У нашій статті ми розглянемо, що таке чисті речовини і суміші, способи розділення сумішей. У повсякденному житті їх використовує кожен з нас. А зустрічаються взагалі в природі чисті речовини? І як відрізнити їх від сумішей?

Чисті речовини і суміші: способи розділення сумішей

Чистими називають речовини, які містять частки тільки визначеного виду. Вчені вважають, що в природі практично не існує, оскільки всі вони, хоч і в незначних частках, містять домішки. Абсолютно всі речовини також є розчинними у воді. Навіть якщо занурити в цю рідину, наприклад, срібне кільце, іони цього металу перейдуть у розчин.


Ознакою чистих речовин є сталість складу і фізичних властивостей. У процесі їх утворення відбувається зміна кількості енергії. Причому вона може як збільшуватися, так і зменшуватися. Розділити чиста речовина на окремі складові можна тільки з допомогою хімічної реакції. Приміром, тільки дисциллированная вода володіє типовою для цієї речовини температурою кипіння і замерзання, відсутністю смаку і запаху. А розкласти її кисень і водень можна тільки шляхом електролізу. А чим відрізняються від чистих речовин їх сукупності? Відповісти на це питання нам допоможе хімія. Способи розділення сумішей є фізичними, оскільки вони не призводять до зміни хімічного складу речовин. На відміну від чистих речовин, суміші мають непостійний склад і властивості, а розділити їх можна фізичними методами.

Що таке суміш

Сумішшю називають сукупність індивідуальних речовин. Її прикладом є морська вода. На відміну від дисциллированной, вона має гірким або солоним смаком, кипить при більш високій, а замерзає при більш низькій температурі. Способи розділення сумішей речовин є фізичними. Так, з морської води можна добути чисту сіль шляхом випарювання та подальшої кристалізації.

Види сумішей

Якщо додати у воду цукор, через деякий час його частинки розчиняться і стануть невидимими. В результаті їх неможливо буде відрізнити неозброєним оком. Такі суміші називають однорідними, або гомогенними. Їх прикладами є також повітря, бензин, бульйон, парфуми, солодка і солона вода, сплав міді і алюмінію. Як бачите, однорідні суміші можуть перебувати в різних агрегатних станах, але найчастіше зустрічаються рідини. Їх також називають розчинами. В неоднорідних, або гетерогенних сумішах можна розрізнити частки індивідуальних речовин. Залізні та дерев'яні тирса, пісок і поварена сіль є їх типовими прикладами. Неоднорідні суміші також називають суспензіями. Серед них розрізняють суспензії та емульсії. До складу перших входить рідина і тверде речовина. Так, емульсією є суміш води і піску. Емульсією називають сукупність двох рідин з різною щільністю. Існують неоднорідні суміші і зі спеціальними назвами. Так, прикладом піни є пінопласт, а до аерозолів відносять туман, дим, дезодоранти, освіжувачі повітря, антистатики.

Способи розділення сумішей

Безумовно, багато суміші володіють цінними властивостями, ніж окремо взяті індивідуальні речовини, що входять до їх складу. Але навіть в побуті виникають ситуації, коли їх необхідно розділити. А в промисловості на цьому процесі засновані цілі виробництва. Наприклад, з нафти в результаті її переробки отримують бензин, газойль, гас, мазут, солярове і машинне масло, ракетне паливо, ацетилен і бензол. Погодьтеся, вигідніше використовувати ці продукти, ніж бездумно спалювати нафту.
Тепер давайте розберемося, чи існує таке поняття, як хімічні способи розділення сумішей. Припустимо, з водного розчину солі нам необхідно отримати чисті речовини. Для цього суміш необхідно нагріти. В результаті вода перетвориться у пару, а сіль кристалізується. Але при цьому не відбудеться перетворення одних речовин в інші. Це означає, що основою даного процесу є фізичні явища. Способи розділення сумішей залежать від агрегатного стану, здатності до розчинності, різниці в температурі кипіння, щільності і складу її компонентів. Розглянемо кожен з них більш докладно на конкретних прикладах.

Фільтрування

Цей спосіб поділу підходить для сумішей, до складу яких входять рідину і нерозчинна у ньому тверда речовина. Наприклад, вода і річковий пісок. Цю суміш необхідно пропустити через фільтр. В результаті чиста вода вільно пройде через нього, а пісок залишиться.

Відстоювання

Деякі способи розділення сумішей засновані на дії сили тяжіння. Таким чином на чисті речовини можна розкласти суспензії та емульсії. Якщо у воду потрапило рослинне масло, таку суміш спочатку необхідно збовтати. Потім залиште її на деякий час. В результаті вода опиниться на дні посудини, а масло у вигляді плівки буде покривати її. В лабораторних умовах для відстоювання використовують ділильну воронку. В результаті її роботи більш щільна рідина зливається в посудину, а легка залишається. Відстоювання характеризується низькою швидкістю протікання процесу. Необхідно певний час, щоб сформувався осад. У промислових умовах цей спосіб здійснюють в спеціальних конструкціях, які називаються відстійники.

Дія магнітом

Якщо до складу суміші входить метал, то її можна розділити за допомогою магніту. Наприклад, відокремити залізні та дерев'яні ошурки. Але чи всі метали володіють такими властивостями? Зовсім ні. Для цього способу підійдуть тільки суміші, що містять феромагнетики. Крім заліза до них відносяться нікель, кобальт, гадоліній, тербий, діспрозій, гольмий, эрбий.

Дистиляція

Це назва в перекладі з латинської мови означає "стікання краплями". Дистиляція являє способи розділення сумішей, засновані на різниці в температурах кипіння речовин. Таким чином, навіть у домашніх умовах можна розділити спирт і воду. Перша речовина починає випаровуватися вже при температурі 78 градусів за Цельсієм. Торкаючись холодної поверхні пари спирту конденсуються, переходячи в рідкий стан. У промисловості такий спосіб отримують продукти переробки нафти, запашні речовини, чисті метали.

Випарювання і кристалізація

Ці способи розділення сумішей підходять для рідких розчинів. Речовини, які входять до їх складу, відрізняються температурою кипіння. Таким чином, можна отримати кристали солі або цукру з води, в якій вони розчинені. Для цього нагрівають розчини і випарюють до насиченого стану. У цьому випадку кристали осаджуються. Якщо ж необхідно отримати чисту воду, тоді розчин доводять до кипіння, з подальшою конденсацією парів на більш холодній поверхні.

Способи розділення газових сумішей

Газоподібні суміші поділяють лабораторними і промисловими способами, оскільки цей процес вимагає наявності спеціального обладнання. Сировиною природного походження є повітря, коксовий, генераторний, попутний і природний газ, що представляє собою сукупність вуглеводнів. Фізичні способи розділення сумішей, що знаходяться в газоподібному стані наступні:

Конденсація - це процес поступового охолодження суміші, в ході якого відбувається конденсація її складових. При цьому в першу чергу в рідкий состоніе переходять висококиплячі речовини, які збираються в сепараторах. Таким чином отримують водень з коксового газу, а також відокремлюють аміак з непрореагіровавшей частини суміші.

Сорбирование - це поглинання одних речовин іншими. Цей процес має протилежні складові, між якими в ході реакції встановлюється рівновага. Для прямого і зворотного процесу необхідні різні умови. У першому випадку це поєднання високого тиску і низької температури. Такий процес називають сорбцією. У зворотному випадку використовують протилежні умови: низький тиск при високій температурі.

Мембранне поділ - спосіб, при якому використовують властивість напівпроникних перегородок вибірково пропускати молекули різних речовин.

Дефлегмация - процес конденсації висококиплячих частин суміші в результаті їх охолодження. При цьому температура переходу в рідкий стан окремих компонентів повинна відрізнятися в значній мірі.

Хроматографія

Назва цього способу можна перевести як "пишу кольором". Уявіть, що у воду додані чорнило. Якщо опустити в таку суміш кінець фільтрувального паперу, вона почне вбиратися. При цьому вода буде поглинатися швидше чорнила, що пов'язано з різним ступенем сорбованості цих речовин. Хроматографія є не тільки способом поділу сумішей, але і методом вивчення таких властивостей речовин, як дифузія і розчинність. Отже, ми познайомилися з такими поняттями, як "чисті речовини" і "суміші". Перші являють собою елементи або сполуки, що складаються тільки з частинок певного виду. Їх прикладами є сіль, цукор, дисциллированная вода. Суміші - це сукупність індивідуальних речовин. Для їх поділу використовують ряд методів. Спосіб розподілу залежить від фізичних властивостей його складових. До основних з них відносяться відстоювання, випарювання, кристалізація, фільтрування, дистиляція, дія магнітом і хроматографія.