Изучение параграфа поможет вам:
· различать чистые вещества и смеси;
· называть способы разделения смесей;
· приводить примеры природных смесей;
· характеризовать свойства смесей.
В химии различают чистые вещества и смеси веществ. Выясним, чем чистое вещество отличается от смеси.
ЧИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА Если вещество чистое, то, кроме ее структурных частиц, другие частицы отсутствуют. Стоит помнить, что даже в химических лабораториях, не говоря уже о природные условия, абсолютно ЧИСТЫХ веществ не существует. Поэтому понятие чистого вещества применяют к веществам, в которых примесей настолько мало, что они заметно не влияют на свойства вещества.
Ученые пытаются выделять вещества в как можно более чистому виде для изучения их свойств и специального использования.
Чистое вещество - это вещество, не содержащее примесей других веществ.
СМЕСИ. В повседневной жизни вы в основном имеете дело не с чистыми веществами, а со смесями веществ или материалами, изготовленными из нескольких веществ.
Смеси получают сочетанием нескольких ЧИСТЫХ веществ.
Приведите примеры смесей, которыми вы пользуетесь в быту.
Па производстве также чаще всего имеют дело со смесями веществ. Знание свойств чистых веществ и их изменений под влиянием различных примесей чрезвычайно важное для правильного практического использования веществ.
В строительстве, косметологии и медицине, во время приготовления пищи, для стирки белья и тому подобное постоянно используют различные смеси. Существуют смеси и в природе. Вы знакомы с газообразными природными смесями - воздухом и природным газом, жидкими природными смесями - морской и минеральной водой, нефтью, молоком, твердыми смесями - грунтом, гранитом и тому подобное.
К веществам, из которых состоит смесь применяют название компоненты смеси. Смеси бывают однородные и неоднородные. Все зависит от размеров частиц компонентов смеси. В однородных смесях частицы одного вещества нельзя разглядеть среди частиц другого визуально (то есть с помощью зрения) или с помощью увеличительных приборов. Например, чистая вода и подслащенная сахаром снаружи и под лупой имеют одинаковый вид. Следовательно - это однородная смесь. Материал, из которого изготовлено оконное стекло (рис. 38) также является однородной смесью веществ, образованных в результате сплавления кварцевого песка, известняка и соды.
Гранит, грунт, смесь масла и воды - примеры неоднородных смесей. В них нетрудно обнаружить компоненты визуально или с помощью увеличительных приборов.
Смешиванием двух и более нерастворимых друг в друге веществ вы можете самостоятельно изготовить различные неоднородные смеси. Причем по вашему желанию их состав может быть разным.
СВОЙСТВА СМЕСЕЙ. Во-первых, смеси имеют произвольный состав. Так, на полках продуктовых магазинов можно увидеть сметану с разным процентом жира (15 %, 20 %, 30 %). Из сахара, высушенных листочков чая и воды вы готовите смесь под названием «чай». Вполне очевидно, что у кого-то из вас напиток будет слаще, в других - будет иметь темную окраску, но в каждом случае сахар не потеряет своего сладкого вкуса, а вещества чайной заварки - цвета. Сохранение вещества в составе смеси свои свойства - это еще одна характерная особенность смесей.
Рис. 38. Примеры однородных смесей (а - морская вода; б - водопроводная вода; - молоко; г - сок; д - стекло; е - бензин)
Количественный состав смесей произвольный. Вещества в смеси сохраняют свои индивидуальные свойства.
Благодаря сохранению индивидуальных свойств веществ в составе смеси их можно разделять на отдельные компоненты физическими методами.
Умение разделять смеси необходимо каждому человеку, независимо от того, будет она связывать свою будущую профессию с химией или нет.
СПОСОБЫ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ. Существует много способов разделения смесей, среди которых самые распространенные: отстаивание, фильтрование, выпаривание.
Отстаивание - это наиболее простой способ разделения неоднородных смесей, образованных из:
1) твердого вещества, что практически не растворяется в воде;
2) двух жидкостей, которые не смешиваются между собой.
Пример 1. Приготовим смесь песка и воды.
Сначала она будет мутной (рис. 39а), но пройдет немного времени, и песок, имея большую плотность, чем вода, осядет на дно, а слой воды над ним станет прозрачным (рис. 396). После этого осторожно сольем воду в другую посудину.
И какими бы осторожными вы не были, полное разделение смеси отстаиванием провести не удастся. Какая-то часть песка все же попадет в другой сосуд, а некоторое количество воды останется в стакане и змочуватиме песок.
Пример 2. Из жизненного опыта вам известно, что масло в воде не растворяется. Поэтому смесь указанных веществ достаточно быстро расслаивается, и ее после отстаивания можно легко разделить на компоненты. Для этого в химических лабораториях пользуются делительной воронкой (рис. 40).
Посудите, в которой вещества - воды или масла - плотность большая.
Понятно, что нижний слой образован водой, а верхний - маслом (рис. 40а). Поэтому первой из делительной воронки через открытый край выльется вода (рис. 40б). Надо только вовремя его перекрыть, чтобы масло осталось в воронке.
Восстановите в памяти
Как на уроках природоведения вы наблюдать за приготовлением смесей учителем, сами изготовляли и разделяли смеси. Какие способы разделения смесей вы знаете?
Рис. 39. Разделение смеси нерастворимого твердого вещества и воды отстаиванием
Рис. 40. Разделение неоднородной смеси жидкости отстаиванием
РАЗДЕЛЕНИЕ СМЕСЕЙ ФИЛЬТРОВАНИЕМ Этим способом пользуются для разделения неоднородных смесей жидкости и нерастворимого в ней твердого вещества, например воды и мела (рис. 41). На лейку возложена фильтр, изготовленный из специальной пористой бумаги, который так и называют - фильтром.
Запомните! Края фильтра не должны выходить за пределы воронки, а быть на 0,2-0,5 см ниже ее краев. Следует следить, чтобы фильтр плотно прилегал к воронки (с этой целью внутреннюю стенку воронки предварительно смачивают водой).
Смесь осторожно выливают на фильтр по стеклянной палочке. Вода проникает сквозь поры фильтра в сосуд-приемник, а нерастворимая в ней мел остается на фильтре. Все, что прошло сквозь поры фильтра, называется фильтратом.
В быту фітльтром могут служить несколько слоев марли или другой ткани. Фильтром также может быть неплотный пучок ваты. Кстати, в домашних условиях, когда возникает необходимость в фильтровании, чаще всего пользуются ватным фильтром. Песчаные фильтры на водоочистных станциях (рис. 42), которые обеспечивают питьевой водой крупные города. Ныне в домашних условиях многие используют бытовые фильтры для очистки воды (рис. 43).
Рис. 41. Разделение неоднородной смеси воды и мела фильтрованием
Рис. 42. Использование фильтров на водоочистных станциях
Рис. 43. Бытовой переносной фильтр для очистки воды
Рис. 44. Пылесос (а) и респиратор (6) фильтруют воздух от пыли
Фильтрация - отделение твердого вещества от жидкости посредством пропускания смеси веществ через пористый материал, проницаемый только для жидкости. Оно является самым распространенным способом разделения неоднородных смесей жидкостей и твердых веществ.
Также существуют фильтры, разделяющие смеси воздуха с частицами пыли (рис. 44).
РАЗДЕЛЕНИЕ СМЕСЕЙ ВЫПАРИВАНИЕМ. Однородные смеси отстаиванием или фильтрованием разделить нельзя. Частицы всех компонентов в них настолько малы, что не оседают и без задержки проходят через поры фильтра. Чтобы убедиться, что это действительно так, попробуем профильтровать однородную смесь, изготовленную из воды и медного купороса (твердого вещества голубого цвета) (рис. 45). Одинаковый голубой цвет смеси и фильтрата свидетельствует, что разделить эту смесь фильтрованием не удалось. На фильтре осадка не осталось, все компоненты смеси перешли в фильтрат (рис. 45а). Аналогично себя будет вести и однородная смесь поваренной соли и воды (рис. 45(5). Для разделения таких смесей следует использовать другой способ - выпаривание.
Рис. 45. Пропускания однородных жидких смесей через фильтр
Рис. 46. Разделение смеси поваренной соли и воды выпариванием
Для выпаривания необходимые спиртовка или другой нагревательный прибор, лабораторный штатив, фарфоровая чашка.
При нагревании смеси воды и соли (рис. 46а. (7) жидкий компонент (вода) испаряется, а твердое вещество (поваренная соль) остается на стенках и дне чашки (рис. 46.).
Разделить смесь - значит выделить из нее отдельные вещества. Разделение можно провести фильтрованием, отстаиванием, выпариванием и некоторыми другими способами.
1. Что называют чистым веществом, а смесью?
2. Какие виды смесей вам известны?
3. Чем однородная смесь отличается от неоднородной?
4. Приведите 2-3 примеры природных смесей, назовите их компонент.
5. Какие способы разделения смесей вы знаете?
6. Заполните таблицу (все необходимые сведения вы найдете в тексте параграфа). Используйте также самостоятельные примеры.
7. Установите соответствие между правой и левой колонками:
8. Какую смесь можно разделить фильтрованием, а какую выпариванием:
а) смесь мела и соли;
б) морскую воду?
9. Из приведенного перечня выпишите отдельно названия чистых веществ и смесей: сахар, минеральная вода, мед, молоко, углекислый газ, уксус, пищевая сода.
3 географии вам известно, что вода после испарения с морей и океанов возвращается на землю в виде дождя или снега. Тогда почему дождевая вода и снег не соленые?
ЧИСТОЕ ВЕЩЕСТВО ЧИСТОЕ ВЕЩЕСТВО
ЧИ́СТОЕ ВЕЩЕСТВО́ (идеально чистое вещество), простое или сложное вещество, обладающее только одному ему присущим комплексом постоянных свойств, которые обусловлены определенным набором атомов и молекул. К числу таких свойств относится требование химической (отсутствие посторонних атомов) чистоты и физического (отсутствие структурных дефектов) совершенства. В отдельных случаях оно может быть дополнено требованием изотопической чистоты, предусматривающей отсутствие в чистом веществе примесей его изотопов, продукты распада которых могут менять желательные свойства. Требования физического совершенства могут быть дополнены требованиями кристаллохимической чистоты, выражающимися в отсутствии в чистом веществе полиморфных фаз.
Понятие идеально чистое вещество имеет такой же абстрактный характер, как, например, абсолютный нуль температуры или идеальный газ, и получить идеально чистое вещество также невозможно. Причиной этого являются ограничения кинетического и термодинамического характера. Первое проявляется в том, что скорость очистки веществ от примеси прямо пропорциональна концентрации и падает по мере ее уменьшения. Поэтому чем более высокой степени чистоты требуется получить вещество, тем с большими затратами энергии и времени это будет связано, т.е. снизить содержание примеси в 10 раз с 1 до 0,1%(по массе) можно намного дешевле и быстрее, чем также в 10 раз, но с 10 -4 до 10 -5 %(по массе). Снижение на один порядок содержания той или иной примеси, начиная с 10 -3 %(по массе), требует применения специальных методов очистки.
Сохранить первоначальную чистоту трудно из-за второго ограничения, так как процесс загрязнения вещества, т.е. разупорядочения системы, протекает самопроизвольно: получить абсолютно чистое вещество невозможно.
Чистота реально существующих чистых веществ носит относительный характер. Ее оценивают по содержанию в веществе посторонних примесей. Число их может быть достаточно велико. Так в относительно чистом фосфиде галлия, с суммарной концентрацией примеси 10 -5 %(по массе) масс-спектральным методом анализа было обнаружено 72 примеси.
При увеличении чувствительности анализа количество обнаруженных в чистом веществе примесей, соответственно, возрастает.
Особо чистые вещества используют в основном для специальных целей – при производстве полупроводниковых материалов и приборов, в радио- и квантовой электронике. В этом случае требования по чистоте предъявляются как к основным материалам, так и к вспомогательным, используемым в процессе производства: вода, газы, химические реактивы, материалы контейнеров. Работать с продуктами особой чистоты, содержащими примеси порядка 10 -5 % и ниже, достаточно сложно. Выработка такой продукции требует специально оборудованных помещений с тщательно профильтрованным воздухом, полного отсутствия металлических предметов, использования посуды из пластмасс особых типов. Применение дистиллированной воды (даже дважды пли трижды перегнанной) абсолютно недопустимо - можно применять лишь воду, прошедшую дополнительную очистку с помощью ионитов. Строжайшие меры принимаются также для устранения возможности попадания каких-либо загрязнений от работающих. Для этой цели, в частности, используется лавсановая спецодежда (не дающая ворсинок), особые туфли и резиновые перчатки.
Маркировка
По существующему в России положению для реактивов установлены квалификации "чистый" (Ч), "чистый для анализа" (ЧДА.), "химически чистый" (ХЧ) и "особо чистый" (ОСЧ.), последняя иногда делится на несколько марок. Реактивы квалификации "чистый" применяются в самых разнообразных лабораторных работах как учебного, так и производственного характера. Реактивы "чистые для анализа", как показывает само название, предназначены для аналитических работ, выполняемых с большой точностью. Содержание примесей в препаратах ЧДА настолько мало, что обычно не вносит заметных погрешностей в результаты анализа. Эти реактивы вполне могут быть использованы в научно-исследовательских работах. Наконец, реактивы квалификации "химически чистый" предназначены для ответственных научных исследований, они используются также в аналитических лабораториях в качестве веществ, по которым устанавливаются титры рабочих растворов. Эти три квалификации охватывают все реактивы общего назначения.
В зарубежной практике помимо выражения концентрации примеси в чистом веществе в атомных процентах и процентах по массе, часто применяют более мелкие единицы: 0/00 – промилле, ppm – часть на миллион или грамм на тонну; ppb – часть на биллон (миллиард) или милиграмм на тонну; очень редко ppT – часть на триллион.
Чистые вещества, содержание лимитируемых примесей в которых находится на уровне от 10 -6 до 10 -7 %(по массе), а сумма остальных примесей 10 -3 10 -4 %(по массе), относятся к классу особо чистых веществ (ОСЧ). Они предназначены лишь для специальных целей. Вещества особой чистоты делятся на три класса. Класс А делится на подклассы А1 (содержание основного вещества 99,9%) и А2 (99,99% основного вещества). Цифра после буквы А характеризует число девяток после запятой. Соответственно содержанию основного вещества различают подклассы В3, В4, В5 и В6. Наконец, ультрачистые вещества обрадуют класс С, делящийся на подклассы С7-С10.
Чистоту вещества характеризуют также по суммарному содержанию определенного числа микропримесей. В маркировку особо чистых веществ помимо наименования марки ОСЧ входят две цифры. Первая обозначает количество лимитируемых примесей, вторая – показатель отрицательной степени их суммы, выраженной в процентах по массе. Например, для особо чистого SiO2 нормируется десять примесей (Аl, В, Fe, Са, Mg, Na, Р, Ti, Sn, Рb), причем общее содержание их не превышает 1.10 -5 %. Для такого препарата устанавливается индекс "ОСЧ-10-5".
Энциклопедический словарь . 2009 .
Смотреть что такое "ЧИСТОЕ ВЕЩЕСТВО" в других словарях:
Чистое вещество элементы или соединения, их растворы, сплавы, смеси и т. д. характеризующиеся содержанием примесей ниже определенного предела. Этот предел определяется свойствами, получением или использованием веществ и, как… … Википедия
чистое вещество - grynoji medžiaga statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. pure substance vok. reiner Substanz, f rus. чистое вещество, n pranc. substance pure, f … Fizikos terminų žodynas
особо чистое вещество - ypač gryna medžiaga statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. highly purified material vok. Reinststoff, m; Reinstsubstanz, f rus. особо чистое вещество, n pranc. substance de très grande pureté, f … Radioelektronikos terminų žodynas
химическое вещество - 2.6 химическое вещество: Химический элемент или химическое соединение, существующие в природе или полученные искусственно. Источник: ГОСТ 30333 2007: Паспорт безопасности химической продукции. Общие требования оригинал докум … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
У этого термина существуют и другие значения, см. Химия (значения). Химия (от араб. کيمياء, произошедшего, предположительно, от египетского слова km.t (чёрный), откуда возникло также название Египта, чернозёма и свинца «черная… … Википедия
Общие Систематическое н … Википедия
- (берлинка) весьма употребительная краска, представляющая в сухом виде темно синие некристаллические массы с красновато медным металлическим блеском, без запаха и вкуса. Слабые кислоты на нее не действуют, едкие щелочи разлагают с выделением окиси … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Кокаин … Википедия
КРИОПРОВОДНИКИ, металлы, удельное сопротивление которых при охлаждении снижается плавно, без скачков и достигает малых значений при криогенных температурах (см. Низкие температуры (см. НИЗКИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ)). Снижение сопротивления криопроводников… … Энциклопедический словарь
Постарайтесь ответить на следующий вопрос: «Будет ли правильным изучать свойства воды, используя для этого морскую воду?». Естественно, нет, потому что морская вода представляет из себя не чистую H 2 O, а смесь разных веществ в ней. В первую очередь это соли (их главную массу составляет хлорид натрия), они придают морской воде своеобразный горько-соленый вкус. Абсолютно каждое вещество, которое можно выделить из воды, обладает определенными свойствами. Однако и сама вода, которая не загрязнена посторонними примесями или содержащая их чрезвычайно мало, – дистиллированная вода, обладает специфическими свойствами. Она замерзает при температуре 0°С, в то время как вода из океана – при температуре – 1,9 °С.
Природная вода не может быть совершенно чистой. Самой чистой является дождевая вода, однако и она содержит определенное количество примесей, которые захвачены из воздуха.
В повседневной жизни, мы, как правило, сталкиваемся не с чистыми веществами, а со смесями веществ. Подобные смеси могут быть неоднородными (к примеру, мутная вода из реки, содержит нерастворимые частицы песка и глины, их можно заметить невооруженным глазом) и однородными, (растворы сахара, спирта) в них нельзя заметить границу раздела между веществами.
Однородные смеси можно разделить на жидкие, твердые и газообразные. Самая важная газообразная смесь – воздух, он представляет собой смесь кислорода, азота, углекислого газа, аргона, а также других веществ. Из твердых смесей можно выделить стекло и различные сплавы – бронзу, латунь, сталь.
Состав различных смесей может быть достаточно разнообразным, они в отличие от чистых веществ, обладают другими свойствами. Чистая вода превращается в лед при температуре 0°С, если мы растворим в ней поваренную соль, то температура ее замерзания значительно понизится. Такими методами, к примеру, пользуются обленившиеся работники городского коммунального хозяйства, когда в период сильных заморозков и гололедицы посыпают тротуары технической поваренной солью.
Состав смеси можно установить при помощи химического анализа. Подобный способ широко распространен, он необходим при решении важнейших хозяйственных проблем, а также научно-технических задач.
Контроль состояния окружающей среды невозможен без определения концентрации примесей, которые загрязняют воздух, воду и почву. При разведке различных полезных ископаемых используется анализ горных пород и руд. Вспомним Шерлока Холмса, известного сыщика, главного героя многочисленных произведений А. Конан Дойла: ему всегда удавалось определить виновность или невиновность подозреваемого при помощи химического анализа, на который уходила значительная часть свободного времени сыщика. Без химического анализа не может обойтись как археолог, так и криминалист, как медик, так и искусствовед. Кроме этого, стоит упомянуть и космические исследования, изучение атмосферных газов планет, их горных пород, изучение состава лунного грунта невозможно без проведения этого трудоемкого процесса.
При помощи особых технологий и методов с применением химического анализа можно создать особо чистые вещества, содержание примесей в них, отражающееся на их свойствах, не превышает одной стотысячной и даже одной миллионной процента. Такие вещества играют важнейшую роль в атомной энергетике, волоконной оптике, полупроводниковой промышленности. Особо чистые вещества, а точнее их свойства, необходимы для создания принципиально новых приборов либо технологических процессов.
Одной из важнейших проблем химии является очистка веществ. Для очищения природной воды от взвешенных частиц, ее пропускают через слой пористого вещества, к примеру угля, или обожженной глины. Если же идет речь о большом количестве воды, то в таких ситуациях используют фильтры из песка и гравия.
Остались вопросы? Не знаете, как сделать домашнее задание?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь .
Первый урок – бесплатно!
сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.