Odvajanje mješavina u svakodnevnom životu. Čiste supstance i smeše. Metode odvajanja smjesa. Spisak korišćene literature

Odvajanje mješavina u svakodnevnom životu.  Čiste supstance i smeše.  Metode odvajanja smjesa.  Spisak korišćene literature
Odvajanje mješavina u svakodnevnom životu. Čiste supstance i smeše. Metode odvajanja smjesa. Spisak korišćene literature

Materijal lekcije sadrži informacije o različitim načinima odvajanja smjesa i tvari za pročišćavanje. Naučit ćete kako koristiti znanje o razlikama u svojstvima komponenti mješavine za odabir optimalne metode za odvajanje date smjese.

Tema: Početne hemijske ideje

Lekcija: Metode odvajanja smjesa i tvari za pročišćavanje

Hajde da definišemo razliku između "metoda za odvajanje smeša" i "metoda za prečišćavanje supstanci". U prvom slučaju, važno je dobiti u čistom obliku sve komponente koje čine smjesu. Prilikom prečišćavanja supstance, dobijanje nečistoća u čistom obliku obično se zanemaruje.

NASELJE

Kako odvojiti mješavinu pijeska i gline? Ovo je jedna od faza u proizvodnji keramike (na primjer, u proizvodnji opeke). Za odvajanje takve mješavine koristi se metoda taloženja. Smjesa se stavi u vodu i promiješa. Glina i pijesak talože se u vodi različitom brzinom. Stoga će se pijesak taložiti mnogo brže od gline (slika 1).

Rice. 1. Odvajanje mješavine gline i pijeska taloženjem

Metoda taloženja se također koristi za odvajanje mješavina čvrstih tvari nerastvorljivih u vodi različite gustine. Na primjer, mješavina željeza i piljevine može se odvojiti na ovaj način (piljevina će plutati u vodi, dok će se željezo taložiti).

Mješavina biljnog ulja i vode može se odvojiti i taloženjem, jer se ulje ne otapa u vodi i ima manju gustinu (slika 2). Tako je taloženjem moguće razdvojiti mješavine tečnosti nerastvorljivih jedna u drugoj sa različitim gustinama.

Rice. 2. Odvajanje mješavine biljnog ulja i vode taloženjem

Da biste odvojili mješavinu kuhinjske soli i riječnog pijeska, možete koristiti metodu taloženja (kada se pomiješa s vodom, sol će se otopiti, pijesak će se taložiti), ali će biti pouzdanije odvojiti pijesak od otopine soli drugim metoda - metoda filtracije.

Filtriranje ove mješavine može se provesti pomoću papirnog filtera i lijevka spuštenog u čašu. Zrnca pijeska ostaju na filter papiru, a bistri rastvor kuhinjske soli prolazi kroz filter. U ovom slučaju riječni pijesak je sediment, a rastvor soli je procjedna voda (slika 3).

Rice. 3. Korištenje metode filtracije za odvajanje riječnog pijeska od otopine soli

Filtracija se može izvesti ne samo sa filter papirom, već i sa drugim poroznim ili rastresitim materijalima. Na primjer, rasuti materijali uključuju kvarcni pijesak, a porozni materijali uključuju staklenu vunu i pečenu glinu.

Neke smjese se mogu odvojiti metodom "vruće filtracije". Na primjer, mješavina praha sumpora i željeza. Gvožđe se topi na preko 1500 C, a sumpor oko 120 C. Rastopljeni sumpor se može odvojiti od željeznog praha pomoću zagrejane staklene vune.

Sol se može izolovati iz filtrata isparavanjem, tj. zagrijte smjesu i voda će ispariti, a sol će ostati na porculanskoj šolji. Ponekad se koristi isparavanje, djelomično isparavanje vode. Kao rezultat, formira se koncentrirani rastvor, nakon hlađenja kojeg se otopljena supstanca oslobađa u obliku kristala.

Ako je u smjesi prisutna supstanca sposobna za magnetiziranje, onda ju je lako izolirati u čistom obliku pomoću magneta. Na primjer, mješavina praha sumpora i željeza može se odvojiti na ovaj način.

Ista smjesa se može razdvojiti drugom metodom, koristeći znanje o vlaženju komponenti smjese vodom. Gvožđe se vlaži vodom, tj. voda se širi po površini pegle. Sumpor se ne vlaži vodom. Ako stavite komad sumpora u vodu, on će potonuti, jer. Gustina sumpora je veća od gustine vode. Ali sumporni prah će se pojaviti, jer. mjehurići zraka se lijepe za zrnca sumpora koja nisu navlažena vodom i potiskuju ih na površinu. Da biste odvojili smjesu, morate je staviti u vodu. Sumporni prah će plutati, a željezo će potonuti (slika 4).

Rice. 4. Odvajanje mješavine praha sumpora i željeza flotacijom

Metoda razdvajanja smjesa, zasnovana na razlici u kvasivosti komponenata, naziva se flotacija (francuski flotter - plutati). Razmotrite još nekoliko metoda za odvajanje i pročišćavanje tvari.

Jedna od najstarijih metoda razdvajanja smjesa je destilacija (ili destilacija). Koristeći ovu metodu, moguće je odvojiti komponente koje su rastvorljive jedna u drugoj i imaju različite tačke ključanja. Tako se dobija destilovana voda. U jednoj posudi prokuha se voda sa nečistoćama. Nastala vodena para kondenzuje se hlađenjem u drugoj posudi u obliku već destilovane (čiste) vode.

Rice. 5. Dobivanje destilovane vode

Komponente sličnih svojstava mogu se odvojiti hromatografskom metodom. Ova metoda se zasniva na različitoj apsorpciji supstanci koje treba odvojiti površinom druge supstance.

Na primjer, crveno mastilo može se hromatografijom razdvojiti na svoje komponente (vodu i boju).

Rice. 6. Odvajanje crvenog mastila papirnom hromatografijom

U hemijskim laboratorijama hromatografija se izvodi pomoću posebnih instrumenata - hromatografa, čiji su glavni delovi hromatografska kolona i detektor.

Adsorpcija se široko koristi u hemiji za pročišćavanje određenih supstanci. To je nakupljanje jedne supstance na površini druge supstance. Adsorbenti uključuju, na primjer, aktivni ugljen.

Pokušajte baciti tabletu aktivnog uglja u posudu sa obojenom vodom, promiješati, filtrirati i vidjet ćete da je filtrat postao bezbojan. Atomi ugljika privlače molekule, u ovom slučaju, boju.

Trenutno se adsorpcija široko koristi za pročišćavanje vode i zraka. Na primjer, filteri za vodu sadrže aktivni ugljen kao adsorbens.

1. Zbirka zadataka i vježbi iz hemije: 8. razred: do udžbenika P.A. Orzhekovsky i dr. "Hemija, 8. razred" / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M.: AST: Astrel, 2006.

2. Ushakova O.V. Radna sveska iz hemije: 8. razred: do udžbenika P.A. Oržekovski i dr. „Hemija. Razred 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; ispod. ed. prof. P.A. Oržekovski - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (str. 10-11)

3. Hemija: 8. razred: udžbenik. za generala institucije / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§4)

4. Hemija: inorg. hemija: udžbenik. za 8 ćelija. general institucije / G.E. Rudzitis, FuGyu Feldman. - M.: Obrazovanje, JSC "Moskovski udžbenici", 2009. (§ 2)

5. Enciklopedija za djecu. Tom 17. Hemija / Pogl. uredio V.A. Volodin, vodeći. naučnim ed. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.

Dodatni web resursi

1. Jedinstvena zbirka digitalnih obrazovnih resursa ().

2. Elektronska verzija časopisa "Hemija i život" ().

Zadaća

Iz udžbenika P.A. Orzhekovsky i dr. "Hemija, 8. razred" With. 33 br. 2,4,6,T.

1. Popunite praznine u tekstu riječima "komponente", "razlike", "dva", "fizički".

Smjesa se može pripremiti miješanjem najmanje dvije supstance. Smjese se mogu razdvojiti na pojedinačne komponente korištenjem fizičkih metoda zasnovanih na razlikama u fizičkim svojstvima komponenti.

2. Dopuni rečenice.

a) Metoda poravnanja se zasniva naČinjenica da su čvrste čestice dovoljno velike, brzo se talože na dno, a tekućina se može pažljivo ocijediti iz sedimenta.

b) Metoda centrifugiranja se zasniva na djelovanjem centrifugalne sile - teže se čestice talože, a one lakše su na vrhu.

c) Metoda filtriranja se zasniva na propuštanjem rastvora čvrste supstance kroz filter, gde se čvrste čestice zadržavaju na filteru.

3. Unesite riječ koja nedostaje:

a) brašno i granulirani šećer - sito; opiljci sumpora i gvožđa - magnet.

b) voda i suncokretovo ulje - lijevak za odvajanje; voda i riječni pijesak - filter.

c) vazduh i prašina - respirator; vazduh i otrovni gas - upija.

4. Napravite listu potrebne opreme za filtriranje.

a) papirni filter
b) čaša sa rastvorom
c) stakleni lijevak
d) čisto staklo
e) staklena šipka
f) tronožac sa nogom

5. Laboratorijsko iskustvo. Izrada običnih i presavijenih filtera od filter papira ili papirne salvete.

Šta mislite kroz koji filter će otopina brže proći - običan ili naborani? Zašto?

Kroz nabor - kontaktna površina filtracije je veća od one kod konvencionalnog filtera.

6. Predložite metode za odvajanje smjesa navedenih u tabeli 16.

Načini odvajanja nekih mješavina

7. Kućno iskustvo. Adsorpcija Pepsi-Cola boja aktivnim ugljem.

Reagensi i oprema: gazirano piće, aktivni ugljen; lonac, lijevak, filter papir, električni (plinski) štednjak.

Napredak. Sipajte pola šolje (100 ml) gaziranog pića u šerpu. Dodajte 5 tableta aktivnog uglja na isto mjesto. Zagrejte tiganj 10 minuta na šporetu. Filtrirajte ugalj. Objasnite rezultate eksperimenta.

Otopina je postala bezbojna zbog apsorpcije boje s aktivnim ugljem.

8. Kućno iskustvo. Adsorpcija mirisnih para kukuruznim štapićima.

Reagensi i oprema: kukuruzni štapići, parfem ili kolonjska voda; 2 identične staklene tegle sa poklopcima.

Napredak. Stavite kap parfema u dve staklene tegle. U jednu teglu stavite 4-5 kukuruznih štapića. Obe tegle zatvorite poklopcima. Teglu u kojoj se nalaze kukuruzni štapići malo protresite. Za što?

Za povećanje brzine adsorpcije.

Otvorite obe banke. Objasnite rezultate eksperimenta.

U tegli u kojoj su bili kukuruzni štapići nema mirisa, jer su upijali miris parfema.

teorijski blok.

Koncept "mešavine" definisan je u 17. veku. Engleski naučnik Robert Bojl: "Mješavina je integralni sistem koji se sastoji od heterogenih komponenti."

Uporedne karakteristike smjese i čiste tvari

Znakovi poređenja

čista supstanca

Smjesa

Konstantno

nestalan

Supstance

Isto

Razno

Fizička svojstva

Trajno

Nestalan

Promjena energije tokom formiranja

ide

Ne dešava se

Odvajanje

Kroz hemijske reakcije

Fizičke metode

Smjese se međusobno razlikuju po izgledu.

Klasifikacija smjesa je prikazana u tabeli:

Evo primjera suspenzija (riječni pijesak + voda), emulzija (biljno ulje + voda) i rastvora (vazduh u tikvici, so + voda, sitne promene: aluminijum + bakar ili nikal + bakar).

Metode odvajanja smjesa

U prirodi tvari postoje u obliku mješavina. Za laboratorijska istraživanja, industrijsku proizvodnju, za potrebe farmakologije i medicine potrebne su čiste supstance.

Za prečišćavanje supstanci koriste se različite metode razdvajanja smjesa.

Isparavanje - razdvajanje čvrstih materija rastvorenih u tečnosti pretvaranjem u paru.

destilacija- destilacija, odvajanje supstanci sadržanih u tečnim smešama prema tačkama ključanja, nakon čega sledi hlađenje pare.

U prirodi se voda u svom čistom obliku (bez soli) ne pojavljuje. Okeanska, morska, riječna, bunarska i izvorska voda su vrste rastvora soli u vodi. Međutim, ljudima je često potrebna čista voda koja ne sadrži soli (koja se koristi u automobilskim motorima; u hemijskoj proizvodnji za dobijanje različitih rastvora i supstanci; u proizvodnji fotografija). Takva voda se naziva destilovana, a način dobijanja naziva se destilacija.


Filtracija je filtriranje tekućina (gasova) kroz filter kako bi se pročistile od čvrstih nečistoća.

Ove metode se zasnivaju na razlikama u fizičkim svojstvima komponenti smeše.

Razmotrite načine za razdvajanje heterogenai homogene smjese.

Primjer mješavine

Metoda razdvajanja

Suspenzija - mješavina riječnog pijeska sa vodom

naseljavanje

Odvajanje podržavanje na osnovu različitih gustina supstanci. Teži pijesak se taloži na dno. Možete i odvojiti emulziju: odvojiti ulje ili biljno ulje od vode. U laboratoriji se to može učiniti pomoću lijevka za odvajanje. Ulje ili biljno ulje formira gornji, lakši sloj. Kao rezultat taloženja, rosa pada iz magle, čađ se taloži iz dima, vrhnje se taloži u mlijeku.

Odvajanje mješavine vode i biljnog ulja taloženjem

Mešavina peska i kuhinjske soli u vodi

Filtracija

Koja je osnova za razdvajanje heterogenih smjesa korištenjem filtriranje• O različitoj rastvorljivosti supstanci u vodi i o raznim veličinama čestica. Kroz pore filtera prolaze samo čestice tvari koje su im srazmjerne, dok se veće čestice zadržavaju na filteru. Tako možete odvojiti heterogenu mješavinu kuhinjske soli i riječnog pijeska. Kao filteri mogu se koristiti razne porozne materije: vata, ugalj, pečena glina, presovano staklo i dr. Metoda filtriranja je osnova za rad kućanskih aparata, kao što su usisivači. Koriste ga kirurzi - zavoji od gaze; bušači i radnici liftova - respiratorne maske. Uz pomoć cjedila za čaj za filtriranje listova čaja, Ostap Bender, junak djela Ilfa i Petrova, uspio je uzeti jednu od stolica od Ellochke Ogre („Dvanaest stolica“).

Odvajanje mješavine škroba i vode filtracijom

Mešavina gvožđa u prahu i sumpora

Djelovanje magnetom ili vodom

Gvozdeni prah privukao je magnet, ali prah sumpora nije.

Sumporni prah koji ne vlaže vodu isplivao je na površinu vode, dok se prah teškog gvožđa koji se može kvašiti slegao na dno.

Odvajanje mješavine sumpora i željeza pomoću magneta i vode

Rastvor soli u vodi je homogena smjesa

Isparavanje ili kristalizacija

Voda isparava i kristali soli ostaju u porculanskoj šolji. Kada se voda isparava iz jezera Elton i Baskunchak, dobija se kuhinjska so. Ova metoda razdvajanja zasniva se na razlici u tačkama ključanja rastvarača i otopljene supstance. Ako se tvar, kao što je šećer, raspada kada se zagrije, tada voda nije potpuno isparena - otopina se isparava, a zatim se kristali šećera talože iz zasićene otopine. Ponekad je potrebno ukloniti nečistoće iz rastvarača s nižom tačkom ključanja, na primjer, vode iz soli. U tom slučaju, pare tvari moraju se prikupiti i zatim kondenzirati nakon hlađenja. Ova metoda odvajanja homogene smjese naziva se destilacija ili destilacija. U posebnim uređajima - destilatorima dobija se destilovana voda koja se koristi za potrebe farmakologije, laboratorija, rashladnih sistema automobila. Kod kuće možete dizajnirati takav destilator:

Ako se, međutim, odvoji mješavina alkohola i vode, tada će se prvi oddestilirati (sakupiti u prijemnoj epruveti) alkohol s tboil = 78 °C, a voda će ostati u epruveti. Destilacijom se iz nafte dobijaju benzin, kerozin, gasno ulje.

Odvajanje homogenih smjesa

Posebna metoda razdvajanja komponenti, zasnovana na njihovoj različitoj apsorpciji određenom supstancom, je hromatografija.

Pomoću hromatografije, ruski botaničar je prvi izolovao hlorofil iz zelenih delova biljaka. U industriji i laboratorijama umjesto filter papira za hromatografiju koriste se škrob, ugalj, krečnjak, aluminij oksid. Da li su supstance uvek potrebne sa istim stepenom prečišćavanja?

Za različite namjene potrebne su tvari s različitim stupnjevima prečišćavanja. Voda za kuhanje je dovoljno staložena da se uklone nečistoće i hlor koji se koristi za dezinfekciju. Voda za piće mora se prvo prokuhati. A u hemijskim laboratorijama za pripremu otopina i eksperimenata, u medicini, potrebna je destilirana voda, što je moguće pročišćena od tvari otopljenih u njoj. Visoko čiste supstance, u kojima sadržaj nečistoća ne prelazi milioniti deo procenta, koriste se u elektronici, poluprovodnicima, nuklearnoj tehnologiji i drugim preciznim industrijama.

Metode izražavanja sastava smjesa.

· Maseni udio komponente u smjesi- odnos mase komponente prema masi cijele smjese. Obično se maseni udio izražava u %, ali ne nužno.

ω ["omega"] = mkomponenta / mm smjesa

· Molni udio komponente u smjesi- odnos broja molova (količine supstance) komponente prema ukupnom broju molova svih supstanci u smeši. Na primjer, ako smjesa uključuje tvari A, B i C, tada:

χ [„chi“] komponenta A = n komponenta A / (n (A) + n (B) + n (C))

· Molarni odnos komponenti. Ponekad je u zadacima za smjesu naznačen molarni omjer njenih komponenti. Na primjer:


nkomponenta A: nkomponenta B = 2:3

· Zapreminski udio komponente u smjesi (samo za gasove)- odnos zapremine supstance A prema ukupnoj zapremini celokupne gasne mešavine.

φ ["phi"] = Vkomponenta / Vmješavina

Vježba blok.

Razmotrite tri primjera problema u kojima mješavine metala reagiraju hlorovodonična kiselina:

Primjer 1Kada je mješavina bakra i željeza težine 20 g bila izložena višku hlorovodonične kiseline, oslobođeno je 5,6 litara gasa (n.a.). Odrediti masene udjele metala u smjesi.

U prvom primjeru bakar ne reagira sa hlorovodoničnom kiselinom, odnosno oslobađa se vodonik kada kiselina reaguje sa željezom. Tako, znajući zapreminu vodonika, možemo odmah pronaći količinu i masu gvožđa. I, shodno tome, maseni udjeli tvari u smjesi.

Primjer 1 rješenje.


n = V / Vm = 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol.

2. Prema jednadžbi reakcije:

3. Količina gvožđa je takođe 0,25 mol. Možete pronaći njegovu masu:
mFe = 0,25 56 = 14 g.

Odgovor: 70% gvožđa, 30% bakra.

Primjer 2Pod dejstvom viška hlorovodonične kiseline na mešavinu aluminijuma i gvožđa težine 11 g, oslobođeno je 8,96 litara gasa (n.a.). Odrediti masene udjele metala u smjesi.

U drugom primjeru, reakcija je oboje metal. Ovdje se vodik već oslobađa iz kiseline u obje reakcije. Stoga se ovdje ne može koristiti direktni proračun. U takvim slučajevima, zgodno je riješiti korištenjem vrlo jednostavnog sistema jednadžbi, uzimajući za x - broj molova jednog od metala, a za y - količinu supstance drugog.

Rješenje primjera 2.

1. Pronađite količinu vodonika:
n = V / Vm = 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol.

2. Neka je količina aluminijuma x mol, a gvožđa y mol. Tada možemo izraziti u terminima x i y količinu oslobođenog vodonika:

2HCl = FeCl2 +

4. Poznata nam je ukupna količina vodonika: 0,4 mol. znači,
1,5x + y = 0,4 (ovo je prva jednačina u sistemu).

5. Za mješavinu metala, potrebno je izraziti mase kroz količine supstanci.
m = Mn
Dakle, masa aluminijuma
mAl = 27x,
masa gvožđa
mFe = 56y,
i masu cijele smjese
27x + 56y = 11 (ovo je druga jednačina u sistemu).

6. Dakle, imamo sistem od dvije jednačine:

7. Rješavanje takvih sistema je mnogo praktičnije oduzimanjem množenjem prve jednačine sa 18:
27x + 18y = 7.2
i oduzimanje prve jednačine od druge:

8. (56 - 18)y \u003d 11 - 7.2
y = 3,8 / 38 = 0,1 mol (Fe)
x = 0,2 mol (Al)

mFe = n M = 0,1 56 = 5,6 g
mAl = 0,2 27 = 5,4 g
ωFe = mFe / mm smjesa = 5,6 / 11 = 0,50,91%),

odnosno,
ωAl = 100% - 50,91% = 49,09%

Odgovor: 50,91% gvožđa, 49,09% aluminijuma.

Primjer 316 g mješavine cinka, aluminija i bakra tretirano je viškom otopine klorovodične kiseline. U ovom slučaju je oslobođeno 5,6 litara plina (n.a.), a 5 g supstance se nije otopilo. Odrediti masene udjele metala u smjesi.

U trećem primjeru, dva metala reagiraju, ali treći metal (bakar) ne reagira. Dakle, ostatak od 5 g je masa bakra. Količine preostala dva metala - cinka i aluminijuma (imajte na umu da je njihova ukupna masa 16 - 5 = 11 g) mogu se naći pomoću sistema jednačina, kao u primeru br. 2.

Odgovor na primjer 3: 56,25% cinka, 12,5% aluminija, 31,25% bakra.

Primjer 4Mešavina gvožđa, aluminijuma i bakra tretirana je viškom hladne koncentrovane sumporne kiseline. U isto vrijeme dio smjese se otopio, te je oslobođeno 5,6 litara plina (n.a.). Preostala smjesa je tretirana viškom otopine natrijum hidroksida. Razvijeno je 3,36 litara plina i preostalo je 3 g neotopljenog ostatka. Odrediti masu i sastav početne smjese metala.

U ovom primjeru zapamtite to hladno koncentrisano sumporna kiselina ne reaguje sa gvožđem i aluminijumom (pasivacija), ali reaguje sa bakrom. U tom slučaju se oslobađa sumpor oksid (IV).
Sa alkalijom reaguje samo aluminijum- amfoterni metal (pored aluminijuma, cink i kalaj se takođe rastvaraju u alkalijama, a berilij se još može rastvoriti u vrućoj koncentrovanoj lužini).

Rješenje primjera 4.

1. Samo bakar reaguje sa koncentrovanom sumpornom kiselinom, broj molova gasa:
nSO2 = V / Vm = 5,6 / 22,4 = 0,25 mol

2H2SO4 (konc.) = CuSO4 +

2. (ne zaboravite da se takve reakcije moraju izjednačiti pomoću elektronske vage)

3. Pošto je molarni odnos bakra i sumpordioksida 1:1, onda je i bakar 0,25 mol. Možete pronaći masu bakra:
mCu \u003d n M \u003d 0,25 64 = 16 g.

4. Aluminijum reaguje sa rastvorom alkalije i nastaje aluminijum hidroksokopleks i vodonik:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

Al0 − 3e = Al3+

5. Broj molova vodonika:
nH2 = 3,36 / 22,4 = 0,15 mol,
molarni odnos aluminijuma i vodonika je 2:3 i, prema tome,
nAl = 0,15 / 1,5 = 0,1 mol.
Težina aluminijuma:
mAl \u003d n M \u003d 0,1 27 = 2,7 g

6. Ostatak je gvožđe, težine 3 g. Masu smeše možete pronaći:
mmix = 16 + 2,7 + 3 = 21,7 g.

7. Maseni udjeli metala:

ωCu = mCu / mm smjesa = 16 / 21,7 = 0,7,73%)
ωAl = 2,7 / 21,7 = 0,1,44%)
ωFe = 13,83%

Odgovor: 73,73% bakra, 12,44% aluminijuma, 13,83% gvožđa.

Primjer 521,1 g mješavine cinka i aluminijuma rastvoreno je u 565 ml rastvora azotne kiseline koji sadrži 20 mas. % HNO3 i ima gustinu od 1,115 g/ml. Volumen oslobođenog plina, koji je jednostavna tvar i jedini proizvod redukcije dušične kiseline, iznosio je 2,912 l (n.a.). Odredite sastav dobijenog rastvora u masenim procentima. (RCTU)

Tekst ovog problema jasno ukazuje na proizvod redukcije dušika – „jednostavnu supstancu“. Pošto dušična kiselina ne proizvodi vodonik s metalima, ona je dušik. Oba metala rastvorena u kiselini.
Problem ne postavlja pitanje sastav početne smjese metala, već sastav otopine dobivene nakon reakcija. To otežava zadatak.

Rješenje primjera 5.

1. Odredite količinu gasovite supstance:
nN2 = V / Vm = 2,912 / 22,4 = 0,13 mol.

2. Odrediti masu otopine dušične kiseline, masu i količinu otopljene tvari HNO3:

msolution = ρ V = 1,115 565 = 630,3 g
mHNO3 = ω m rastvor = 0,2 630,3 = 126,06 g
nHNO3 = m / M = 126,06 / 63 = 2 mol

Imajte na umu da pošto su se metali potpuno rastvorili, to znači - dovoljno kiseline(ovi metali ne reaguju sa vodom). Shodno tome, bit će potrebno provjeriti Ima li previše kiseline?, i koliko toga ostaje nakon reakcije u rezultirajućem rastvoru.

3. Sastavite jednadžbe reakcije ( ne zaboravite na elektronsku vagu) i, radi lakšeg izračunavanja, uzimamo za 5x - količinu cinka, a za 10y - količinu aluminijuma. Tada će, u skladu sa koeficijentima u jednadžbama, dušik u prvoj reakciji biti x mol, au drugoj - 3y mol:

12HNO3 = 5Zn(NO3)2 +

Zn0 − 2e = Zn2+

36HNO3 = 10Al(NO3)3 +

Al0 − 3e = Al3+

5. Zatim, s obzirom da je masa mješavine metala 21,1 g, njihove molarne mase 65 g/mol za cink i 27 g/mol za aluminij, dobijamo sljedeći sistem jednačina:

6. Zgodno je riješiti ovaj sistem množenjem prve jednačine sa 90 i oduzimanjem prve jednačine od druge.

7. x = 0,04, što znači nZn = 0,04 5 = 0,2 mol
y = 0,03, što znači da je nAl = 0,03 10 = 0,3 mol

8. Provjerite masu smjese:
0,2 65 + 0,3 27 \u003d 21,1 g.

9. Pređimo sada na sastav otopine. Biće zgodno ponovo prepisati reakcije i preko reakcija zapisati količine svih reagovanih i formiranih supstanci (osim vode):

10. Sledeće pitanje je: da li je dušična kiselina ostala u rastvoru i koliko je ostalo?
Prema jednadžbi reakcije, količina kiseline koja je reagirala:
nHNO3 = 0,48 + 1,08 = 1,56 mol,
tj. kiselina je bila u višku i možete izračunati njen ostatak u otopini:
nHNO3res. \u003d 2 - 1,56 \u003d 0,44 mol.

11. Dakle, u konačno rješenje sadrži:

cink nitrat u količini od 0,2 mola:
mZn(NO3)2 = n M = 0,2 189 = 37,8 g
aluminijum nitrat u količini od 0,3 mola:
mAl(NO3)3 = n M = 0,3 213 = 63,9 g
višak dušične kiseline u količini od 0,44 mola:
mHNO3res. = n M = 0,44 63 = 27,72 g

12. Kolika je masa konačnog rješenja?
Podsjetimo da se masa konačnog rastvora sastoji od onih komponenti koje smo pomiješali (otopine i tvari) minus oni produkti reakcije koji su napustili otopinu (talozi i plinovi):

13.
Zatim za naš zadatak:

14. novo otopina \u003d masa otopine kiseline + masa metalne legure - masa dušika
mN2 = n M = 28 (0,03 + 0,09) = 3,36 g
novo rastvor = 630,3 + 21,1 - 3,36 = 648,04 g

ωZn(NO3)2 = mv-va / mr-ra = 37,8 / 648,04 = 0,0583
ωAl(NO3)3 = mv-va / mr-ra = 63,9 / 648,04 = 0,0986
ωHNO3res. \u003d mv-va / mr-ra \u003d 27,72 / 648,04 \u003d 0,0428

Odgovor: 5,83% cink nitrata, 9,86% aluminijum nitrata, 4,28% azotne kiseline.

Primjer 6Prilikom obrade 17,4 g mješavine bakra, gvožđa i aluminijuma sa viškom koncentrovane azotne kiseline, oslobođeno je 4,48 litara gasa (n.a.), a kada je ova mešavina izložena istoj masi viška hlorovodonične kiseline, 8,96 l gasa (n.a.). u.). Odredite sastav početne smjese. (RCTU)

Prilikom rješavanja ovog problema moramo imati na umu, prije svega, da koncentrirana dušična kiselina sa neaktivnim metalom (bakar) daje NO2, dok željezo i aluminij s njim ne reagiraju. Hlorovodonična kiselina, s druge strane, ne reaguje sa bakrom.

Odgovor na primjer 6: 36,8% bakra, 32,2% željeza, 31% aluminija.

Zadaci za samostalno rješavanje.

1. Jednostavni problemi sa dvije komponente mješavine.

1-1. Smjesa bakra i aluminijuma mase 20 g tretirana je 96% rastvorom azotne kiseline i oslobođeno je 8,96 litara gasa (n.a.). Odrediti maseni udio aluminija u smjesi.

1-2. Smjesa bakra i cinka težine 10 g tretirana je koncentrovanim alkalnim rastvorom. U ovom slučaju je ispušteno 2,24 litara gasa (n. y.). Izračunajte maseni udio cinka u početnoj smjesi.

1-3. Smjesa magnezijuma i magnezijum oksida težine 6,4 g tretirana je dovoljnom količinom razrijeđene sumporne kiseline. Istovremeno je ispušteno 2,24 litara gasa (n.a.). Nađite maseni udio magnezijuma u smjesi.

1-4. Mješavina cinka i cink oksida težine 3,08 g otopljena je u razrijeđenoj sumpornoj kiselini. Dobijen je cink sulfat mase 6,44 g. Izračunajte maseni udio cinka u početnoj smjesi.

1-5. Pod dejstvom mešavine praha gvožđa i cinka mase 9,3 g na višak rastvora bakar (II) hlorida nastalo je 9,6 g bakra. Odredite sastav početne smjese.

1-6. Koja će masa 20% otopine klorovodične kiseline biti potrebna da se potpuno otopi 20 g mješavine cinka sa cink oksidom, ako se vodik oslobodi u količini od 4,48 litara (n.a.)?

1-7. Kada se otopi u razrijeđenoj dušičnoj kiselini, 3,04 g mješavine željeza i bakra oslobađa dušikov oksid (II) zapremine 0,896 l (n.a.). Odredite sastav početne smjese.

1-8. Otapanjem 1,11 g mješavine gvožđa i aluminijskih strugotina u 16% rastvoru hlorovodonične kiseline (ρ = 1,09 g/ml) oslobođeno je 0,672 litara vodonika (n.a.). Odredite masene udjele metala u smjesi i odredite volumen potrošene klorovodične kiseline.

2. Zadaci su složeniji.

2-1. Smjesa kalcijuma i aluminija mase 18,8 g kalcinirana je bez pristupa zraka sa viškom grafitnog praha. Reakcioni proizvod je tretiran razblaženom hlorovodoničnom kiselinom i oslobođeno je 11,2 litara gasa (n.a.). Odrediti masene udjele metala u smjesi.

2-2. Za rastvaranje 1,26 g legure magnezijuma sa aluminijumom utrošeno je 35 ml 19,6% rastvora sumporne kiseline (ρ = 1,1 g/ml). Višak kiseline je reagovao sa 28,6 ml 1,4 mol/L rastvora kalijum hidrogen karbonata. Odredite maseni udio metala u leguri i zapreminu gasa (n.a.) koji se oslobađa tokom rastvaranja legure.

Sažetak po disciplini: hemija

Na temu: Metode odvajanja smjesa

Riga - 2009

Uvod……………………………………………………………………………………………….. stranica 3

Vrste mješavina………………………………………………………………………………… str.4

Metode odvajanja smjesa……………………………………………………..str. 6

Zaključak………………………………………………………………………………….strana 11

Spisak referenci…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………..str.12

Uvod

U prirodi su tvari u svom čistom obliku vrlo rijetke. Većina objekata oko nas je sastavljena od mješavine supstanci. U hemijskoj laboratoriji hemičari rade sa čistim supstancama. Ako tvar sadrži nečistoće, tada svaki kemičar može odvojiti supstancu potrebnu za eksperiment od nečistoća. Za proučavanje svojstava supstanci potrebno je ovu supstancu pročistiti, tj. podijeliti na sastavne dijelove. Odvajanje mješavine je fizički proces. Fizičke metode odvajanja supstanci se široko koriste u hemijskim laboratorijama, u proizvodnji prehrambenih proizvoda, u proizvodnji metala i drugih supstanci.

Vrste mješavina

U prirodi ne postoje čiste supstance. Kada se razmatraju gromade, granit, uvjereni smo da se sastoje od zrna, žila raznih boja; mlijeko sadrži masti, proteine, vodu; nafta i prirodni plin sadrže organske tvari zvane ugljovodonici; vazduh sadrži razne gasove; prirodna voda nije hemijski čista supstanca. Smjesa je mješavina dvije ili više različitih supstanci.

Smjese se mogu podijeliti u dvije velike grupe (ri


Ako su komponente smjese vidljive golim okom, tada se takve smjese nazivaju heterogena. Na primjer, mješavina drva i željeznih strugotina, mješavina vode i biljnog ulja, mješavina riječnog pijeska i vode itd.

Ako se komponente smjese ne mogu razlikovati golim okom, tada se takve smjese nazivaju homogena. Smjese kao što su mlijeko, ulje, otopina šećera u vodi itd. svrstavaju se u homogene smjese.

Postoje čvrste, tečne i gasovite materije. Supstance se mogu miješati u bilo kojem stanju agregacije. Stanje agregacije mješavine određuje supstancu koja je kvantitativno bolja od ostalih.

Heterogene smjese nastaju od tvari različitog agregatnog stanja, kada se tvari međusobno ne rastvaraju i slabo miješaju (tabela 1.)

Vrste heterogenih mješavina

prije miješanja

Primjeri

tvrdo/čvrsto

Minerali; gvožđe/sumpor

čvrsta/tečna

Vapneni mort; otpadne vode

čvrsta/gasovita

Smoke; prašnjavi vazduh

tečno/čvrsto

Pearl; minerali; voda/led

tečnost / tečnost

Mlijeko; biljno ulje/voda

tečno/gasovito

Magla; oblaci

gasovito/čvrsto

Stiropor

gasovito/tečno

pjena od sapuna


Homogene smjese nastaju kada se tvari dobro otapaju jedna u drugoj i dobro miješaju (tabela 2).

Vrste homogenih smjesa

Agregatno stanje sastavnih dijelova

prije miješanja

Primjeri

tvrdo/čvrsto

Legura zlata i srebra

čvrsta/tečna

šećer/voda

čvrsta/gasovita

Pare joda u vazduhu

tečno/čvrsto

nabrekli želatin

tečnost / tečnost

alkohol/voda

tečno/gasovito

Voda/zrak

gasovito/čvrsto

Vodonik u paladijumu

gasovito/tečno


Kada se formiraju smjese, obično ne dolazi do kemijskih transformacija, a tvari u smjesi zadržavaju svoja svojstva. Razlike u svojstvima supstanci koriste se za razdvajanje smjesa.

Metode odvajanja smjesa

Smjese, kako nehomogene tako i homogene, mogu se podijeliti na sastavne dijelove, tj. za čiste supstance. Čiste tvari su tvari koje se fizikalnim metodama ne mogu razdvojiti na dvije ili više drugih tvari i ne mijenjaju svoja fizička svojstva. Postoje različite metode odvajanja mješavina, a određene metode za odvajanje mješavina koriste se ovisno o sastavu smjese.

  1. Screening;
  2. Filtracija;
  3. naseljavanje;
  4. Decantacija
  5. centrifugiranje;
  6. isparavanje;
  7. isparavanje;
  8. Rekristalizacija;
  9. Destilacija (destilacija);
  10. zamrzavanje;
  11. Djelovanje magneta;
  12. kromatografija;
  13. Ekstrakcija;
  14. Adsorpcija.

Hajde da se upoznamo sa nekoliko njih. Ovdje treba napomenuti da je lakše odvojiti heterogene smjese nego homogene.U nastavku dajemo primjere odvajanja tvari od homogenih i heterogenih smjesa.

Screening.

Zamislimo da je granulirani šećer ušao u brašno. Možda je najlakši način da se razdvojite skrining. Uz pomoć sita možete lako odvojiti male čestice brašna od relativno velikih kristala šećera. U poljoprivredi se prosijavanje koristi za odvajanje sjemena biljaka od stranih ostataka. U građevinarstvu se na ovaj način odvaja šljunak od pijeska.

Filtracija

Čvrsta komponenta suspenzije se odvaja od tečne filtriranje, pomoću papirnih ili platnenih filtera, pamučne vune, tankog sloja finog pijeska. Zamislimo da nam je data mješavina kuhinjske soli, pijeska i gline. Potrebno je odvojiti kuhinjsku sol iz smjese. Da biste to učinili, smjesu stavite u čašu s vodom i protresite. Kuhinjska so se otapa i pijesak taloži. Glina se ne otapa i ne taloži na dno čaše, pa voda ostaje mutna. Za uklanjanje nerastvorljivih čestica gline iz otopine, smjesa se filtrira. Da biste to učinili, trebate sastaviti mali filter uređaj od staklenog lijevka, filter papira i stativa. Rastvor soli se filtrira. Da biste to učinili, filtrirana otopina pažljivo se ulijeva u lijevak sa čvrsto umetnutim filterom. Čestice pijeska i gline ostaju na filteru, a bistra otopina soli prolazi kroz filter. Rekristalizacija se koristi za izolaciju soli otopljene u vodi.

rekristalizacija, isparavanje

Rekristalizacija naziva se metoda pročišćavanja, u kojoj se supstanca prvo otopi u vodi, a zatim se otopina tvari u vodi ispari. Kao rezultat, voda isparava, a tvar se oslobađa u obliku kristala.
Dajemo primjer: potrebno je izolirati kuhinjsku sol iz otopine.
Iznad smo razmotrili primjer kada je bilo potrebno izolirati kuhinjsku sol iz heterogene smjese. Sada odvojimo kuhinjsku sol od homogene smjese. Otopina dobivena filtracijom naziva se filtrat. Filtrat se mora sipati u porculansku čašu. Postavite šolju sa rastvorom na prsten za stativ i zagrejte rastvor iznad plamena špiritne lampe. Voda će početi da isparava, a volumen otopine će se smanjiti. Takav proces se zove isparavanje. Kako voda isparava, otopina postaje sve koncentriranija. Kada otopina dostigne stanje zasićenja kuhinjskom solju, na zidovima čaše pojavit će se kristali. U ovom trenutku prestanite sa zagrijavanjem i ohladite otopinu. Ohlađena kuhinjska so će se isticati u obliku kristala. Ako je potrebno, kristali soli se mogu izdvojiti iz otopine filtracijom. Otopina se ne smije ispariti sve dok voda potpuno ne ispari, jer se i druge rastvorljive nečistoće mogu istaložiti u obliku kristala i kontaminirati kuhinjsku sol.

Taloženje, dekantiranje

Koristi se za izolaciju nerastvorljivih supstanci iz tečnosti. podržavanje. Ako su čvrste čestice dovoljno velike, one se brzo talože na dno, a tekućina postaje prozirna. Može se pažljivo isušiti iz sedimenta, a ova jednostavna operacija ima i svoje ime - dekantacija. Što je manje čvrstih materija u tečnosti, to će se smeša duže taložiti. Moguće je odvojiti jednu od druge i dvije tečnosti koje se ne miješaju jedna s drugom.

centrifugiranje

Ako su čestice nehomogene mješavine vrlo male, ona se ne može odvojiti ni taloženjem ni filtriranjem. Primjeri takvih mješavina su mlijeko i pasta za zube otopljena u vodi. Takve mješavine su podijeljene centrifugiranje. Smjese koje sadrže takvu tekućinu stavljaju se u epruvete i rotiraju velikom brzinom u posebnim aparatima - centrifugama. Kao rezultat centrifugiranja, teže čestice se "pritisnu" na dno posude, a pluća su na vrhu. Mlijeko su najsitnije čestice masti raspoređene u vodenom rastvoru drugih supstanci - šećera, proteina. Za odvajanje takve smjese koristi se posebna centrifuga koja se zove separator. Prilikom odvajanja mlijeka masnoće su na površini, lako se odvajaju. Ostaje voda sa rastvorenim materijama - ovo je obrano mleko.

Adsorpcija

U tehnologiji se često javlja problem čišćenja plinova, poput zraka, od neželjenih ili štetnih komponenti. Mnoge tvari imaju jedno zanimljivo svojstvo - mogu se "prianjati" za površinu poroznih tvari, poput željeza za magnet. Adsorpcija naziva se sposobnost nekih čvrstih materija da apsorbuju gasovite ili otopljene supstance na svojoj površini. Supstance sposobne za adsorpciju nazivaju se adsorbenti. Adsorbenti su čvrste supstance u kojima postoji mnogo unutrašnjih kanala, šupljina, pora, tj. imaju veoma veliku ukupnu apsorbujuću površinu. Adsorbenti su aktivni ugljen, silika gel (u kutiji sa novim cipelama možete pronaći malu vrećicu bijelog graška - ovo je silika gel), filter papir. Različite tvari se različito "pričvršćuju" na površinu adsorbenata: neke se čvrsto drže na površini, druge su slabije. Aktivni ugljen može apsorbirati ne samo plinovite, već i tvari otopljene u tekućinama. U slučaju trovanja uzima se tako da se na njega adsorbiraju otrovne tvari.

destilacija (destilacija)

Dve tečnosti koje formiraju homogenu mešavinu, kao što su etil alkohol i voda, razdvajaju se destilacijom ili destilacijom. Ova metoda se zasniva na činjenici da se tečnost zagreva do tačke ključanja, a njena para se uklanja kroz cev za odvod gasa u drugu posudu. Hlađenjem, para se kondenzuje, a nečistoće ostaju u tikvici za destilaciju. Aparat za destilaciju je prikazan na slici 2


Tečnost se stavlja u Wurtz tikvicu (1), vrat Wurtz tikvice je čvrsto zatvoren čepom sa umetnutim termometrom (2), a rezervoar za živu treba da bude u nivou otvora izlazne cevi. Kraj izlazne cijevi se kroz čvrsto pričvršćen čep ubacuje u Liebig hladnjak (3), na čijem drugom kraju je pričvršćen alonž (4). Suženi kraj alonže spušta se u prijemnik (5). Donji kraj plašta frižidera je spojen gumenim crevom sa slavinom za vodu, a sa gornjeg kraja napravljen je odvod u sudoper. Jaknu frižidera uvek treba napuniti vodom. Wurtz tikvica i kondenzator su fiksirani u odvojenim policama. Tečnost se sipa u tikvicu kroz levak sa dugačkom cevi, ispunjavajući destilacioni balon do 2/3 zapremine. Za ravnomjerno ključanje, nekoliko tačaka ključanja stavlja se na dno tikvice - staklene kapilare zapečaćene na jednom kraju. Nakon zatvaranja tikvice, voda se dovodi u frižider i tečnost u boci se zagreva. Grijanje se može izvoditi na plinskom plameniku, električnom štednjaku, vodenoj, pješčanoj ili uljnoj kupki - ovisno o tački ključanja tekućine. Zapaljive i zapaljive tekućine (alkohol, etar, aceton itd.) ni u kom slučaju ne treba zagrijavati na otvorenoj vatri kako bi se izbjegle nezgode: treba koristiti samo vodenu ili drugu kupku. Tečnost ne treba potpuno ispariti: 10-15% prvobitno uzete zapremine treba da ostane u tikvici. Novi dio tečnosti može se sipati tek kada se boca malo ohladi.

Zamrzavanje

Supstance sa različitim tačkama topljenja se odvajaju metodom smrzavanje, hlađenje rastvora. Zamrzavanje možete dobiti vrlo čistu vodu kod kuće. Da biste to učinili, sipajte vodu iz slavine u teglu ili šolju i stavite je u zamrzivač u frižideru (ili zimi izvadite na hladno). Čim se otprilike polovina vode pretvori u led, njen nezamrznuti dio, gdje se nakupljaju nečistoće, mora se izliti i ostaviti led da se otopi.

U industriji iu laboratorijskim uslovima koriste se metode odvajanja smeša koje se zasnivaju na drugim različitim svojstvima sastavnih delova smeše. Na primjer, željezna strugotina se može izolirati iz mješavine magnet. Sposobnost tvari da se otapaju u različitim rastvaračima koristi se u ekstrakcija- metoda za odvajanje čvrstih ili tečnih smjesa obradom s različitim rastvaračima. Na primjer, jod iz vodene otopine može se izolirati bilo kojim organskim rastvaračem u kojem se jod bolje otapa.

Zaključak

U laboratorijskoj praksi iu svakodnevnom životu vrlo je često potrebno izdvojiti pojedine komponente iz mješavine tvari. Imajte na umu da mješavine uključuju dvije ili više tvari, podijeljene u dvije velike grupe: homogene i heterogene. Postoje različiti načini odvajanja mješavina, kao što su filtracija, isparavanje, destilacija (destilacija) i drugi. Metode odvajanja mješavina uglavnom zavise od vrste i sastava smjese.

Spisak korišćene literature

1. S.Ozols, E.Lepiņš hemija za osnovnu školu., 1996. str. 289

2. Informacije sa Interneta

Ciljevi lekcije:

Edukativni - Stvoriti uslove za upoznavanje pojma homogene i nehomogene smeše, čista supstanca koja ima stalna svojstva, pokazati svoju razliku od smeša. Pokažite različite metode za odvajanje smjesa.

Obrazovni - Stvoriti uslove za formiranje interesovanja za znanja, vještine, adekvatnu procjenu svojih aktivnosti. Nastaviti ekološko obrazovanje, poštovanje životne sredine.

Razvijanje - Stvaranje uslova za nastavak formiranja sposobnosti učenika da sastavljaju formule neorganskih supstanci po imenu i imenuju supstance po formulama; nastavak razvoja sposobnosti učenika za prepoznavanje klasa neorganskih jedinjenja po formulama; razvoj sposobnosti prepoznavanja čistih supstanci i smeša supstanci; formiranje sposobnosti za izradu akcionog plana za odvajanje mješavina supstanci; formiranje sposobnosti razdvajanja smjesa taloženjem, filtriranjem, korištenjem magneta, isparavanjem.

Ciljevi za učenika:

- poznavati pojam čiste supstance

– poznaju pojmove heterogene i homogene mješavine

– poznaju metode razdvajanja smjesa: taloženje, filtriranje, isparavanje, destilacija

Poznavati savremene metode tretmana vode

Biti u stanju odvojiti smjese taloženjem, filtriranjem, korištenjem magneta, isparavanjem

Tokom nastave

1. Organizacioni momenat

(organizacija početka časa)

Pozdravljanje, stvaranje povoljne emotivne pozadine, provjeravanje prisutnih, provjera spremnosti za nastavu.

2. Provjera domaće zadaće (provjera domaćeg zadatka)

§ jedan

Zadaci 7–10

§ četiri

3. Postavljanje ciljeva, motivacija (poruka teme, ciljevi lekcije)

Tema lekcije: Čiste tvari i smjese. Metode odvajanja smjesa.

Šta mislite, koje ciljeve možemo postaviti za današnju lekciju?

(Ciljevi za učenika)

Dobro znamo šta je čistoća. Čista soba, čista sveska, čista odeća... A šta podrazumeva pojam čiste supstance? Koja je razlika između čiste tvari i mješavine tvari?

4. Aktuelizacija osnovnih znanja i vještina

Hajde da saznamo pitanja: Šta se zove supstanca? (Materija je ono od čega se sastoje fizička tijela)

5. Učenje novog gradiva (sticanje novih znanja i metoda djelovanja)

čista supstanca.

Destilirana i morska voda zagrijane su do ključanja u dvije posude. Nakon određenog vremena mjerene su tačke ključanja u ovim posudama). Učenici raspravljaju o rezultatima eksperimenta. Samo po sebi se nameće pitanje-problem, koji postavlja nastavnik: „Zašto bala morske vode nije konstantna u različitim intervalima, u poređenju sa balama destilovane vode.“ Učenici zaključuju da salinitet morske vode utiče na bale Uz pomoć nastavnika formuliše se definicija „Čista supstanca je supstanca koja ima stalna fizička svojstva (tačke ključanja, tačke topljenja, gustina).

Smjese i njihova klasifikacija

Nastavnik poziva učenike da razmotre mješavine na demonstracijskom stolu. Zatim, momci definiraju mješavinu kao kombinaciju nekoliko njihovih supstanci koje su u direktnom kontaktu jedna s drugom. Učitelj dodaje da u prirodi ne postoje apsolutno čiste supstance. Supstance se javljaju uglavnom u obliku mješavina. On govori o vazduhu kao o mešavini koja se sastoji od gasova – azota, kiseonika, argona itd. Zagađenje vazduha: Promene sadržaja sumpora i sumpor-dioksida u vazduhu dovode do požutenja ili promene boje lišća drveća i patuljastosti. Kod ljudi ovaj gas iritira gornje disajne puteve. Povećanje sadržaja ugljičnog monoksida u zraku dovodi do smanjenja sposobnosti eritrocitnog hemoglobina da prenosi kisik, zbog čega se reakcije kod osobe usporavaju, percepcija je oslabljena, pojavljuju se glavobolja, pospanost i mučnina. Izloženost velikim količinama ugljičnog monoksida može uzrokovati nesvjesticu, komu, pa čak i smrt.

Ova mutna tečnost je mešavina vode i krede. Čestice krede u smjesi vidljive su golim okom. Međutim, po izgledu nije uvijek moguće pogoditi da imate mješavinu pred sobom. Na primjer, mlijeko nam izgleda homogeno, ali pod mikroskopom se primjećuje da se sastoji od kapljica masti, proteinskih molekula koji lebde u otopini. Mislite li da je kišnica čista tvar? A vazduh? Pred vama su dvije čaše sa bistrom tekućinom u jednoj - vodi, au drugoj - otopini šećera u vodi. Čestice šećera ne mogu se vidjeti ne samo golim okom, već čak ni najmoćnijim mikroskopom. Dakle, mješavine su različite. U koje dvije grupe se smjese mogu podijeliti prema izgledu? (homogene i heterogene). Popunite dijagram u radnim karticama. Koje smjese se nazivaju heterogene? (Heterogene smjese su one u kojima se čestice tvari koje čine smjesu mogu vidjeti golim okom ili mikroskopom.) Koje smjese se mogu nazvati homogenim? (Homogene smjese su one u kojima je, čak i mikroskopom, nemoguće otkriti čestice tvari uključenih u smjesu.)

Homogeni - rastvori šećera u vodi, NaCl, vazduhu

Heterogena - Mešavina Fe +S, NaCl i šećera, glina sa vodom

Primarni test razumijevanja novih znanja

Ljudi, da li često srećemo čiste supstance u prirodi? (Ne, mješavine supstanci su češće).

Granit je ispred vas. Šta je mješavina ili čista tvar? (mješavina).

Kako ste pogodili? (Granit ima zrnastu strukturu, u njemu su uočljive čestice kvarca, liskuna, feldspata.).

Glavne metode za odvajanje smjese.

Demonstracioni eksperiment "Razdvajanje mješavine biljnog ulja i vode."

Evo mješavine biljnog ulja i vode. Odredite vrstu mješavine. (Heterogeno). Uporedite fizička svojstva ulja i vode. (To su tečne supstance nerastvorljive jedna u drugoj, različite gustine). Predložite metodu za odvajanje ove smjese. (dječiji prijedlozi). Ova metoda se zove poravnanje. Izvodi se pomoću lijevka za odvajanje. Popunimo tabelu u radnim karticama "Metode odvajanja heterogenih smjesa".

Demonstracioni eksperiment "Razdvajanje smjesa".

heterogena mešavina gvožđa i sumpora. Ova smjesa se može odvojiti taloženjem, kao sumpor i gvožđe su čvrste supstance nerastvorljive u vodi. Ako ovu smjesu sipate u vodu, sumpor će isplivati ​​na površinu, a željezo će potonuti. Takođe, ova mešavina se može odvojiti pomoću magneta, jer. gvožđe privlači magnet, ali sumpor ne.

Mešavina peska i vode. Ovo je nehomogena smjesa. Odvojili smo ga filtriranjem.

Različiti načini filtriranja mješavina

Filtracija se može obaviti ne samo papirnim filterom. Za filtriranje se mogu koristiti i drugi labavi ili porozni materijali. Rasuti materijali koji se koriste u ovoj metodi uključuju, na primjer, kvarcni pijesak. A do poroznih - spaljena glina i staklena vuna. Postoji i koncept metode "vruće filtracije". Ovom metodom mogu se odvojiti mješavine čvrstih tvari s različitim tačkama topljenja.

Rastvor soli u vodi. Ovo je homogena smjesa. Odvojili smo ga isparavanjem.

Ali još uvijek postoje načini za odvajanje homogenih smjesa. Jedna od njih je hromatografija.

Istorija otkrića hromatografije

Kromatografiju kao metodu za odvajanje tvari 1903. godine predložio je ruski botaničar M.S. Boja (1872–1919). Zanimao ga je problem da li je prirodna zelena boja hlorofil, koja je dio listova biljaka, pojedinačna supstanca ili mješavina tvari? Da bi to saznao, napunio je staklenu epruvetu kredom, sa jednog kraja sipao rastvor hlorofila i isprao je rastvaračem. Krećući se duž cijevi, hlorofil je formirao nekoliko zona koje se razlikuju po boji. Kao rezultat toga, naučnik je otkrio da je hlorofil mješavina supstanci. Predloženu metodu razdvajanja mješavina nazvao je hromatografijom. Bukvalno znači "slikanje u boji".

Drugi način odvajanja homogene smjese je destilacija ili destilacija.

Istorija destilacije

Destilacija na latinskom znači "kapanje". Najstariji opisi kruga destilatora dati su u radu o Marijinoj alhemiji (ovo je 1. vek nove ere). Destilator je imao posudu, izlaznu cijev i prijemnik hlađen vlažnim sunđerom. Tako da je destilacija tečnosti niskog ključanja u njemu bila nemoguća. Čak se i nekoliko prijemnika sa cijevima moglo pričvrstiti na plovilo.

7. Učvršćivanje znanja, formiranje primarnih vještina i sposobnosti (konsolidacija znanja i metoda djelovanja)

ZADATAK #1

Navedite primjere mješavina koje se mogu odvojiti filtriranjem, taloženjem. Zapišite svoj odgovor u tabelu.

ZADATAK #2

Zdrobljena pluta je slučajno upala u šećer. Kako očistiti šećer od njega?

ZADATAK #3

Navedite primjer mješavine triju tvari i navedite redoslijed radnji potrebnih za njihovo razdvajanje.

8. Generalizacija i sistematizacija znanja

Tako smo se momci upoznali s glavnim metodama pročišćavanja tvari (navedite ih). Napravite opšti zaključak, na čemu se uvek zasniva razdvajanje smeša? Da li tvari u smjesama zadržavaju svoja svojstva? Zabilježite u izlaznoj bilježnici: u mješavinama tvari zadržavaju svoja pojedinačna svojstva. Razdvajanje smeša se zasniva na razlikama u fizičkim svojstvima supstanci u smeši.

9. Kontrola i samoprovjera znanja

Odredite iz tabele opremu koja je neophodna za odvajanje smjesa navedenih u njoj. Od slova koja odgovaraju tačnim odgovorima sastavit ćete naziv druge metode za dobivanje čistih tvari.

Naziv opreme

Sastav smjese

suncokretovo ulje i voda

gline i vode

Morska voda

gvožđe i bakar

lijevak hemikalija

Lijevak za odvajanje

Čaša

duhovna lampa

Filter

porcelanska šolja

Magnet

10. Sumiranje lekcije

Provjera zagonetke, Ocjene za rad na lekciji.

Na mapi nema bijelih tačaka,

Cela zemlja je odavno otvorena,

Ali očekuju se najhrabriji

Prava otkrića!

11. Refleksija

Šta ste novo naučili na lekciji danas?

čega se sjećaš?

Šta vam se dopalo, a šta po vašem mišljenju nije uspjelo?

12. Informacije o domaćem zadatku i uputstva za njegovu realizaciju (domaći zadatak, konsultacije o domaćem zadatku)

§ 2

Zadaci 2, 4–6

Znati definicije pojmova: čiste supstance, homogene i heterogene smeše; suštinu svake metode razdvajanja smjesa. Odgovorite na pitanja 2, 4-6. Neobavezno: pripremiti poruku na temu „Primjena metoda kemijske analize u radu forenzičara, arheologa, liječnika, istoričara umjetnosti“ ili napraviti ukrštenicu koristeći koncepte današnje lekcije i naziv opreme potrebne za odvajanje smjesa.