المعادن هيدروكلوريكحامض:

مثال 1عندما تعرض خليط من النحاس والحديد يزن 20 جرامًا إلى فائض من حمض الهيدروكلوريك ، تم إطلاق 5.6 لترات من الغاز (غير معروف). حدد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط.

في المثال الأول ، لا يتفاعل النحاس مع حمض الهيدروكلوريك ، أي أنه يتم إطلاق الهيدروجين عندما يتفاعل الحمض مع الحديد. وهكذا ، بمعرفة حجم الهيدروجين ، يمكننا إيجاد كمية الحديد وكتلته على الفور. وبالتالي ، الكسور الكتلية للمواد في الخليط.

حل مثال 1.

n \ u003d V / Vm \ u003d 5.6 / 22.4 \ u003d 0.25 مول.

2. وفقًا لمعادلة التفاعل:

3. كمية الحديد هي أيضا 0.25 مول. يمكنك العثور على كتلته:
mFe = 0.25 56 = 14 جم.

الإجابة: 70٪ حديد ، 30٪ نحاس.

مثال 2تحت تأثير فائض من حمض الهيدروكلوريك على خليط من الألومنيوم والحديد يزن 11 جم ، تم إطلاق 8.96 لترًا من الغاز (غير معروف). حدد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط.

في المثال الثاني ، يكون رد الفعل على حد سواءفلز. هنا ، يتم إطلاق الهيدروجين بالفعل من الحمض في كلا التفاعلين. لذلك ، لا يمكن استخدام الحساب المباشر هنا. في مثل هذه الحالات ، يكون الحل مناسبًا باستخدام نظام معادلات بسيط للغاية ، مع الأخذ في الاعتبار x - عدد مولات أحد المعادن ، وبالنسبة لـ y - كمية المادة الثانية.

حل المثال 2.

1. أوجد كمية الهيدروجين:
n \ u003d V / Vm = 8.96 / 22.4 = 0.4 مول.

2. دع كمية الألمنيوم تكون x مول ، والحديد y مول. ثم يمكننا التعبير عن كمية الهيدروجين المحررة بدلالة x و y:

4. نعرف الكمية الإجمالية للهيدروجين: 0.4 مول. وسائل،
1.5x + y = 0.4 (هذه هي المعادلة الأولى في النظام).

5. لخليط من المعادن ، تحتاج إلى التعبير الجماهيرمن خلال كميات المواد.
م = Mn
إذن كتلة الألمنيوم
مللي = 27x ،
كتلة الحديد
mFe = 56y ،
وكتلة الخليط كله
27x + 56y = 11 (هذه هي المعادلة الثانية في النظام).

6. إذن ، لدينا نظام من معادلتين:

7. حل مثل هذه الأنظمة أكثر ملاءمة عن طريق الطرح بضرب المعادلة الأولى في 18:
27 س + 18 ص = 7.2
وطرح المعادلة الأولى من الثانية:

8. (56-18) ص = 11 - 7.2
ص = 3.8 / 38 = 0.1 مول (Fe)
س = 0.2 مول (Al)

mFe = n M = 0.1 56 = 5.6 جم
مل = 0.2 27 = 5.4 جرام
ωFe = mFe / مم المزيج = 5.6 / 11 = 0.50.91٪) ،

على التوالى،
ωAl \ u003d 100٪ - 50.91٪ \ u003d 49.09٪

الإجابة: 50.91٪ حديد ، 49.09٪ ألومنيوم.

مثال 3تمت معالجة 16 جم من خليط من الزنك والألمنيوم والنحاس مع فائض من محلول حمض الهيدروكلوريك. في هذه الحالة ، تم إطلاق 5.6 لترات من الغاز (غير معروف) ولم يذوب 5 جم من المادة. حدد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط.

في المثال الثالث ، يتفاعل معدنان ، لكن المعدن الثالث (النحاس) لا يتفاعل. إذن ، باقي 5 جم هو كتلة النحاس. يمكن إيجاد كميات المعدنين المتبقيين - الزنك والألومنيوم (لاحظ أن كتلتهما الكلية هي 16-5 = 11 جم) باستخدام نظام المعادلات ، كما في المثال رقم 2.

الإجابة على المثال 3: 56.25٪ زنك ، 12.5٪ ألومنيوم ، 31.25٪ نحاس.

مثال 4تمت معالجة خليط من الحديد والألمنيوم والنحاس مع فائض من حامض الكبريتيك المركز على البارد. في نفس الوقت ، تم إذابة جزء من الخليط ، وتم إطلاق 5.6 لتر من الغاز (غير معروف). تمت معالجة الخليط المتبقي مع فائض من محلول هيدروكسيد الصوديوم. 3.36 لتر من الغاز المتطور وبقي 3 جم من المخلفات غير المذابة. تحديد كتلة وتكوين الخليط الأولي للمعادن.

في هذا المثال ، تذكر ذلك تتركز الباردةلا يتفاعل حمض الكبريتيك مع الحديد والألمنيوم (التخميل) ، ولكنه يتفاعل مع النحاس. في هذه الحالة ، يتم إطلاق أكسيد الكبريت (IV).
مع القلوياتيتفاعل الألمنيوم فقط- معدن مذبذب (بالإضافة إلى الألومنيوم والزنك والقصدير يذوب أيضًا في القلويات ، ولا يزال من الممكن إذابة البريليوم في القلويات المركزة على الساخن).

حل المثال 4.

1. النحاس فقط يتفاعل مع حامض الكبريتيك المركز ، عدد مولات الغاز:
nSO2 = V / Vm = 5.6 / 22.4 = 0.25 مول

2. (لا تنس أن مثل هذه التفاعلات يجب أن تكون معادلة باستخدام ميزان إلكتروني)

3. بما أن النسبة المولية للنحاس وثاني أكسيد الكبريت هي 1: 1 ، فإن النحاس هو أيضًا 0.25 مول. يمكنك إيجاد كتلة النحاس:
mCu \ u003d n M \ u003d 0.25 64 \ u003d 16 جم.

4. يتفاعل الألمنيوم مع محلول قلوي ، ويتكون مركب هيدروكسي من الألومنيوم وهيدروجين:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

5. عدد مولات الهيدروجين:
nH2 = 3.36 / 22.4 = 0.15 مول ،
النسبة المولية للألمنيوم والهيدروجين هي 2: 3 ، وبالتالي ،
nAl = 0.15 / 1.5 = 0.1 مول.
وزن الألمنيوم:
mAl \ u003d n M \ u003d 0.1 27 \ u003d 2.7 جم

6. الباقي من الحديد وزنه 3 جرام ويمكنك إيجاد كتلة الخليط:
mmix = 16 + 2.7 + 3 = 21.7 جم.

7. الكسور الكتلية للمعادن:

ωCu = mCu / ملم المزيج = 16 / 21.7 = 0.7.73٪)
ωAl = 2.7 / 21.7 = 0.1.44٪)
ωFe = 13.83٪

الإجابة: 73.73٪ نحاس ، 12.44٪ ألومنيوم ، 13.83٪ حديد.

مثال 5تمت إذابة 21.1 جم من خليط من الزنك والألمنيوم في 565 مل من محلول حمض النيتريك المحتوي على 20 وزنًا. ٪ HNO3 وبكثافة 1.115 جم / مل. بلغ حجم الغاز المنطلق ، وهو مادة بسيطة والمنتج الوحيد لتقليل حمض النيتريك ، 2.912 لتر (غير متوفر). حدد تركيبة المحلول الناتج في نسبة الكتلة. (RCTU)

يشير نص هذه المشكلة بوضوح إلى ناتج اختزال النيتروجين - "مادة بسيطة". بما أن حمض النيتريك لا ينتج الهيدروجين بالمعادن ، فهو نيتروجين. كلا المعدنين مذاب في الحمض.
لا تتطلب المشكلة تكوين الخليط الأولي للمعادن ، بل تتعلق بتكوين المحلول الذي تم الحصول عليه بعد التفاعلات. هذا يجعل المهمة أكثر صعوبة.

حل المثال 5.

1. تحديد كمية المادة الغازية:
nN2 = V / Vm = 2.912 / 22.4 = 0.13 مول.

2 - تحديد كتلة محلول حمض النيتريك ، وكتلة ومقدار مادة HNO3 المذابة:

msolution \ u003d ρ V \ u003d 1.115565 \ u003d 630.3 جم
mHNO3 = الحل = 0.2 630.3 = 126.06 جم
nHNO3 = م / م = 126.06 / 63 = 2 مول

يرجى ملاحظة أنه بما أن المعادن قد ذابت تمامًا ، فهذا يعني - فقط ما يكفي من الحمض(هذه المعادن لا تتفاعل مع الماء). وفقًا لذلك ، سيكون من الضروري التحقق هل هناك الكثير من الحمض؟وكم تبقى منه بعد التفاعل في المحلول الناتج.

3. تكوين معادلات التفاعل ( لا تنسى الميزان الإلكتروني) ولتيسير الحسابات ، نأخذ 5 أضعاف - كمية الزنك ، و 10 سنوات - كمية الألمنيوم. بعد ذلك ، وفقًا للمعاملات في المعادلات ، سيكون النيتروجين في التفاعل الأول x mol ، وفي الثاني - 3y mol:

5. بعد ذلك ، نظرًا لأن كتلة خليط المعادن هي 21.1 جم ، فإن كتلتها المولية 65 جم / مول للزنك و 27 جم / مول للألمنيوم ، نحصل على نظام المعادلات التالي:

6. من الملائم حل هذا النظام بضرب المعادلة الأولى في 90 وطرح المعادلة الأولى من الثانية.

7. x \ u003d 0.04 ، وهو ما يعني nZn \ u003d 0.04 5 \ u003d 0.2 mol
ص \ u003d 0.03 ، مما يعني أن nAl \ u003d 0.03 10 \ u003d 0.3 مول

8. افحص كتلة الخليط:
0.2 65 + 0.3 27 \ u003d 21.1 جم.

9. الآن دعنا ننتقل إلى تكوين الحل. سيكون من الملائم إعادة كتابة التفاعلات مرة أخرى وتدوين كميات جميع المواد المتفاعلة والمتشكلة (باستثناء الماء) على التفاعلات:

10. السؤال التالي هو: هل بقي حمض النيتريك في المحلول وكم بقي؟
وفقًا لمعادلات التفاعل ، كمية الحمض التي تفاعلت:
nHNO3 = 0.48 + 1.08 = 1.56 مول ،
أي كان الحامض زائدًا ويمكن حساب الباقي في المحلول:
nHNO3res. = 2 - 1.56 = 0.44 مول.

11. لذا ، في حل نهائييحتوي على:

نترات الزنك بمقدار 0.2 مول:
mZn (NO3) 2 = n M = 0.2 189 = 37.8 جم
نترات الألمنيوم بكمية 0.3 مول:
مل (NO3) 3 = ن M = 0.3213 = 63.9 جم
فائض حمض النيتريك بمقدار 0.44 مول:
mHNO3res. = ن م = 0.44 63 = 27.72 جرام

12. ما هي كتلة الحل النهائي؟
تذكر أن كتلة المحلول النهائي تتكون من المكونات التي مزجناها (المحاليل والمواد) مطروحًا منها نواتج التفاعل التي تركت المحلول (الرواسب والغازات):

13.
ثم لمهمتنا:

14. جديد المحلول \ ​​u003d كتلة المحلول الحمضي + كتلة السبائك المعدنية - كتلة النيتروجين
mN2 = n M = 28 (0.03 + 0.09) = 3.36 جرام
الجديد الحل \ u003d 630.3 + 21.1 - 3.36 = 648.04 جم

ωZn (NO3) 2 \ u003d mv-va / mr-ra \ u003d 37.8 / 648.04 = 0.0583
ωAl (NO3) 3 \ u003d mv-va / mr-ra \ u003d 63.9 / 648.04 = 0.0986
ωHNO3res. \ u003d mv-va / mr-ra \ u003d 27.72 / 648.04 \ u003d 0.0428

الإجابة: 5.83٪ نترات زنك ، 9.86٪ نترات ألمنيوم ، 4.28٪ نيتريك أسيد.

مثال 6عند معالجة 17.4 جم من خليط من النحاس والحديد والألمنيوم مع فائض من حمض النيتريك المركز ، تم إطلاق 4.48 لترًا من الغاز (غير معروف) ، وعندما تعرض هذا الخليط لنفس الكتلة من حمض الهيدروكلوريك الزائد ، 8.96 لتر من الغاز (غير مألوف). ش.). حدد تكوين الخليط الأولي. (RCTU)

عند حل هذه المشكلة ، يجب أن نتذكر ، أولاً ، أن حمض النيتريك المركز مع معدن غير نشط (النحاس) يعطي NO2 ، بينما لا يتفاعل معه الحديد والألمنيوم. من ناحية أخرى ، لا يتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع النحاس.

الإجابة على سبيل المثال 6: 36.8٪ نحاس ، 32.2٪ حديد ، 31٪ ألمنيوم.

مهام الحل المستقل.

1. مشاكل بسيطة مع مكونين للخليط.

1-1. تمت معالجة خليط من النحاس والألومنيوم يزن 20 جم بمحلول 96٪ من حمض النيتريك ، وتحرر 8.96 لترًا من الغاز (غير معروف). حدد الكسر الكتلي للألمنيوم في الخليط.

1-2. تمت معالجة خليط من النحاس والزنك بوزن 10 جم بمحلول قلوي مركّز. في هذه الحالة ، تم إطلاق 2.24 لترًا من الغاز (n. y.). احسب الكسر الكتلي للزنك في الخليط الأولي.

1-3. تمت معالجة خليط من أكسيد المغنيسيوم وأكسيد المغنيسيوم بوزن 6.4 جم بكمية كافية من حمض الكبريتيك المخفف. في الوقت نفسه ، تم إطلاق 2.24 لترًا من الغاز (غير معروف). أوجد الكسر الكتلي للمغنيسيوم في الخليط.

1-4. تمت إذابة خليط من أكسيد الزنك والزنك وزنه 3.08 جم في حمض الكبريتيك المخفف. تم الحصول على كبريتات الزنك التي تزن 6.44 جم ، احسب الكسر الكتلي للزنك في الخليط الأولي.

1-5. تحت تأثير خليط من مساحيق الحديد والزنك بوزن 9.3 جم على فائض من محلول كلوريد النحاس (II) ، تم تكوين 9.6 جم من النحاس. حدد تكوين الخليط الأولي.

1-6. ما كتلة محلول حمض الهيدروكلوريك بنسبة 20٪ التي ستكون مطلوبة لإذابة 20 جم من خليط الزنك مع أكسيد الزنك تمامًا ، إذا تم إطلاق الهيدروجين بمقدار 4.48 لترًا (غير متوفر)؟

1-7. عند إذابته في حمض النيتريك المخفف ، يطلق 3.04 جم من خليط من الحديد والنحاس أكسيد النيتريك (II) بحجم 0.896 لتر (n.a.). حدد تكوين الخليط الأولي.

1-8. عند إذابة 1.11 جم من خليط من برادة الحديد والألمنيوم في محلول حمض الهيدروكلوريك بنسبة 16٪ (ρ = 1.09 جم / مل) ، تم إطلاق 0.672 لترًا من الهيدروجين (غير متوفر). أوجد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط وحدد حجم حمض الهيدروكلوريك المستهلك.

2. المهام أكثر تعقيدًا.

2-1. تم تحميص خليط من الكالسيوم والألومنيوم وزنه 18.8 جم دون الوصول إلى الهواء مع زيادة مسحوق الجرافيت. تمت معالجة منتج التفاعل باستخدام حمض هيدروكلوريك مخفف ، وتحرر 11.2 لترًا من الغاز (غير معروف). حدد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط.

2-2. لإذابة 1.26 جم من سبيكة من المغنيسيوم مع الألومنيوم ، تم استخدام 35 مل من محلول حمض الكبريتيك بنسبة 19.6٪ (ρ = 1.1 جم / مل). تفاعل الحمض الزائد مع 28.6 مل من محلول كربونات هيدروجين البوتاسيوم 1.4 مول / لتر. حدد الكسور الكتلية للمعادن في السبيكة وحجم الغاز المنطلق أثناء انحلال السبيكة.

الملخص حسب التخصص:كيمياء

في الموضوع: طرق فصل المخاليط

ريغا - 2009

مقدمة …………………………………………………………………………………… .. الصفحة 3

أنواع المخاليط ……………………………………………………………………………… ص 4

طرق فصل المخاليط ……………………………………………………… .. الصفحة 6

الخلاصة …………………………………………………………………………………. الصفحة 11

قائمة المراجع…………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……… .. ص 12

مقدمة

في الطبيعة ، المواد في شكلها النقي نادرة جدًا. تتكون معظم الأشياء من حولنا من خليط من المواد. في المختبر الكيميائي ، يعمل الكيميائيون مع المواد النقية. إذا كانت المادة تحتوي على شوائب ، فيمكن لأي كيميائي أن يفصل المادة اللازمة للتجربة عن الشوائب. لدراسة خصائص المواد ، من الضروري تنقية هذه المادة ، أي تنقسم إلى أجزاء مكونة. يعتبر فصل الخليط عملية فيزيائية. تستخدم الطرق الفيزيائية لفصل المواد على نطاق واسع في المختبرات الكيميائية ، في إنتاج المنتجات الغذائية ، في إنتاج المعادن والمواد الأخرى.

أنواع المخاليط

لا توجد مواد نقية في الطبيعة. عند التفكير في الصخور والجرانيت ، فإننا مقتنعون بأنها تتكون من حبيبات وعروق بألوان مختلفة ؛ يحتوي الحليب على الدهون والبروتينات والماء. يحتوي النفط والغاز الطبيعي على مواد عضوية تسمى الهيدروكربونات ؛ يحتوي الهواء على غازات مختلفة ؛ المياه الطبيعية ليست مادة نقية كيميائيا. الخليط هو خليط من مادتين متباينتين أو أكثر.

يمكن تقسيم الخلطات إلى مجموعتين كبيرتين (ri

إذا كانت مكونات الخليط مرئية للعين المجردة ، فإن هذه الخلطات تسمى غير متجانسة.على سبيل المثال ، خليط من برادة الخشب والحديد ، خليط من الماء والزيت النباتي ، خليط من رمل النهر والمياه ، إلخ.

إذا كان لا يمكن تمييز مكونات الخليط بالعين المجردة ، فيتم استدعاء هذه الخلطات متجانس. تصنف المخاليط مثل الحليب والزيت ومحلول السكر في الماء وما إلى ذلك على أنها مخاليط متجانسة.

هناك مواد صلبة وسائلة وغازية. يمكن خلط المواد في أي حالة تجميع. تحدد حالة تجميع الخليط مادة متفوقة كميًا على الباقي.

تتشكل المخاليط غير المتجانسة من مواد ذات حالات تجميعية مختلفة ، عندما لا تذوب المواد بشكل متبادل وتختلط بشكل سيئ (الجدول 1)

تتشكل المخاليط المتجانسة عندما تذوب المواد جيدًا في بعضها البعض وتختلط جيدًا (الجدول 2).

عندما تتشكل المخاليط ، لا تحدث التحولات الكيميائية عادة ، وتحتفظ المواد الموجودة في الخليط بخصائصها. تستخدم الاختلافات في خصائص المواد لفصل المخاليط.

طرق فصل المخاليط

يمكن تقسيم المخاليط ، غير المتجانسة والمتجانسة ، إلى أجزاء مكونة ، أي للمواد النقية. المواد النقية هي مواد لا يمكن فصلها إلى مادتين أو أكثر باستخدام طرق فيزيائية ولا تغير خصائصها الفيزيائية. توجد طرق مختلفة لفصل المخاليط ؛ تستخدم طرق معينة لفصل المخاليط اعتمادًا على تركيبة الخليط.

1. تحري؛
2. ترشيح [عامة]
3. تسوية
4. صب
5. الطرد المركزي.
6. تبخر؛
7. تبخر؛
8. إعادة التبلور
9. التقطير (التقطير) ؛
10. تجميد
11. عمل المغناطيس
12. كروماتوغرافيا.
13. اِستِخلاص؛
14. الامتزاز.

دعنا نتعرف على عدد قليل منهم. وتجدر الإشارة هنا إلى أنه من الأسهل فصل المخاليط غير المتجانسة عن المخاليط المتجانسة ، وفيما يلي نقدم أمثلة على فصل المواد عن المخاليط المتجانسة وغير المتجانسة.

تحري.

لنتخيل أن حبيبات السكر دخلت الطحين. ربما تكون أسهل طريقة للانفصال هي تحري. بمساعدة منخل ، يمكنك بسهولة فصل جزيئات الدقيق الصغيرة عن بلورات السكر الكبيرة نسبيًا. في الزراعة ، يتم استخدام الغربلة لفصل بذور النباتات عن الحطام الأجنبي. في البناء ، يتم فصل الحصى عن الرمل بهذه الطريقة.

الترشيح

يتم فصل المكون الصلب للتعليق عن السائل الفلتره،باستخدام مرشحات ورقية أو قماشية ، صوف قطني ، طبقة رقيقة من الرمل الناعم. لنتخيل أننا حصلنا على خليط من ملح الطعام والرمل والطين. يجب فصل ملح الطعام عن الخليط. للقيام بذلك ، ضع الخليط في دورق مع الماء ورجه. يذوب ملح الطعام ويترسب في الرمل. لا يذوب الطين ولا يستقر في قاع الكوب ، لذلك يبقى الماء عكرًا. لإزالة جزيئات الطين غير القابلة للذوبان من المحلول ، يتم ترشيح الخليط. للقيام بذلك ، تحتاج إلى تجميع جهاز مرشح صغير من قمع زجاجي وورق ترشيح وحامل ثلاثي القوائم. يتم ترشيح محلول الملح. للقيام بذلك ، يتم سكب المحلول المرشح بعناية في قمع بفلتر مُحكم. تبقى جزيئات الرمل والطين على المرشح ، ويمر محلول ملح صافٍ عبر الفلتر. تستخدم إعادة التبلور لعزل الملح المذاب في الماء.

إعادة التبلور والتبخر

إعادة التبلورتسمى طريقة التنقية ، حيث تذوب المادة أولاً في الماء ، ثم يتبخر محلول المادة في الماء. نتيجة لذلك ، يتبخر الماء ، وتنطلق المادة على شكل بلورات.
دعنا نعطي مثالاً: مطلوب عزل ملح الطعام عن المحلول.
أعلاه ، نظرنا في مثال عندما كان من الضروري عزل ملح الطعام من خليط غير متجانس. الآن دعونا نفصل ملح الطعام عن خليط متجانس. يسمى المحلول الناتج عن الترشيح بالترشيح. يجب سكب المرشح في كوب خزفي. ضع الكوب مع المحلول على حلقة الحامل ثلاثي القوائم وقم بتسخين المحلول فوق شعلة المصباح الروحي. سيبدأ الماء في التبخر وسيقل حجم المحلول. تسمى هذه العملية تبخر.مع تبخر الماء ، يصبح المحلول أكثر تركيزًا. عندما يصل المحلول إلى حالة التشبع بملح المائدة ، ستظهر بلورات على جدران الكوب. في هذه المرحلة ، توقف عن التسخين وقم بتبريد المحلول. سوف يبرز ملح الطعام المبرد على شكل بلورات. إذا لزم الأمر ، يمكن فصل بلورات الملح عن المحلول بالترشيح. يجب عدم تبخير المحلول حتى يتبخر الماء تمامًا ، حيث يمكن أيضًا أن تترسب الشوائب الأخرى القابلة للذوبان في شكل بلورات وتلوث ملح الطعام.

الاستقرار والصب

يستخدم لعزل المواد غير القابلة للذوبان من السوائل. التمسك. إذا كانت الجسيمات الصلبة كبيرة بدرجة كافية ، فإنها تستقر بسرعة في القاع ، ويصبح السائل شفافًا. يمكن تصريفه بعناية من الرواسب ، وهذه العملية البسيطة لها أيضًا اسمها الخاص - صب. كلما كانت المواد الصلبة في السائل أصغر ، كلما طالت مدة استقرار الخليط. من الممكن الانفصال عن بعضهما عن طريق سائلين لا يختلطان مع بعضهما البعض.

الطرد المركزي

إذا كانت جزيئات خليط غير متجانس صغيرة جدًا ، فلا يمكن فصلها عن طريق الترسيب أو الترشيح. ومن أمثلة هذه المخاليط الحليب ومعجون الأسنان المذاب بالماء. هذه الخلائط مقسمة الطرد المركزي. توضع المخاليط المحتوية على مثل هذا السائل في أنابيب اختبار وتدور بسرعة عالية في أجهزة خاصة - أجهزة طرد مركزي. نتيجة للطرد المركزي ، "تضغط" الجسيمات الثقيلة على قاع الوعاء ، وتكون الرئتان في الأعلى. الحليب هو أصغر جزيئات الدهون الموزعة في محلول مائي للمواد الأخرى - السكريات والبروتينات. لفصل مثل هذا الخليط ، يتم استخدام جهاز طرد مركزي خاص يسمى الفاصل. عند فصل الحليب عن الدهون على السطح ، يسهل فصلها. ما تبقى هو ماء به مواد ذائبة - هذا حليب منزوع الدسم.

الامتزاز

في التكنولوجيا ، غالبًا ما تنشأ مشكلة تنظيف الغازات ، مثل الهواء ، من المكونات غير المرغوب فيها أو الضارة. العديد من المواد لها خاصية واحدة مثيرة للاهتمام - يمكنها "التشبث" بسطح المواد المسامية ، مثل الحديد بالمغناطيس. الامتزازتسمى قدرة بعض المواد الصلبة على امتصاص المواد الغازية أو المذابة على سطحها. المواد القادرة على الامتزاز تسمى الممتزات. الممتزات هي مواد صلبة يوجد فيها العديد من القنوات الداخلية ، والفراغات ، والمسام ، أي لديهم سطح ممتص إجمالي كبير جدًا. الممتزات عبارة عن كربون نشط وهلام سيليكا (في العلبة مع حذاء جديد يمكنك العثور على كيس صغير من البازلاء البيضاء - هذا هلام السيليكا) ، ورق الترشيح. المواد المختلفة "تلتصق" بسطح الممتزات بشكل مختلف: فبعضها يثبت على السطح بقوة ، والبعض الآخر أضعف. الكربون المنشط قادر على امتصاص ليس فقط الغازات ، ولكن أيضًا المواد المذابة في السوائل. في حالة التسمم ، يتم تناوله بحيث يتم امتصاص المواد السامة عليه.

التقطير (التقطير)

يتم فصل سائلين يتكونان من خليط متجانس ، مثل الكحول الإيثيلي والماء ، عن طريق التقطير أو التقطير. تعتمد هذه الطريقة على حقيقة أن السائل يتم تسخينه إلى درجة الغليان ويتم إزالة بخاره من خلال أنبوب مخرج الغاز إلى وعاء آخر. التبريد ، يتكثف البخار ، وتبقى الشوائب في دورق التقطير. يظهر جهاز التقطير في الشكل 2

يتم وضع السائل في دورق Wurtz (1) ، ويتم إغلاق عنق قارورة Wurtz بإحكام بسدادة مع إدخال مقياس حرارة فيه (2) ، بينما يجب أن يكون خزان الزئبق عند مستوى فتحة أنبوب المخرج. يتم إدخال نهاية أنبوب المخرج من خلال سدادة مثبتة بإحكام في ثلاجة Liebig (3) ، حيث يتم تثبيت اللوح (4) في الطرف الآخر. يتم إنزال النهاية الضيقة للإسفنج في المستقبل (5). يتم توصيل الطرف السفلي من غلاف الثلاجة بخرطوم مطاطي إلى صنبور الماء ، ومن الطرف العلوي يتم إجراء تصريف في الحوض. يجب دائمًا ملء غلاف الثلاجة بالماء. تم تثبيت قارورة ومكثف Wurtz في رفوف منفصلة. يُسكب السائل في القارورة من خلال قمع بأنبوب طويل ، يملأ دورق التقطير بثلثي حجمه. من أجل الغليان المنتظم ، يتم وضع عدة نقاط غليان في قاع القارورة - الشعيرات الدموية الزجاجية محكمة الغلق في أحد طرفيها. بعد إغلاق القارورة ، يتم توفير الماء للثلاجة ويتم تسخين السائل الموجود في الدورق. يمكن إجراء التسخين على موقد غاز أو موقد كهربائي أو ماء أو رمل أو حمام زيت - حسب درجة غليان السائل. لا ينبغي بأي حال تسخين السوائل القابلة للاشتعال والقابلة للاشتعال (الكحول ، الأثير ، الأسيتون ، إلخ) على نار مفتوحة لتجنب الحوادث: يجب استخدام الماء أو الحمام الآخر فقط. لا ينبغي تبخير السائل تمامًا: يجب أن يبقى 10-15٪ من الحجم الأولي المأخوذ في القارورة. يمكن سكب جزء جديد من السائل فقط عندما يبرد القارورة قليلاً.

تجميد

يتم فصل المواد بنقاط انصهار مختلفة بالطريقة تجميدتبريد المحلول. عن طريق التجميد ، يمكنك الحصول على مياه نظيفة جدًا في المنزل. للقيام بذلك ، اسكب ماء الصنبور في وعاء أو كوب وضعه في ثلاجة الثلاجة (أو أخرجه في البرد في الشتاء). بمجرد أن يتحول نصف الماء تقريبًا إلى ثلج ، يجب سكب الجزء غير المجمد منه ، حيث تتراكم الشوائب ، والسماح للثلج بالذوبان.

في الصناعة وفي ظروف المختبر ، يتم استخدام طرق لفصل المخاليط ، بناءً على الخصائص المختلفة الأخرى للأجزاء المكونة للخليط. على سبيل المثال ، يمكن عزل برادة الحديد من خليط مغناطيس. يتم استخدام قدرة المواد على الذوبان في المذيبات المختلفة في اِستِخلاص- طريقة لفصل المخاليط الصلبة أو السائلة بمعالجتها بمذيبات مختلفة. على سبيل المثال ، يمكن عزل اليود من محلول مائي بواسطة أي مذيب عضوي يذوب فيه اليود بشكل أفضل.

استنتاج

في الممارسة المختبرية وفي الحياة اليومية ، غالبًا ما يكون من الضروري عزل المكونات الفردية من خليط من المواد. لاحظ أن المخاليط تشتمل على مادتين أو أكثر ، مقسمة إلى مجموعتين كبيرتين: متجانسة وغير متجانسة. توجد طرق مختلفة لفصل المخاليط ، مثل الترشيح والتبخير والتقطير (التقطير) وغيرها. تعتمد طرق فصل المخاليط بشكل أساسي على نوع وتكوين الخليط.

قائمة الأدب المستخدم

1. S.Ozols، E.Lepiņš كيمياء للمدرسة الابتدائية.، 1996. ص 289

2. معلومات من الإنترنت

أهداف الدرس:

تعليمي - تهيئة الظروف للتعرف على مفهوم الخلائط المتجانسة وغير المتجانسة ، وهي مادة نقية لها خصائص ثابتة ، وتظهر اختلافها عن المخاليط. عرض تنوع طرق فصل المخاليط.

التعليمية - تهيئة الظروف لتكوين الاهتمام بالمعرفة والمهارات والتقييم المناسب لأنشطتهم. لمواصلة التثقيف البيئي واحترام البيئة.

التطوير - تهيئة الظروف لمواصلة تكوين مهارات الطلاب لصياغة صيغ المواد غير العضوية بالاسم واسم المواد بالصيغ ؛ الاستمرار في تطوير مهارات الطلاب للتعرف على فئات المركبات غير العضوية بواسطة الصيغ ؛ تنمية القدرة على التعرف على المواد النقية ومخاليط المواد ؛ تكوين القدرة على وضع خطة عمل لفصل مخاليط المواد ؛ تشكيل القدرة على فصل المخاليط عن طريق الترسيب ، والترشيح ، واستخدام المغناطيس ، والتبخر.

أهداف الطالب:

- معرفة مفهوم المادة النقية

- معرفة مفاهيم المخاليط غير المتجانسة والمتجانسة

- معرفة طرق فصل المخاليط: الترسيب ، الترشيح ، التبخر ، التقطير

معرفة طرق معالجة المياه الحديثة

كن قادرًا على فصل المخاليط عن طريق الترسيب ، والترشيح ، واستخدام المغناطيس ، والتبخير

خلال الفصول

1. لحظة تنظيمية

(تنظيم بداية الدرس)

التحية ، وخلق خلفية عاطفية مواتية ، والتحقق من الحاضرين ، والتحقق من الاستعداد للدرس.

2. مراجعة الواجب المنزلي (فحص الواجب المنزلي)

§ واحد

المهام 7-10

§ أربعة

3. تحديد الأهداف ، الدافع (رسالة الموضوع ، أهداف الدرس)

موضوع الدرس: المواد والخلائط النقية. طرق فصل المخاليط.

ما رأيك ، ما هي الأهداف التي يمكننا تحديدها لدرس اليوم؟

(أهداف للطالب)

نحن نعلم جيدا ما هي النقاء. غرفة نظيفة ، دفتر نظيف ، ملابس نظيفة ... وماذا يعني مفهوم المادة النقية؟ ما الفرق بين المادة النقية وخليط المواد؟

4. تفعيل المعارف والمهارات الأساسية

دعنا نتعرف على الأسئلة: ما يسمى مادة؟ (المادة هي ما يتكون منها الجسم المادي)

5. تعلم مواد جديدة (اكتساب معرفة وأساليب عمل جديدة)

مادة نقية.

تم تسخين الماء المقطر ومياه البحر إلى درجة الغليان في وعاءين. بعد فترة زمنية معينة ، تم قياس نقاط الغليان في هذه الأوعية). يناقش الطلاب نتائج التجربة. في حد ذاته ، تظهر مسألة السؤال - المشكلة ، والتي عبر عنها المعلم ، "لماذا لا تكون رزمة مياه البحر ثابتة على فترات مختلفة ، مقارنة بـ t بالات من الماء المقطر." يستنتج الطلاب أن ملوحة مياه البحر تؤثر على البالة بمساعدة المعلم ، يتم صياغة تعريف "المادة النقية هي مادة لها خصائص فيزيائية ثابتة (نقاط الغليان ، نقاط الانصهار ، الكثافة).

المخاليط وتصنيفها

يدعو المعلم الطلاب للنظر في الخلطات الموجودة على طاولة العرض. بعد ذلك ، يعرف الرجال الخليط على أنه مزيج من العديد من موادهم التي تلامس بعضها البعض بشكل مباشر. يضيف المعلم أنه لا توجد مواد نقية تمامًا في الطبيعة. تحدث المواد بشكل رئيسي في شكل مخاليط. يتحدث عن الهواء كمزيج يتكون من الغازات - النيتروجين والأكسجين والأرجون ، إلخ. تلوث الهواء: تؤدي التغييرات في محتوى الكبريت وثاني أكسيد الكبريت في الهواء إلى اصفرار أو تغير لون أوراق الشجر والتقزم. عند البشر ، يتسبب هذا الغاز في تهيج الجهاز التنفسي العلوي. تؤدي الزيادة في محتوى أول أكسيد الكربون في الهواء إلى انخفاض قدرة الهيموجلوبين في كرات الدم الحمراء على حمل الأكسجين ، مما يؤدي إلى تباطؤ ردود الفعل لدى الإنسان ، وضعف الإدراك ، ويظهر الصداع ، والنعاس ، والغثيان. يمكن أن يؤدي التعرض لكميات كبيرة من أول أكسيد الكربون إلى الإغماء والغيبوبة وحتى الموت.

هذا السائل المعكر هو خليط من الماء والطباشير. جزيئات الطباشير في الخليط مرئية للعين المجردة. ومع ذلك ، ليس من الممكن دائمًا تخمين وجود خليط أمامك في المظهر. على سبيل المثال ، يبدو الحليب متجانسًا بالنسبة لنا ، ولكن تحت المجهر يُلاحظ أنه يتكون من قطرات من الدهون وجزيئات بروتينية تطفو في المحلول. هل تعتقد أن مياه الأمطار مادة نقية؟ وماذا عن الهواء؟ أمامك كأسان بهما سائل صافٍ في أحدهما - ماء ، والآخر - محلول سكر في ماء. لا يمكن رؤية جزيئات السكر بالعين المجردة فحسب ، بل حتى باستخدام أقوى مجهر. وبالتالي ، فإن المخاليط مختلفة. إلى أي مجموعتين يمكن تقسيم الخلائط حسب مظهرها؟ (متجانسة وغير متجانسة). املأ الرسم التخطيطي في بطاقات العمل. ما تسمى المخاليط غير المتجانسة؟ (المخاليط غير المتجانسة هي تلك التي يمكن فيها رؤية جزيئات المواد التي يتكون منها الخليط بالعين المجردة أو بالمجهر.) ما هي الخلائط التي يمكن أن تسمى متجانسة؟ (المخاليط المتجانسة هي تلك التي يستحيل فيها ، حتى باستخدام المجهر ، اكتشاف جزيئات المواد الموجودة في الخليط).

متجانس - محاليل السكر في الماء ، كلوريد الصوديوم ، الهواء

غير متجانس - خليط من Fe + S ، NaCl والسكر ، طين بالماء

الاختبار الأساسي لفهم المعرفة الجديدة

يا رفاق ، هل نلتقي غالبًا بمواد نقية في الطبيعة؟ (لا ، مخاليط المواد أكثر شيوعًا).

الجرانيت أمامك. ما هو الخليط أو المادة النقية؟ (خليط).

كيف حزرت؟ (الجرانيت له هيكل حبيبي ، وجزيئات الكوارتز ، والميكا ، والفلسبار ملحوظة فيه).

الطرق الرئيسية لفصل الخليط.

تجربة توضيحية "فصل خليط الزيت النباتي والماء".

هنا خليط من الزيت النباتي والماء. حدد نوع الخليط. (غير متجانسة). قارن الخصائص الفيزيائية للزيت والماء. (هذه مواد سائلة غير قابلة للذوبان في بعضها ، ولها كثافة مختلفة). اقترح طريقة لفصل هذا الخليط. (اقتراحات للأطفال). هذه الطريقة تسمى الاستقرار. يتم تنفيذه باستخدام قمع الفصل. دعونا نملأ الجدول في بطاقات العمل "طرق فصل المخاليط غير المتجانسة".

تجربة توضيحية "فصل الخلائط".

خليط غير متجانس من الحديد والكبريت. يمكن فصل هذا الخليط عن طريق الترسيب ، مثل الكبريت والحديد مواد صلبة غير قابلة للذوبان في الماء. إذا صببت هذا المزيج في الماء ، فسوف يطفو الكبريت على السطح وسيغرق الحديد. أيضا ، يمكن فصل هذا الخليط باستخدام مغناطيس ، لأن. ينجذب الحديد بواسطة المغناطيس ، لكن الكبريت ليس كذلك.

خليط من الرمل والماء. هذا خليط غير متجانس. قمنا بفصلها عن طريق التصفية.

طرق مختلفة لفلترة الخلطات

يمكن إجراء الترشيح ليس فقط باستخدام مرشح ورقي. يمكن أيضًا استخدام مواد سائبة أو مسامية أخرى للترشيح. تشمل المواد السائبة المستخدمة في هذه الطريقة ، على سبيل المثال ، رمل الكوارتز. وللطين المسامي - المحروق والصوف الزجاجي. هناك أيضًا مفهوم طريقة "الترشيح الساخن". بهذه الطريقة ، يمكن فصل مخاليط المواد الصلبة بنقاط انصهار مختلفة.

محلول ملح في الماء. هذا خليط متجانس. فصلناه بالتبخر.

ولكن لا تزال هناك طرق لفصل الخلائط المتجانسة. واحد منهم هو اللوني.

تاريخ اكتشاف الكروماتوغرافيا

اقترح عالم النبات الروسي م. اللون (1872-1919). كان مهتمًا بمشكلة ما إذا كانت الصبغة الخضراء الطبيعية الكلوروفيل ، وهي جزء من أوراق النباتات ، هي مادة فردية أم مزيج من المواد؟ من أجل معرفة ذلك ، ملأ أنبوبًا زجاجيًا بالطباشير ، وسكب محلول الكلوروفيل من أحد طرفيه وغسله بمذيب. يتحرك الكلوروفيل على طول الأنبوب ، ويشكل عدة مناطق تختلف في اللون. نتيجة لذلك ، وجد العالم أن الكلوروفيل هو خليط من المواد. وأطلق على الطريقة المقترحة لفصل المخاليط كروماتوغرافيا. تعني حرفيا "الرسم الملون".

طريقة أخرى لفصل خليط متجانس هي التقطير أو التقطير.

تاريخ التقطير

التقطير في اللاتينية يعني "بالتنقيط". تم تقديم أقدم أوصاف لدائرة التقطير في العمل على كيمياء ماري (هذا هو القرن الأول الميلادي). كان جهاز التقطير يحتوي على وعاء وأنبوب مخرج وجهاز استقبال مبرد بإسفنجة رطبة. لذلك كان تقطير السوائل منخفضة الغليان فيه مستحيلاً. حتى أن العديد من أجهزة الاستقبال المزودة بأنابيب يمكن توصيلها بالسفينة.

7- ترسيخ المعرفة وتكوين المهارات والقدرات الأولية (تعزيز المعرفة وأساليب العمل)

مهمة 1

أعط أمثلة على المخاليط التي يمكن فصلها بالترشيح والترسيب. سجل إجابتك في الجدول.

المهمة رقم 2

دخل فلين مطحون بطريق الخطأ إلى السكر. كيف ينظف السكر منه؟

المهمة رقم 3

أعط مثالاً لخليط من ثلاث مواد واذكر تسلسل الإجراءات اللازمة لفصلها.

8. تعميم وتنظيم المعرفة

وهكذا ، أيها الرجال ، تعرفنا على الطرق الرئيسية لتنظيف المواد (ضعها في قائمة). توصل إلى استنتاج عام ، على ما هو أساس فصل المخاليط دائمًا؟ هل المواد في المخاليط تحتفظ بخصائصها؟ سجل في دفتر الإخراج: في المخاليط ، تحتفظ المواد بخصائصها الفردية. يعتمد فصل المخاليط على الاختلافات في الخواص الفيزيائية للمواد في الخليط.

9. الرقابة والفحص الذاتي للمعرفة

حدد من الجدول المعدات اللازمة لفصل المخاليط الموضحة فيه. من الأحرف المقابلة للإجابات الصحيحة ، ستختلق اسمًا لطريقة أخرى للحصول على المواد النقية.

10. تلخيص الدرس

التحقق من اللغز ، درجات للعمل في الدرس.

لا توجد بقع بيضاء على الخريطة ،

كانت الأرض كلها مفتوحة منذ فترة طويلة ،

لكن الأشجع متوقعة

اكتشافات حقيقية!

11. انعكاس

ما الجديد الذي تعلمته في الدرس اليوم؟

ماذا تتذكر؟

ما الذي أعجبك وما الذي لم ينجح برأيك؟

12. معلومات عن الواجب البيتي والتعليمات الخاصة بتنفيذه (الاستشارة في الواجب البيتي ، الاستشارة في الواجبات المنزلية).

§ 2

المهام 2 ، 4-6

معرفة تعريف المفاهيم: المواد النقية ، المخاليط المتجانسة وغير المتجانسة ؛ جوهر كل طريقة لفصل المخاليط. أجب عن الأسئلة 2 و 4-6. اختياري: قم بإعداد رسالة حول موضوع "تطبيق أساليب التحليل الكيميائي في عمل علماء الطب الشرعي وعلماء الآثار والأطباء ومؤرخو الفن" أو قم بعمل لغز الكلمات المتقاطعة باستخدام مفاهيم درس اليوم واسم المعدات اللازمة لفصل الخلائط.