Puhtad ained ja segud. Segude eraldamise meetodid

Käesolevas artiklis käsitleme, millised on puhaste ainete ja segude, segude eraldamise meetodid. Igapäevases elus kasutab igaüks neist. Kas üldse on looduses puhtaid aineid? Ja kuidas neid segudest eristada?

Puhtad ained ja segud: segude eraldamise meetodid

Puhtad ained on need, mis sisaldavad ainult teatud tüüpi osakesi. Teadlased usuvad, et nende olemust praktiliselt ei eksisteeri, kuna kõik need, ehkki ebaolulised fraktsioonid, sisaldavad lisandeid. Absoluutselt kõik ained ka vees lahustuvad. Isegi kui te seda vedelikku, näiteks hõbetükki, sukeldate, suunatakse selle metalliioonid lahusesse.

Puhtate ainete tähis on koostise ja füüsikaliste omaduste püsivus. Nende tekke käigus muutub energiakogus. Ja see võib nii suureneda kui ka vähendada. Puhta aine eraldamine eraldi komponentidesse on võimalik ainult keemilise reaktsiooni abil. Näiteks on ainult vettunud vett tüüpiline keemis- ja külmumistemperatuur, maitse ja lõhna puudus. Hapniku ja vesiniku lagundada saab ainult elektrolüüsi abil.

Ja kuidas nad erinevad nende agregaatide puhastest ainetest? Keemia aitab meil sellele küsimusele vastata. Segude eraldamise meetodid on füüsikalised, kuna need ei muuda ainete keemilist koostist. Erinevalt puhastest ainetest on segude muutuv koostis ja omadused ning neid saab eraldada füüsikaliste meetoditega.

Mis on segu?

Segu nimetatakse üksikute ainete kogumiks. Selle näide on merevesi. Erinevalt distsiplineeritud on see mõru või soolane maitse, keeb kõrgemal ja külmub madalamal temperatuuril. Ainete segude eraldamise meetodid on füüsikalised. Seega on puhta soola ekstraheerimine ja sellele järgneva kristallimise abil võimalik mereveest puhastada.

Segude liigid

Kui lisate suhkrut veele, mõne aja pärast, lahustuvad selle osakesed ja muutuvad nähtamatud. Selle tulemusena ei saa neid palja silmaga eristada. Selliseid segusid nimetatakse homogeenseks või homogeenseks. Nende näideteks on ka õhk, bensiin, puljong, parfüüm, magus ja soolane vesi, vask ja alumiiniumsulam. Nagu näete, võivad homogeensed segud olla eri agregaatide olekutes, kuid enamasti on seal vedelikke. Neid nimetatakse ka lahendustena.

Heterogeensete või heterogeensete segude korral on võimalik eristada üksikute ainete osakesi. Tüüpilised näited on raua ja puidu saepuru, liiv ja lauasool. Hemogeenseid segusid nimetatakse ka suspensioonidena. Nende hulgas eristatakse suspensioone ja emulsioone. Esimene sisaldab vedelikku ja tahket ainet. Niisiis, emulsioon on vee ja liiva segu. Emulsioon on kahe erineva tihedusega vedeliku kogumik.

Eri nimedega on heterogeenseid segusid. Niisiis, vaht on vahu näide ja aerosoolide jaoks kasutatakse udu, suitsu, deodorante, õhuvärskendajaid, antistaatikaid.

Segude eraldamise meetodid

Loomulikult on paljudel segudel väärtuslikumad omadused kui individuaalsed üksikained, mis moodustavad koostise. Kuid isegi igapäevaelus on olukordi, kus neid tuleb jagada. Ja tööstuses põhinevad kogu protsessid sellel protsessil. Näiteks töötlemisel saadud õli abil saadakse bensiin, gaasiõli, petrooleum, kütteõli, karbiid ja mootoriõli, raketiõli, atsetüleen ja benseen. Nõus, on kasulikum kasutada neid tooteid, kui mõtlematult põletada õli.

Nüüd vaatame, kas on olemas selline asi nagu segude eraldamise keemilised meetodid. Oletame, et me peame saama puhtaid aineid soola vesilahusest. Selleks tuleb segu kuumutada. Selle tulemusena muutub vesi auruks ja sool kristalliseerub. Kuid sel juhul ei muuda mõned ained teistele. See tähendab, et selle protsessi aluseks on füüsilised nähtused.

Segude eraldamise meetodid sõltuvad agregaadi olekus, lahustuvusest, keemispunkti erinevusest, tihedusest ja koostisest. Vaatame igaüks neist üksikasjalikumalt konkreetsete näidete osas.

Filtreerimine

See eraldamismeetod sobib vedelale ja lahustumatu tahke aine sisaldavatele segudele. Näiteks vesi ja jõe liiv. See segu tuleb läbida läbi filtri. Selle tulemusena läbib see puhas vesi vabalt ja liiv püsib.

Kaitsmine

Mõned segude eraldamise meetodid põhinevad gravitatsiooni toimel. Seega on suspensioonid ja emulsioonid lagunevad puhasteks aineteks. Kui taimeõli satub vette, tuleb seda kõigepealt loksutada. Seejärel jäta see mõnda aega. Selle tulemusena jääb vesi laeva põhja ja see katab õli filmi kujul.

Laboratoorsetes tingimustes kasutatakse eraldamiseks lehtrit. Selle töö tulemusena satub tihedam vedelik laevasse ja kopsus jääb.

Määramist iseloomustab protsessi madal määr. Hoiuste moodustamiseks kulub natuke aega. Tööstuslikes tingimustes toimub see meetod spetsiaalsetes konstruktsioonides, mida nimetatakse settepaakideks.

Magnetite tegevus

Kui segu on valmistatud metallist, saab seda magnetiga eraldada. Näiteks eraldi rauast ja puidust saepuru. Kuid kas kõikidel metallidel on sellised omadused? Mitte üldse. Selle meetodi puhul sobivad ainult ferromagnettid sisaldavad segud. Lisaks rauale kuuluvad nikkel, koobalt, gadoliinium, terbium, düsproosium, holmium, erbium.

Destilleerimine

See nimi, mis tõlgitakse ladina keelest, tähendab "tilguti tilkumist". Destilleerimine kujutab endast meetodeid segude eraldamiseks ainete keemispunktide erinevuse põhjal. Seega võib isegi kodus alkoholi ja vett eraldada. Esimene aine aurustub juba temperatuuril 78 ° C. Puudub paari alkoholikondensahtli külm pind, vedades vedelasse olekusse.

Tööstuses saadakse sellisel viisil naftasaadused, lõhnaained ja puhtad metallid.

Aurustamine ja kristallimine

Need eraldamismeetodid sobivad vedelateks lahusteks. Aine, mis moodustab koostise, erineb keemistemperatuuril. Seega on võimalik soola või suhkru kristalle saada veest, milles need on lahustunud. Selleks soojendatakse ja lahust aurustatakse küllastunud olekusse. Sellisel juhul sadestuvad kristallid. Kui on vaja saada puhast vett, siis lahus keedetakse, millele järgneb aurude kondensatsioon jahutuspinnal.

Gaasisegude eraldamise meetodid

Gaasilised segud eraldatakse laboratoorsete ja tööstuslike meetoditega, kuna see protsess nõuab spetsiaalsete seadmete olemasolu. Loodusliku päritolu tooraineks on õhk, koks, generaator, gaas ja maagaas, mis koosneb süsivesinikest.

Gaasilises olekus olevate segude eraldamise füüsikalised meetodid on järgmised:

• Kondensatsioon on segu järkjärguline jahutamine, mille käigus toimub selle komponentide kondenseerumine. Samal ajal lähevad separaatorites kogutud suure keemistemperatuuriga ained kõigepealt vedela olekusse. Seega saadakse koksiahjugaasi vesinik ja ammoniaak kogutakse ka segu reageerimata osast.
• Sorbtsioon on teatud ainete imendumine teiste poolt. Selles protsessis on vastupidised komponendid, mille vahel tasakaalustumine tekib reaktsiooni ajal. Edasiseks ja pöördprotsessiks on vajalikud erinevad tingimused. Esimesel juhul on see kõrge rõhu ja madala temperatuuriga kombinatsioon. Seda protsessi nimetatakse sorptsiooniks. Vastupidisel juhul kasutatakse vastupidiseid tingimusi: madala rõhuga kõrgel temperatuuril.
• Membraanide eraldamine on meetod, mis kasutab poolläbilaskvate vaheseinte omadust erinevate ainete molekulide selektiivseks jaotamiseks.
• Refluks on nende jahutamise tagajärjel segude kõrge keemistemperatuuriga kondenseerumine. Sel juhul peaks üksikute komponentide vedelas olekus ülemineku temperatuur olema suurel määral erinev.

Kromatograafia

Selle meetodi nime saab tõlgendada kui "kirjavärvi". Kujutage ette, et tint on veele lisatud. Kui filterpaberi lõpp langetatakse sellesse seguna, hakkab see imenduma. Sellisel juhul imendub vesi kiiremini kui tint, mis on seotud nende ainete erineva sorbumisvõimega. Kromatograafia ei ole mitte ainult segude eraldamise meetod, vaid ka meetod ainete selliste omaduste uurimiseks nagu difusioon ja lahustuvus.

Niisiis tutvustasime selliseid mõisteid nagu "puhtad ained" ja "segud". Esimesed on elemendid või ühendid, mis koosnevad ainult teatud tüüpi osakestest. Nende näideteks on sool, suhkur, destilleeritud vesi. Segud on üksikute ainete kogumik. Eraldamiseks kasutatakse mitmeid meetodeid. Nende eraldamise meetod sõltub selle komponentide füüsilistest omadustest. Peamised neist on settimine, aurustamine, kristallimine, filtreerimine, destilleerimine, magnetiseerimine ja kromatograafia.