Чисті речовини
Отже, в хімії чисті речовини – це ті речовини, що завжди складаються тільки з одного-єдиного виду частинок. І це перша важлива властивість. Чистою речовиною є вода, наприклад, яка складається виключно з молекул води (тобто своїх власних). Також чиста речовина завжди має постійний склад. Таким чином, кожна молекула води складається з двох атомів водню і одного атома кисню. Властивості чистих речовин, на відміну від сумішей мають постійний характер і змінюються при появі домішок. Тільки дистильована вода має температуру кипіння, а морська кипить при більш високій температурі. При цьому варто враховувати, що будь-чиста речовина не є абсолютно чистим, так як навіть чистий алюміній має домішка в складі, хоч вона і має частку в 0001 %. Виникає питання, як з'ясувати масу чистого речовини? Формула для обчислення виглядає наступним чином – m (маса) чистого речовини = W (концентрація) чистого речовини * суміш /100 %.Також існує такий тип чистих речовин, як особливо чисті речовини (ультрачистие, високочисті). Такі речовини використовуються у виробництві напівпровідників в різних вимірювальних та обчислювальних пристроях, атомній енергетиці і в багатьох інших професійних сферах.
Приклади чистих речовин
Ми вже з'ясували, що чистою речовиною є те, що містить у собі елементи одного виду. Хорошим прикладом чистого речовини може послужити сніг. По суті це та ж вода, але на відміну від тієї води, з якою ми стикаємося щодня, ця вода набагато чистіша і не містить домішок. Алмаз теж є чистою речовиною, оскільки він містить в собі тільки вуглець без домішок. Це ж відноситься і до гірського кришталю. На щоденній основі ми стикаємося з ще одним прикладом чистого речовини – рафінованим цукром, який містить у собі одну лише сахарозу.Суміші
Ми вже розглянули чисті речовини і приклади чистих речовин, тепер перейдемо до іншої категорії речовин – сумішей. Суміш – це коли кілька речовин змішуються один з одним. Ми стикаємося з сумішами на постійній основі навіть у побуті. Той же чай або мильний розчин являють собою суміші, які ми використовуємо щодня. Суміші можуть бути створені людиною, а можуть бути природними. Вони перебувають у твердому, рідкому і газоподібному стані. Як вже було сказано вище, той же чай є сумішшю води, цукру і чаю. Це приклад суміші, створеної людиною. Молоко є природною сумішшю, так як воно з'являється без участі людини у процесі вироблення і містить в собі безліч різних компонентів.
Характеристики суміші та чистих речовин
Для зручності сприйняття інформація представлена у вигляді таблиці.Порівняльний ознака
Чисті речовини
Суміші
Склад речовин
Зберігають постійний склад
Мають непостійний склад
Види речовин
Містять одну речовину
Включають різні речовини
Фізичні властивості
Зберігають постійні фізичні властивості
Мають мінливі фізичні властивості
Зміна енергії речовини
Змінюється при утворенні енергії
Не змінюється
Способи отримання чистих речовин
У природі багато речовини існують у вигляді сумішей. Вони застосовуються у фармакології, промисловому виробництві. Для отримання чистих речовин застосовуються різні методи поділу. Гетерогенні суміші ділять за допомогою відстоювання і фільтрування. Гомогенні суміші ділять за допомогою випарювання та дистиляції. Розглянемо кожен спосіб окремо.Відстоювання
Цей метод використовується для розділення суспензій, таких як суміш річкового піску з водою. Головним принципом, на якому базується процес відстоювання, є різниця в густині тих речовин, які будуть розділені. Наприклад, одне важке речовина і вода. Які чисті речовини важче води? Це пісок, наприклад, який в силу своєї маси почне осідати на дно. Таким же чином розділяють різні емульсії. Наприклад, від води можна відокремити рослинне масло або нафту. Ці речовини в процесі поділу утворюють невелику плівку на поверхні води. В лабораторних умовах цей процес проводять з використанням ділильної воронки. Цей спосіб розділення сумішей працює і в природі (без участі людини). Наприклад, осадження сажі з диму і відстоювання вершків в молоці.
Фільтрування
Цей метод підходить для отримання чистих речовин з гетерогенних сумішей, наприклад, із суміші води з кухонною сіллю. Отже, яким чином працює фільтрація в процесі поділу частинок суміші? Суть полягає в тому, що у речовин різні рівні розчинності і розміри частинок. Фільтр конструюється таким чином, щоб через нього могли пройти тільки частинки з тієї ж розчинністю або тим же розміром, що він може пропустити. Більш великі і інші невідповідні частки не зможуть пройти через фільтр і будуть відсіяні. Роль фільтрів можуть грати не тільки спеціалізовані пристрої розчини в межах лабораторії, але і знайомі всім речі, такі як вата, вугілля, обпалена глина, спресовану скло та інші пористі об'єкти. Фільтри використовуються в реальному житті набагато частіше, ніж може здатися. За таким принципом працює всім нам знайомий пилосос, який відокремлює великі частинки сміття і спритно всмоктує дрібні, здатні пошкодити механізм. Коли ви хворієте, то надягаєте марлеву пов'язку, яка може відсіяти бактерії. Робітники, чия професія пов'язана з поширенням небезпечних газів і пилу, що носять респіраторні маски, захищають їх від отруєння.
Вплив магніту і води
Таким способом можна розділити суміш порошку заліза і сірки. Принцип поділу заснований на впливі магніту на залізо. Частинки заліза притягаються до магніту, в той час як сірка залишиться на місці. Цей же метод можна використовувати для відокремлення інших металевих деталей із загальної маси різних матеріалів. Якщо порошок сірки, змішане з порошком заліза висипати у воду, то несмачиваемие частки сірки спливуть на поверхню води, в той час як важке залізо відразу ж ляже на дно.Випарювання і кристалізація
Цей спосіб працює з гомогенними сумішами, такими як розчин солі у воді. Це працює в природних процесах і лабораторних умовах. Наприклад, деякі озера при нагрівання випаровують воду, а на її місці залишається кухонна сіль. З точки зору хімії, цей процес ґрунтується на тому, що різниця між температурою кипіння двох речовин, що не дозволяє їм випаруватися одноразово. Знищена вода звернеться в пар, а решта сіль залишиться у своєму звичайному стані. Якщо речовина, що потрібно витягти (цукор, наприклад) плавиться при нагріванні, то не випаровують воду повністю. Суміш спочатку прогрівають, а потім вийшла модифіковану суміш наполягають, щоб частинки цукру осіли на дні. Іноді стоїть більш складне завдання - відділення речовини з більш високою температурою кипіння. Наприклад, відділення води від солі. В такому випадку, испаренное речовина необхідно зібрати, охолодити і сконденсувати. Цей метод поділу гомогенних сумішей називають дистиляцією (або просто перегонкою). Існують спеціальні пристрої, які дистилюють воду. Така вода (дистильована) активно використовується у фармакології або в автомобільних системах охолодження. Природно, цим же методом люди переганяють спирт.