Поради ниската си плътност и свиваемост. 

     Нормалната скорост на разпространение на пламъка е линейната скорост на движение на зоната на горене спрямо свежата хомогенна горима смес в посока, перпендикулярна на фронта на пламъка. Горене с ясно изразен фронт на пламъка е характерно за условия, когато горимата смес е неподвижна или се движи ламинарно. Скоростта на разпространение на пламъка при такива условия за даден състав на горимата смес може да се разглежда като физикохимична характеристика, която зависи само от налягането и температурата. 

Поради голямото разнообразие от видове гориво и окислител, специфичните характеристики и области на използване на газа са много различни. Най-важният фактор, определящ основните свойства на газа, е агрегатното състояние на горивото и окислителя. Въз основа на агрегатното състояние на горивото и окислителя се разграничават: 1) хомогенни - газове и парообразни горими вещества в газообразен окислител (включително кислород на въздуха) 2) хетерогенни - течни и твърди горими вещества в газообразен окислител, както и газ в системата течна запалима смес - течен окислител (например киселини) 3) G. експлозиви и барути, които по същество са кондензирана хомогенна система. 

Досега разгледахме разпространението на пламъка през хомогенна горима смес. Друг вид пламък възниква, когато възникне горене на контактната повърхност на два газа, способни да образуват горима смес. Такива пламъци са познати от всекидневния опит; достатъчно е да назовем пламъка на кибрит или свещ, въглен, дърво или газова струя, използвани за запалване. Тъй като тези пламъци се образуват в процеса на взаимна дифузия на два газа, те се наричат ​​дифузионни пламъци. Явленията на дифузия играят, разбира се, роля във всички процеси на горене, но разликата между обикновения и дифузионния пламък не е трудна за разбиране. Поради това е невъзможно да се посочи рязка граница между тези два вида пламък, тъй като трябва да има непрекъснат преход от единия към другия, както може да се наблюдава, ако подаването на първичен въздух в горелката на Бунзен постепенно намалява. Друг пример за преходни явления между обикновени и дифузионни пламъци могат да бъдат пламъците, споменати по-горе в много разредени смеси от водород с въздух и топки от пламък, образувани в смеси под границата на разпространение (глава VII). Терминът дифузионен пламък обаче изглежда полезен. 

Запалването е характерно за всякакви горими системи - хомогенни, разнородни и по-сложни системи. Съществуват обаче два метода (вида) запалване: самозапалване и т.нар. принудително запалване - запалване. При самозапалване се създават условия за самоускоряване на описаната по-горе реакция в целия обем на тази запалима смес. Например, по време на термично самозапалване, газова смес се нагрява или от горещата стена на съд (бомба), или чрез бързо компресиране на сместа, или чрез бързо смесване на предварително нагрети компоненти на сместа. В този случай е фиксирана съответната стойност на началната температура, при която възниква запалване, и тази температура се нарича температура на самозапалване. 

За подобна смес. Въпреки това капчиците течност с размери 5 µm са твърде малки, което прави микрофотографията много трудна. Следователно, нова версия на разширителния модул е ​​проектирана специално за изследване на структурата на пламъка. Схемата за монтаж е показана на фиг. 9.10. Основните му елементи са горивна камера с обем 1000 cm3 и спомагателно отделение, разделени едно от друго със свободно плаващо бутало със стъклен прозорец. Буталото започва да се движи, когато спомагателното отделение е свързано с контейнер, в който се създава понижено налягане. С помощта на устройство, което ви позволява да регулирате хода на буталото, степента на разширение, както в предишните експерименти, е зададена на 1,25. Хомогенна смес от горивни пари и въздух, предназначена за разширяване, се приготвя в изпарителен резервоар с водна риза, свързана с термостат. Сместа циркулира през верига, която включва горивна камера. Хигрометърът се използва, за да се прецени дали сместа е наситена. 

Реакторите, в които горивото и модераторът образуват хомогенна смес, се наричат ​​хомогенни реактори. По-долу е описан един от тези реактори, в който критичната маса на горимите ядра на уран-235 е само 800 g. В активната зона на реактора има разтвор на силно обогатен уранов сулфат в тежка вода (на 6 часа 1 час. Разтворът е. поставен в сферичен контейнер, който е заобиколен от защита, състояща се от олово (10 см), кадмий (няколко милиметра) и бетон (150 см), охлажда се от вода, която циркулира през тръби под формата на намотка, разположена вътре в контейнера , Фактът, че верижната реакция се поддържа в него без помощта на контролни пръти, се дължи на промените в коефициента на размножаване на неутроните С повишаването на температурата концентрацията на ядреното гориво намалява поради топлинното му разширение, което води до намаляване на коефициента на умножение и спиране на верижната реакция, докато температурата на урановия разтвор спадне до изчислената стойност. 

Редица изследователи смятат, че гасенето на пламъка се дължи на хомогенно инхибиране, което се състои във взаимодействие с активните центрове на газообразни частици, образувани по време на изпаряването и разлагането на праховете. Друга, най-многобройна група свързва гасенето на пламък с хетерогенна рекомбинация на радикали и атомни частици на повърхността на прахове и. накрая, третата група вярва, че когато пламъкът бъде изгасен, възниква както хомогенно, така и хетерогенно инхибиране. Хомогенното инхибиране с прахове е разгледано най-задълбочено в работата. Изследвано е влиянието на различни прахове върху скоростта на разпространение на пламъка на метан-въздушна смес. В експериментите са използвани карбонати, бикарбонати и халогениди на алкални и алкалоземни метали с частици по-малки от 10 микрона. Установено е, че при използване на най-ефективните соли (карбонати и бикарбонати на калий и натрий), скоростта на горене намалява до минимална стойност, когато концентрацията им е по-малка от 1 mg/cm. Когато към горимата смес се добави само 0,86% CH3C, ефективността на праховете рязко намалява. 

Lehner потвърди заключението си за хетерогенния произход на хомогенна реакция с този експеримент. Смес от етилен (80%) и кислород (20%) се пропуска през капиляр, загрят до 450° (c = 2 mm) в съд от Pyrex (30 x 2,5 cm), пълен с тесни тръби от Pyrex по такъв начин, че общият обем на свободното пространство в тръбите, равен на 5,5 cm, време на престой на горимата смес в нагрятата зона е 70 секунди. При такива условия нямаше реакция. След това реакционният съд, все още пълен с тръби, се свързва с 1-литрова колба с помощта на тръба (2.6x1.b). Температурата на капиляра и съда с тръбите, както преди, беше 450°, а температурата на празната колба беше 315°. Времето за контакт беше 27 секунди. При тези условия реакцията протича бързо. Неговите продукти се оказаха 1,5% етиленов оксид, 34% мравчен алдехид и 6,9% мравчена киселина; част от реагиралия етилен се превърна във вода и въглероден диоксид. 

Представената идея за механизма на изгаряне на течни капки, очевидно, е приложима само за капки с достатъчно големи размери. В случай на капчици, по-малки от няколко стотни от милиметъра, картината се променя, тъй като капчици с такива размери могат да имат време да се изпарят, преди да влязат в зоната на горене. В този случай запалимата мъгла, която е смес от фини капчици с въздух, навлиза в зоната на горене под формата на хомогенна смес от горивни пари и въздух. Следователно изгарянето на такава мъгла по своите характеристики трябва да бъде близко до изгарянето на предварително приготвени газови смеси, което се потвърждава от наблюденията на изгарянето на фини аерозоли. 

§ 13. СМЕСИ И ТЕХНИЯТ СЪСТАВ

В ежедневието рядко се срещамечисти вещества. Като няколкопримери за чисти вещества включват захар,калиев манганат (калиев перманганат), готварска сол (итогава, ако към него не се добавят различни добавки, напрмерки, съдържащи йод за профилактика на заболяваниящитовидна жлеза)(фиг. 7).Много по-често от нассъраунд смеси от вещества, които съдържат две или повече отделни съединения, наречени компоненти на сместа.

Фиг.7. Захар (а), калиев перманганат (б), сол (в) - примери
чисти вещества, използвани в ежедневието

Смесите се различават по размера на частиците на веществата, включени в състава им. Понякога тези частици са доста големи: ако смесите речен пясък със захар, можете лесно да различите отделните кристали един от друг.

Смеси , при които частици от съставните им вещества са видими с невъоръжено око или под микроскоп се наричат разнородни , илиразнородни . Такива смеси включват например прах за пране, кулинарни смеси за печене на палачинки или торти и строителни смеси.
Има смеси, при образуването на които веществата се раздробяват на малки частици (молекули, йони), които не се различават дори под микроскоп. Както и да надничате във въздуха, няма да можете да различите визуално молекулите на газовете, които го съставят. Безполезно е да се търси "хетерогенност" в разтвори на оцетна киселина или готварска сол във вода. Такива смеси се наричат хомогенен , или хомогенен .
Хомогенните смеси, подобно на химичните вещества, могат да бъдат разделени според агрегатното си състояние на газообразни, течни и твърди. Най-познатите естествени смеси от газове са въздухът, вече познатите природни и свързаните с тях нефтени газове.
Разбира се, най-често срещаната течна смес на Земята или по-скоро разтвор е водата на моретата и океаните. Един литър морска вода съдържа средно 35 г соли, основната част от които е натриев хлорид. За разлика от чистата вода, морската има горчиво-солен вкус и замръзва не при 0 °C, а при –1,9 °C.
Срещате течни смеси в ежедневието през цялото време. Шампоани и напитки, отвари и домакински химикали са смеси от вещества. Даже
Чешмяната вода не може да се счита за чисто вещество: тя съдържа разтворени соли, малки неразтворими примеси и микроорганизми, които се отстраняват частично чрез хлориране или озониране. В този случай обаче се препоръчва водата да се вари. Специалните битови филтри ще ви помогнат да направите водата подходяща за пиене и да я пречистите не само от твърди частици, но и от някои разтворени примеси. Твърдите смеси също са широко разпространени. Както вече казахме, скалите са смес от няколко вещества. Почва, глина, пясък също са смеси. Твърдите изкуствени смеси включват стъкло, керамика и сплави. Всеки е запознат с кулинарни смеси или смеси, които образуват прахове за пране.
Както знаете от биологията, съставът на въздуха, който вдишваме и след това издишваме, не е еднакъв. В издишания въздух има по-малко кислород, но повече въглероден диоксид и водни пари. Но „повече“ и „по-малко“ са относителни понятия.
Съставът на смесите може да бъде изразен количествено, т.е. в числа. Съставът на газовата смес се изразява чрез обемната част на всеки от нейните компоненти.
Обемна фракция газ в сместа е отношението на обема на даден газ към общия обем на сместа, изразено в части от единица или процент.
ϕ(газ) = V ( газ ) X 100 (%). V ( смеси )
Обемната част на газа в сместа се обозначава с буквата ϕ (phi). Тази стойност показва каква част от общия обем на сместа е заета от определен газ. Например знаете, че обемната част на кислорода във въздуха е 21%, азота - 78%. Останалият 1% идва от благородни газове, въглероден диоксид и други компоненти на въздуха.
Очевидно сумата от обемните фракции на всички газове в сместа е 100%.
Съставът на течни и твърди смеси обикновено се изразява чрез стойност, наречена масова част на компонента.
Масова част на веществото в сместа е отношението на масата на дадено вещество към общата маса на сместа, изразено в части от единица или процент.
ω(вещества) = м (в-ва) X 100 (%). м ( смеси )

Почти всяка таблетка в домашната аптечка е пресована смес от едно или повече лекарствени вещества и пълнител, който може да бъде гипс, нишесте или глюкоза. Строителните и кулинарните смеси, парфюмерийните състави и бои, торове и пластмаси имат състав, който може да се изрази в масови дялове на компонентите, които ги образуват.
Веществата с примеси също са смеси. Само в такива смеси е обичайно да се изолира основното (основното) вещество, а страничните компоненти се наричат ​​с една дума - примеси. Колкото по-малко са, толкова по-чисто е веществото.

В някои области на техниката използването на недостатъчно чисти вещества е неприемливо. В ядрената енергетика се поставят повишени изисквания не само към чистотата на ядреното гориво, но и към веществата, от които са направени самите инсталации. Компютърен чип не може да бъде направен без особено чист силициев кристал. Светлинният сигнал в кабела от фибростъкло ще „изгасне“, когато срещне чужди примеси.
За разделяне на компонентите на смес или за пречистване на основното вещество от примеси се използват различни техники и методи. По правило веществата в смес запазват своите физични свойства: точка на кипене, точка на топене, разтворимост в различни разтворители. Тъй като свойствата на едно вещество се различават
от свойствата на друг, е възможно сместа да се раздели на отделни компоненти. Често се използва преминаването на веществата от едно агрегатно състояние в друго.
Разделянето на смеси от течни вещества се основава на разликата в техните точки на кипене. Този процес, както знаете от примера за рафиниране на нефт, се нарича ректификация или дестилация. Вече знаете, че всички газове се смесват във всяко съотношение. Възможно ли е да се изолират отделни компоненти от смес от газове? Задачата не е лесна. Но учените предложиха много ефективно решение. Смес от газове може да се превърне в течност и да се подложи на дестилация. Например въздухът се втечнява чрез интензивно охлаждане и компресия и след това отделните компоненти се оставят да изкипят един по един, тъй като имат различни точки на кипене. Първият от
Азотът се изпарява в течен въздух; има най-ниска точка на кипене (–196 °C). След това аргонът (–186 °C) може да бъде отстранен от течната смес от кислород и аргон.
Остава почти чист кислород (точката му на кипене е –183 °C, фиг. 8), който е доста подходящ за газово заваряване, химическо производство, а също и за медицински цели.
Дестилацията се използва не само за разделяне на смеси на отделни компоненти, но и за пречистване на вещества.
Чешмяната вода е чиста, прозрачна, без мирис... Но чисто ли е това вещество от гледна точка на химик? Погледнете в чайника: остават котлен камък и кафеникави отлагания
в резултат на многократно кипене на водата в него. Какво ще кажете за варовика по крановете? И натуралната, и чешмяната вода са смес, разтвор на твърди и газообразни вещества.

ориз. 8. В течна форма
кислородът е оцветен в светлина
синьо

Разбира се, тяхното съдържание във водата е много малко, но тези примеси могат да доведат не само до образуване на котлен камък, но и до по-сериозни последици. Неслучайно лекарствата за инжектиране, разтворите на реактиви и електролитите за автомобилни акумулатори се приготвят само с пречистена вода, наречена дестилирана вода.
Откъде идва това име? Работата е там, че дестилацията също се нарича дестилация. Същността на дестилацията е, че сместа се нагрява до кипене, получените пари от чистото вещество се отстраняват, охлаждат се и се превръщат обратно в течност. Но вече не съдържа замърсители.
В лабораторни условия дестилацията се извършва с помощта на специална инсталация (фиг. 9). Сместа, която трябва да се раздели, например вода с разтворени в нея вещества, се излива в дестилационна колба, снабдена с термометър и се нагрява до кипене. Колбата е свързана с низходящ кондензатор - устройство за кондензиране на пари от кипящо вещество. За целта през гумени маркучи в кожуха на хладилника се подава студена вода. Капки от чисто вещество, кондензирано в хладилника, попадат в приемната колба.

ориз. 9. Лабораторна инсталация за дестилация на течности:
1 – дестилационна колба; 2 – термометър; 3 – хладилник;
4 – приемник

Какво трябва да направите, ако искате да изолирате от разтвор не течност, а твърдо вещество, разтворено в него? За тази цел се използва методът на кристализация. Твърдо вещество може да бъде изолирано от разтвор чрез кристализация чрез изпаряване на разтворителя. За това са предназначени специални порцеланови чаши (фиг. 10).

ориз. 10. Изпаряване
разтвор в порцелан
чаша

Този метод се използва широко за извличане на сол от концентрирани разтвори на солени езера.
Наоколо има пелин и вкус на хинин,
И със силна солена сола,
Равнината, оцветена от лъчите
Плавна вълна ближе малко.
Н. Ушаков
В природата солените езера са като гигантски купи. Поради изпаряването на водата по бреговете на такива езера кристализира огромно количество сол, която след пречистване се озовава на нашата трапеза (фиг. 11).

ориз. 11. Добив на сол от солени езера
При извършване на кристализация не е необходимо да се изпарява разтворителят. Известно е, че при нагряване разтворимостта на повечето твърди вещества във вода се увеличава; когато разтвор, наситен чрез нагряване, се утаява известно количество кристали.
Лабораторни опити: Към 5 g оранжеви кристали калиев дихромат добавете няколко кристала калиев перманганат (калиев перманганат) като примес. Сместа се разтваря в 8-10 ml вряща вода. Когато разтворът се охлади, разтворимостта на калиев дихромат рязко намалява и веществото се утаява. Кристалите от дихромат, пречистен от калиев перманганат, се отделят и се промиват с няколко милилитра ледена вода. Ако разтворите пречистеното вещество във вода, тогава по цвета на разтвора можете да определите, че той не съдържа калиев перманганат, той остава в оригиналния разтвор.
За изолиране на неразтворими вещества от течности се използва методът защитавайки . Тя се основава на различни плътности на веществата. Ако твърдите частици са достатъчно големи, те бързо се утаяват на дъното и течността става прозрачна (фиг. 12). Може внимателно да се отцеди от утайката. Колкото по-малък е размерът на твърдите частици в течността, толкова по-дълго ще се утаи сместа.

ориз. 12. Утаяване на почвата във водата

ЛАБОРАТОРЕН ЕКСПЕРИМЕНТ: Изсипете малко прах за миене на съдове в стъклена чаша и добавете половин чаша вода. Образува се мътна смес.
Течността ще стане бистра едва на следващия ден. Защо тази смес седи толкова дълго? Смеси от две течности, които са неразтворими една в друга, също се разделят чрез утаяване. Ако водата попадне в системата за смазване на автомобила, маслото ще трябва да се източи. След известно време обаче сместа ще се отдели. Водата, която има по-висока плътност, образува долния слой, а отгоре слой масло.Смес от вода и масло, вода и растително масло се утаяват по същия начин.

За разделяне на такива смеси е удобно да се използва
специална лабораторна стъклария, наречена разделителна фуния (фиг. 13).

ориз. 13. Разделяне на две несмесващи се течности с помощта на делителна фуния
Лабораторни опити В конична колба се наливат равни обеми вода и растително масло. Силното разклащане разбива водата и маслото на малки капчици, образувайки мътна смес. Изсипва се в делителна фуния. След известно време сместа се разделя на по-тежък воден слой и масло, което изплува на върха. Чрез отваряне на крана на разделителната фуния водният слой се отделя от масления слой.
Частици от твърдо неразтворимо вещество могат да бъдат отделени от течност чрез филтриране. В лабораторията за това се използва специална пореста хартия, наречена филтърна хартия. Твърдите частици не преминават през порите на хартията и остават върху филтъра. Течността с разтворени в нея вещества (наречена филтрат) свободно се просмуква през нея и става напълно прозрачна.
Филтриране - много често срещан процес в ежедневието, в технологиите и в природата. В пречиствателните станции водата се филтрира през слой чист пясък, който задържа тиня, маслени примеси, пръст и частици глина. Горивото и маслото в автомобилния двигател трябва да преминават през филтърни елементи. Клетъчните мембрани, стените на червата или стомаха също са уникални биологични филтри, чиито пори пропускат определени вещества и задържат други.
Не само течните смеси могат да бъдат филтрирани. Неведнъж сте виждали хора, носещи марлени превръзки, и вероятно ви се е налагало да ги използвате сами. Няколко слоя марля с поставена между тях памучна вата пречистват вдишания въздух от частици прах, смог и патогени (фиг. 14). В индустрията за защита на дихателната система от прах се използват специални устройства, наречени респиратори. Въздухът, влизащ в двигателя на автомобила, също се почиства от прах с помощта на тъканни или хартиени филтри.

ориз. 14. Лекари и микробиолози предпазват дихателната система със специални превръзки.

? 1. Какво е смес? Какви видове смеси се различават въз основа на агрегатното състояние на веществата, които ги образуват, въз основа на хомогенността?
2. Правилна ли е фразата „въздушни молекули“? защо Назовете постоянните, променливите и произволните компоненти на въздуха. Направете предположение за относителното съдържание на отделни компоненти във въздуха след гръмотевична буря, в дълбоки клисури и на планински върхове, в гориста местност и в близост до голямо промишлено предприятие.

3. Какъв обем кислород се съдържа в 500 m3 (n.s.) въздух?
4. В природния газ на определено находище обемните фракции на наситените въглеводороди са равни: метан - 85%, етан - 10%, пропан - 4% и бутан - 1%. Какъв обем от всеки газ може да се произведе от 125 литра природен газ (n.o.)?
5. Съставът на сухата циментова смес за шпакловка включва 25% цимент и 75% пясък. Колко килограма от всеки компонент трябва да вземете, за да приготвите 150 kg такава смес?
6. Назовете известните ви методи за разделяне на смеси. Каква е основата на всеки от тях? Предложете метод за разделяне на следните смеси:
а) железни и медни стружки;
б) пясък и дървени стърготини;
в) бензин и вода;
г) тебеширена вар (разделена на тебешир и вода);
д) разтвор на етилов алкохол във вода.
7. По време на грипна епидемия лекарите препоръчват носенето на марлени превръзки. за какво? Как да направите такава превръзка? Колко дълго може да се носи? Как да възстановим защитните свойства на превръзката?
8. Золотърсачите отделят златен пясък от обикновен пясък, като разбъркват почвата във вода и източват калната течност от утайката. Оттук идва изразът „пробиване на злато“. Според вас какво свойство на златния пясък се основава на отделянето му от зърна от отпадъчни скали?
9. Подгответе съобщения по темите: „Боите в ръцете на художника“ и „Известни парфюмеристи“, като използвате интернет ресурси.

I. Нов материал

При подготовката на урока авторът е използвал следните материали:Н.К.Черемисина,

учител по химия в средно училище № 43

(Калининград),

Живеем сред химикали. Вдишваме въздух, а това е смес от газове ( азот, кислороди други), издишайте въглероден диоксид. Да се ​​измием вода- Това е друго вещество, най-разпространеното на Земята. пием мляко- смес водас малки капки мляко мазнини, и не само: тук има и млечен протеин казеин, минерален сол, витаминии дори захар, но не тази, с която пият чай, а специална, млякото - лактоза. Ядем ябълки, които се състоят от цял ​​набор от химикали - тук и захар, И ябълчена киселина, И витамини... Когато сдъвканите парченца ябълка попаднат в стомаха, върху тях започват да действат човешки храносмилателни сокове, които спомагат за усвояването на всички вкусни и полезни вещества не само на ябълката, но и на всяка друга храна. Ние не само живеем сред химикали, но и ние самите сме направени от тях. Всеки човек - неговата кожа, мускули, кръв, зъби, кости, коса е изграден от химикали, като къща от тухли. Азотът, кислородът, захарта, витамините са вещества от естествен, естествен произход. Стъкло, гума, стоманата също е вещество, по-точно, материали(смеси от вещества). И стъклото, и каучукът са с изкуствен произход; Абсолютно чисти вещества не се срещат в природата или се срещат много рядко.

По какво се различават чистите вещества от смесите от вещества?

Отделно чисто вещество има определен набор от характерни свойства (постоянни физични свойства). Само чистата дестилирана вода има точка на топене = 0 °C, точка на кипене = 100 °C и няма вкус. Морската вода замръзва при по-ниска температура и кипи при по-висока; вкусът й е горчив и солен. Водата на Черно море замръзва при по-ниска температура и кипи при по-висока температура от водата на Балтийско море. защо Факт е, че морската вода съдържа други вещества, например разтворени соли, т.е. това е смес от различни вещества, чийто състав варира в широки граници, но свойствата на сместа не са постоянни. Дефиницията на понятието „смес“ е дадена през 17 век. английският учен Робърт Бойл : „Сместа е интегрална система, състояща се от разнородни компоненти.“

Сравнителна характеристика на сместа и чистото вещество

Знаци за сравнение	Чисто вещество	смес
Съединение	Константа	непостоянен
вещества	същото нещо	различни
Физични свойства	Постоянно	непостоянен
Промяна на енергията по време на формирането	Случва се	Не се случва
Раздяла	Чрез химични реакции	Чрез физически методи

Смесите се различават една от друга по външен вид.

Класификацията на смесите е показана в таблицата:

Нека дадем примери за суспензии (речен пясък + вода), емулсии (растително масло + вода) и разтвори (въздух в колба, готварска сол + вода, дребни пари: алуминий + мед или никел + мед).

В суспензиите се виждат частици от твърдо вещество, в емулсии - капчици течност, такива смеси се наричат ​​хетерогенни (хетерогенни), а в разтворите компонентите не се различават, те са хомогенни (хомогенни) смеси.

Методи за разделяне на смеси

В природата веществата съществуват под формата на смеси. За лабораторни изследвания, промишлено производство и за нуждите на фармакологията и медицината са необходими чисти вещества.

За пречистване на веществата се използват различни методи за разделяне на смеси.

Тези методи се основават на разликите във физичните свойства на компонентите на сместа.

Нека помислим начинираздяларазнородни И хомогенен смеси .

Пример за смес	Метод на разделяне
Суспензия - смес от речен пясък и вода	Застъпничество Раздяла защитавайкивъз основа на различни плътности на веществата. По-тежкият пясък се утаява на дъното..В резултат на утаяването от мъглата пада роса, от дима се утаяват сажди, а в млякото се утаява сметана. Разделяне на смес от вода и растително масло чрез утаяване
Смес от пясък и готварска сол във вода	Филтриране Каква е основата за разделяне на разнородни смеси с помощта филтриране?За различната разтворимост на веществата във вода и за различните размери на частиците.Чрез През порите на филтъра преминават само частици от сравними с тях вещества, докато по-големите частици се задържат върху филтъра. Ето как можете да разделите разнородна смес от готварска сол и речен пясък.Като филтри могат да се използват различни порести вещества: вата, въглища, печена глина, пресовано стъкло и др. Методът на филтриране е в основата на работата на домакински уреди, като прахосмукачки. Използва се от хирурзи - марлени превръзки; сондажи и асансьорни работници - дихателни маски. С помощта на цедка за чай, за да филтрира чаените листа, Остап Бендер, героят на произведението на Илф и Петров, успя да вземе един от столовете на Елочка Огреса („Дванадесетте стола“).
Смес от желязо и сяра на прах	Действие чрез магнит или вода Железният прах беше привлечен от магнит, но серният прах не беше.. Неомокряемият прах от сяра изплува на повърхността на водата, а тежкият омокрящ се железен прах се утаява на дъното. Разделяне на смес от сяра и желязо с помощта на магнит и вода
Разтвор на сол във вода е хомогенна смес	Изпаряване или кристализация Водата се изпарява, оставяйки солни кристали в порцелановата чаша. Когато водата се изпари от езерата Елтън и Баскунчак, се получава готварска сол. Този метод на разделяне се основава на разликата в точките на кипене на разтворителя и разтвореното вещество. Ако дадено вещество, например захар, се разлага при нагряване, тогава водата не се изпарява напълно - разтворът се изпарява и след това се утаяват захарни кристали. наситеният разтвор Понякога е необходимо да се отстранят примесите от разтворители с по-ниска температура на кипене, например вода от сол. В този случай парите на веществото трябва да се съберат и след това да се кондензират при охлаждане. Този метод за разделяне на хомогенна смес се нарича дестилация или дестилация. В специални устройства -дестилаторите произвеждат дестилирана вода , коетоизползвани за нуждите на фармакологията, лаборатории, автомобилни охладителни системи . У дома можете да конструирате такъв дестилатор: Ако разделите смес от алкохол и вода, тогава алкохолът с точка на кипене = 78 °C първо ще бъде дестилиран (събран в приемна епруветка), а водата ще остане в епруветката. Дестилацията се използва за производство на бензин, керосин и газьол от петрол. Разделяне на хомогенни смеси

Специален метод за разделяне на компонентите, основан на различната им абсорбция от дадено вещество, е хроматография.

Можете да опитате следния експеримент у дома. Закачете лента от филтърна хартия върху контейнер с червено мастило, като потопите само края на лентата в нея. Разтворът се абсорбира от хартията и се издига по нея. Но границата на покачване на боята изостава от границата на покачване на водата. Така се разделят две вещества: вода и оцветител в мастилото.

Използвайки хроматография, руският ботаник М. С. Цвет е първият, който изолира хлорофил от зелените части на растенията. В промишлеността и лабораториите нишесте, въглища, варовик и алуминиев оксид се използват вместо филтърна хартия за хроматография. Винаги ли се изискват вещества с еднаква степен на пречистване?

За различни цели са необходими вещества с различна степен на пречистване. Водата за готвене трябва да се остави да престои достатъчно, за да се отстранят примесите и хлорът, използван за дезинфекция. Водата за пиене трябва първо да бъде преварена. И в химическите лаборатории за приготвяне на разтвори и провеждане на експерименти, в медицината е необходима дестилирана вода, пречистена възможно най-много от веществата, разтворени в нея. Особено чисти вещества, съдържанието на примеси в които не надвишава една милионна от процента, се използват в електрониката, полупроводниците, ядрените технологии и други прецизни индустрии.

Прочетете стихотворението на Л. Мартинов „Дестилирана вода“:

вода
Предпочитан
Да се ​​налива!
тя
Блесна
Толкова чиста
Без значение какво да се напие,
Без пране.
И това не беше без причина.
Тя пропусна
Върби, тала
И горчивината на цъфтящите лози,
Нямаше достатъчно водорасли
И риба, мазна от водни кончета.
Липсваше й да е вълниста
Липсваше й да тече навсякъде.
Животът не й стигаше
Чисто –
Дестилирана вода!

Използване на дестилирана вода

II. Задачи за затвърдяване

1) Работа със симулатори № 1-4(необходимоизтеглете симулатора, той ще се отвори в браузъра Internet Explorer)

Всяко вещество съдържа примеси. Едно вещество се счита за чисто, ако не съдържа почти никакви примеси.

Смесите от вещества могат да бъдат хомогенни или хетерогенни. В хомогенна смес компонентите не могат да бъдат открити чрез наблюдение, но в хетерогенна смес това е възможно.

Някои физични свойства на хомогенна смес се различават от свойствата на компонентите.

В хетерогенна смес свойствата на компонентите се запазват.

Разнородните смеси от вещества се разделят чрез утаяване, филтриране и понякога чрез действието на магнит, а хомогенните смеси се разделят чрез изпаряване и дестилация (дестилация).

Чисти вещества и смеси

Живеем сред химикали. Вдишваме въздух, който е смес от газове (азот, кислород и други), а издишваме въглероден диоксид. Ние се измиваме с вода - това е друго вещество, най-разпространено на Земята. Ние пием мляко - смес от вода с малки капчици млечна мазнина и не само: има и млечния протеин казеин, минерални соли, витамини и дори захар, но не тази, с която пиете чай, а специален млечен протеин - лактоза. Ние ядем ябълки, които се състоят от цял ​​набор от химикали - тук има и захар, и ябълчена киселина, и витамини... Когато сдъвканите парченца ябълка попаднат в стомаха, човешките храносмилателни сокове започват да действат върху тях, които помагат да се усвои всичко вкусно и здравословни вещества не само ябълки, но и всяка друга храна. Ние не само живеем сред химикали, но и ние самите сме направени от тях. Всеки човек - неговата кожа, мускули, кръв, зъби, кости, коса е изграден от химикали, като къща от тухли. Азотът, кислородът, захарта, витамините са вещества от естествен, естествен произход. Стъклото, каучукът, стоманата също са вещества или по-скоро материали (смеси от вещества). И стъклото, и каучукът са с изкуствен произход; В природата не се срещат абсолютно чисти вещества или се срещат много рядко.

Всяко вещество винаги съдържа определено количество примеси. Вещество, в което почти няма примеси, се нарича чисто. Те работят с такива вещества в научна лаборатория или училищна химическа лаборатория. Имайте предвид, че абсолютно чисти вещества не съществуват.

Отделно чисто вещество има определен набор от характерни свойства (постоянни физични свойства). Само чистата дестилирана вода има точка на топене = 0 °C, точка на кипене = 100 °C и няма вкус. Морската вода замръзва при по-ниска температура и кипи при по-висока; вкусът й е горчив и солен. Водата на Черно море замръзва при по-ниска температура и кипи при по-висока температура от водата на Балтийско море. защо Факт е, че морската вода съдържа други вещества, например разтворени соли, т.е. това е смес от различни вещества, чийто състав варира в широки граници, но свойствата на сместа не са постоянни. Дефиницията на понятието „смес“ е дадена през 17 век. Английският учен Робърт Бойл: „Сместа е интегрална система, състояща се от разнородни компоненти.“

Смесите включват почти всички естествени вещества, хранителни продукти (с изключение на сол, захар и някои други), много лекарства и козметика, домакински химикали и строителни материали.

Сравнителна характеристика на сместа и чистото вещество

Всяко вещество, съдържащо се в смес, се нарича компонент.

Класификация на смесите

Има хомогенни и разнородни смеси.

Хомогенни смеси (хомогенни)

Добавете малка порция захар към чаша вода и разбъркайте, докато цялата захар се разтвори. Течността ще има сладък вкус. Така захарта не изчезна, а остана в сместа. Но ние няма да видим неговите кристали, дори когато изследваме капка течност през мощен микроскоп. Приготвената смес от захар и вода е хомогенна, най-малките частици от тези вещества са равномерно смесени.

Смеси, в които компонентите не могат да бъдат открити чрез наблюдение, се наричат ​​хомогенни.

Повечето метални сплави също са хомогенни смеси. Например в сплав от злато и мед (използвана за направата на бижута) няма частици червена мед и частици жълто злато.

Много предмети за различни цели са направени от материали, които са хомогенни смеси от вещества.

Хомогенните смеси включват всички смеси от газове, включително въздух. Има много хомогенни смеси от течности.

Хомогенните смеси се наричат ​​още разтвори, дори ако са твърди или газообразни.

Нека дадем примери за решения (въздух в колба, трапезна сол + вода, дребни пари: алуминий + мед или никел + мед).

Хетерогенни смеси (хетерогенни)

Знаете, че тебеширът не се разтваря във вода. Ако прахът му се изсипе в чаша вода, тогава в получената смес винаги можете да намерите частици тебешир, които се виждат с просто око или през микроскоп.

Смеси, в които компонентите могат да бъдат открити чрез наблюдение, се наричат ​​хетерогенни.

Хетерогенните смеси включват повечето минерали, почва, строителни материали, живи тъкани, мътна вода, мляко и други хранителни продукти, някои лекарства и козметика.

В хетерогенна смес физичните свойства на компонентите се запазват. По този начин железните стружки, смесени с мед или алуминий, не губят способността си да бъдат привлечени от магнит.

Някои видове хетерогенни смеси имат специални имена: пяна (например полистиролова пяна, сапунена пяна), суспензия (смес от вода с малко количество брашно), емулсия (мляко, добре разклатено растително масло и вода), аерозол ( дим, мъгла).

Методи за разделяне на смеси

В природата веществата съществуват под формата на смеси. За лабораторни изследвания, промишлено производство и за нуждите на фармакологията и медицината са необходими чисти вещества.

Има много методи за разделяне на смеси. Те се избират, като се вземат предвид вида на сместа, агрегатното състояние и разликите във физичните свойства на компонентите.

Методи за разделяне на смеси

Тези методи се основават на разликите във физичните свойства на компонентите на сместа.

Нека разгледаме начините за разделяне на хетерогенни и хомогенни смеси.

Пример за смес	Метод на разделяне
Суспензия - смес от речен пясък и вода	Застъпничество Разделянето чрез утаяване се основава на различни плътности на веществата. По-тежкият пясък се утаява на дъното. Можете също така да отделите емулсията: отделете маслото или растителното масло от водата. В лабораторията това може да се направи с помощта на делителна фуния. Петролът или растителното масло образува горния, по-лек слой. В резултат на утаяването росата пада от мъглата, саждите се утаяват от дима и сметаната се утаява в млякото.
Смес от пясък и готварска сол във вода	Филтриране Разделянето на хетерогенни смеси чрез филтриране се основава на различната разтворимост на веществата във вода и различни размери на частиците. През порите на филтъра преминават само частици от сравними с тях вещества, докато по-големите частици се задържат върху филтъра. По този начин можете да разделите разнородна смес от готварска сол и речен пясък. Като филтри могат да се използват различни порести вещества: вата, въглища, печена глина, пресовано стъкло и др. Методът на филтриране е в основата на работата на домакински уреди, като прахосмукачки. Използва се от хирурзи - марлени превръзки; сондажи и асансьорни работници - дихателни маски. Използвайки цедка за чай, за да филтрира чаените листа, Остап Бендер - героят на произведението на Илф и Петров - успя да вземе един от столовете на Елочка Огреса („Дванадесетте стола“).
Смес от желязо и сяра на прах	Действие чрез магнит или вода Железният прах беше привлечен от магнит, но серният прах не беше. Неомокряемият прах от сяра изплува на повърхността на водата, а тежкият омокрящ се железен прах се утаява на дъното.
Разтвор на сол във вода е хомогенна смес	Изпаряване или кристализация Водата се изпарява, оставяйки солни кристали в порцелановата чаша. Когато водата се изпари от езерата Елтън и Баскунчак, се получава готварска сол. Този метод на разделяне се основава на разликата в точките на кипене на разтворителя и разтвореното вещество. Ако дадено вещество, например захар, се разлага при нагряване, тогава водата не се изпарява напълно - разтворът се изпарява и след това кристалите на захарта се утаяват от наситения разтвор. Понякога е необходимо да се отстранят примесите от разтворители с по-ниска точка на кипене, като например сол от вода. В този случай изпаренията на веществото трябва да се съберат и след това да се кондензират при охлаждане. Този метод за разделяне на хомогенна смес се нарича дестилация или дестилация. В специални апарати – дестилатори се получава дестилирана вода, която се използва за нуждите на фармакологията, лабораториите, охладителните системи на автомобили. Можете да конструирате такъв дестилатор у дома.

Ако разделите смес от алкохол и вода, тогава алкохолът с точка на кипене = 78 °C първо ще бъде дестилиран (събран в приемна епруветка), а водата ще остане в епруветката. Дестилацията се използва за производство на бензин, керосин и газьол от петрол.

Ако окачите лента от филтърна хартия върху контейнер с червено мастило, като потопите само края на лентата в нея. Разтворът се абсорбира от хартията и се издига по нея. Но границата на покачване на боята изостава от границата на покачване на водата. Така се разделят две вещества: вода и оцветител в мастилото.

Използвайки хроматография, руският ботаник М. С. Цвет е първият, който изолира хлорофил от зелените части на растенията. В промишлеността и лабораториите нишесте, въглища, варовик и алуминиев оксид се използват вместо филтърна хартия за хроматография. Винаги ли се изискват вещества с еднаква степен на пречистване?

За различни цели са необходими вещества с различна степен на пречистване. Водата за готвене трябва да се остави да престои достатъчно, за да се отстранят примесите и хлорът, използван за дезинфекция. Водата за пиене трябва първо да бъде преварена. И в химическите лаборатории за приготвяне на разтвори и провеждане на експерименти, в медицината е необходима дестилирана вода, пречистена възможно най-много от веществата, разтворени в нея. Особено чисти вещества, съдържанието на примеси в които не надвишава една милионна от процента, се използват в електрониката, полупроводниците, ядрените технологии и други прецизни индустрии.

Нека проследим логическата верига на връзката между понятията „физическо тяло“ – „материал“ – „субстанция“, използвайки още няколко примера. Полезен предмет - линийка - е изработена от пластмаса. Най-вероятно тази пластмаса е полипропилен. Рамката на прозореца е физическото тяло, дървото е материалът, целулозата е основната субстанция на дървото. Острието на ножа е стомана; стоманата е сплав, чийто основен компонент е желязото.

Сега нека помислим защо мраморът се предлага в различни цветове? Защо има уникален модел на повърхността си? Тъй като освен калциев карбонат, той съдържа примеси, които дават цвят. По същия начин линийките се предлагат в различни цветове, които зависят от това какво багрило е добавено към пластмасата. Гуменият материал, използван за производството на автомобилни гуми, включва 24 компонента, най-важният от които е химическото вещество каучук.

Така се оказва, че има много малко чисти вещества в природата, в технологиите, в ежедневието. Много по-често смеси- комбинация от две или повече вещества. Въздухът е смес от различни газове; нефт – естествена смес от органични вещества (въглеводороди); Всички минерали или скали също са твърди смеси от различни вещества.

Смесите се различават по размера на частиците на веществата, включени в състава им. Понякога тези частици са толкова големи, че могат да се видят с просто око. Ако смесите речен пясък със захар, лесно можете да различите отделните кристали един от друг, особено ако използвате лупа за тази цел. Такива смеси включват например прах за пране, кулинарни смеси за печене на палачинки или торти и строителни смеси.

Понякога частиците на компонентите в смесите са по-малки и невидими за окото. Например, брашното съдържа зърна нишесте и протеини, които не могат да се видят с просто око. Млякото също е водна смес, която съдържа малки капчици мазнини, протеини, лактоза и други вещества. Можете да видите капчици мазнина в млякото, ако разгледате капка мляко под микроскоп.

Агрегатното състояние на веществата в смес може да бъде различно. Пастата за зъби например е смес от твърди и течни съставки (фиг. 60).

Смесите, в които частици от съставните им вещества се виждат с невъоръжено око или под микроскоп, се наричат ​​разнородни или разнородни.

Има смеси, при образуването на които веществата „проникват“ толкова много, че се раздробяват на малки частици, които не се различават дори под микроскоп. Както и да се взирате във въздуха, няма да можете да различите газовете, които го съставят. Също така е безполезно да се търси "хетерогенност" в разтвори на оцетна киселина или готварска сол във вода.

Смес, в която частици от съставните й вещества не могат да се видят дори с помощта на увеличителни инструменти, се нарича еднородна или хомогенна.

Хомогенните смеси според агрегатното си състояние се делят на газообразни, течни и твърди.

смесвсякакви газовевинаги хомогенни. Например чистият въздух е хомогенна смес от азот, кислород, въглероден диоксид и благородни газове и водна пара. Но прашният въздух е разнородна смес от едни и същи газове, само че съдържа и прахови частици. Сигурно неведнъж сте виждали как рано сутрин слънчевите лъчи си пробиват път в стаята през хлабаво спуснати завеси. Техните пътища често са маркирани със светещи пътеки: тези прахови частици, окачени във въздуха, разпръскват слънчевата светлина. Смогът над град или над промишлено предприятие също е разнородна смес: въздух, който съдържа не само частици прах, но и сажди от дим, капчици различни течности и др. (фиг. 61).

Природният газ и свързаният с него нефтен газ също са природни смеси от газообразни вещества, чийто основен компонент е метанът CH4. Същият метан влиза в нашите апартаменти по тръбопроводи и гори в кухнята с весел син пламък. Но битовата газ също е смес. Силно миришещи вещества са специално въведени в състава му, така че най-малкото изтичане на газ може да бъде открито по миризма. Защо е необходимо това? Факт е, че както въздухът (необходим за дишането на всички живи същества), така и природният газ (незаменимо гориво и суровина за химическата промишленост) са голяма благословия за човечеството, но тяхната смес се превръща в страхотна разрушителна сила поради своята изключителна експлозивност. От съобщенията в медиите със сигурност сте наясно с трагедиите, свързани с експлозии на метан във въглищни мини, експлозии на битови газове в резултат на престъпна небрежност или неспазване на основни стандарти за безопасност. Ако усетите миризма на газ в апартамент или във входа на дома си, трябва незабавно да затворите крановете и вентилите, да проветрите помещението и да се обадите на специализирана аварийна служба на телефон 04. В този случай е строго забранено използването на открит огън или включването или изключването на електрически уреди.

ДО течностестествено смесисе отнася за масло. Съдържа стотици различни компоненти, главно въглеродни съединения. Наричат ​​петрола „кръвта на Земята“, „черното злато“ и вие добре знаете колко важна роля играе добивът, рафинирането и износът на петрол и петролни продукти в икономиката на нашата държава и много други страни.

Разбира се, най-често срещаната течна смес или по-скоро разтвор е водата на моретата и океаните. Вече знаете, че един литър морска вода съдържа средно 35 г соли, основната част от които е натриев хлорид. За разлика от чистата морска вода, тя има горчиво-солен вкус и замръзва не при 0 °C, а при –1,9 °C.

Срещате течни смеси в ежедневието през цялото време. Шампоани и напитки, отвари и домакински химикали са смеси от вещества. Дори чешмяната вода не може да се счита за чисто вещество: тя съдържа разтворени соли и малки неразтворими примеси, дезинфекцира се чрез хлориране. Тази вода не трябва да се пие непреварена, не се препоръчва да се използва за готвене. Специалните битови филтри ще помогнат за пречистването на чешмяната вода не само от твърди частици, но и от някои разтворени примеси. Дори разтворите на реагентите не могат да се приготвят с чешмяна вода. За целта водата се пречиства чрез дестилация, за която ще научите малко по-късно.

Широко разпространени и твърди смеси. Както вече казахме, скалите са смеси от няколко вещества. Почва, глина, пясък също са смеси. Твърдите смеси включват стъкло, керамика и сплави. Всеки е запознат с кулинарни смеси или смеси, които образуват прахове за пране.

Кажете ми, еднакъв ли е съставът на въздуха, който вдишваме и издишваме? Разбира се че не. Последният съдържа по-малко кислород, но повече въглероден диоксид. Но „повече или по-малко“ са относителни понятия. Съставът на смесите може да бъде изразен количествено, тоест в числа. как? Това ще бъде обсъдено в следващия параграф.

1. Каква е разликата между материал и химикал?

2. Може ли водата в различни агрегатни състояния да бъде материал? Дайте примери.

3. Какво е смес? Дайте примери за естествени смеси от различни агрегатни състояния. Назовете компонентите на тези смеси.

4. Дайте примери за битови смеси с различни агрегатни състояния. Назовете компонентите на тези смеси.

5. Какви смеси се наричат ​​хетерогенни? Дайте примери за такива природни и битови смеси и назовете техните компоненти.

6. Какви смеси се наричат ​​хомогенни? Дайте примери за такива природни и битови смеси и назовете техните компоненти.

7. Кой въздух може да се счита за хомогенна смес и кой за разнородна?

Глава 2. Математика в химията

(край)

§ 13. Обемна част на газовете в сместа

Въздухът съдържа няколко различни газове: кислород, азот, въглероден диоксид, благородни газове, водна пара и някои други вещества. Съдържанието на всеки от тези газове в чист въздух е строго определено.

За да се изрази съставът на смес от газове в числа, т.е. количествено, се използва специална стойност, която се нарича обемна фракция на газовете в сместа.

Обемната част на газа в сместа се обозначава с гръцката буква "фи".

Обемната част на газ в смес е отношението на обема на даден газ към общия обем на сместа:

MsoNormalTable">

Нека изчислим обемните фракции на тези газове във въздуха: