I. Uus materjal

Tunni ettevalmistamisel kasutas autor järgmisi materjale: N.K. Tšeremisina,

43. keskkooli keemiaõpetaja

(Kaliningrad),

Me elame kemikaalide keskel. Me hingame sisse õhku ja see on gaaside segu ( lämmastik, hapnik ja teised), hingake välja süsinikdioksiid. Peseme ennast vesi- See on teine ​​aine, kõige levinum Maal. Joome piim- segu vesi pisikeste piimatilkadega rasv, ja mitte ainult: siin on ka piimavalku kaseiin, mineraal soola, vitamiinid ja isegi suhkrut, kuid mitte sellist, millega nad teed joovad, vaid erilist, piima - laktoos. Sööme õunu, mis koosnevad tervest reast kemikaalidest – siin ja suhkur, Ja Õunahape, Ja vitamiinid... Näritud õunatükkide makku sattudes hakkavad neile mõjuma inimese seedemahlad, mis aitavad omastada kõiki maitsvaid ja tervislikke aineid mitte ainult õunast, vaid ka mistahes muust toidust. Me mitte ainult ei ela kemikaalide keskel, vaid me ise oleme neist valmistatud. Iga inimene – tema nahk, lihased, veri, hambad, luud, juuksed on ehitatud kemikaalidest, nagu tellistest maja. Lämmastik, hapnik, suhkur, vitamiinid on loodusliku, loodusliku päritoluga ained. Klaas, kumm, teras on ka aine, täpsemalt, materjalid(ainete segud). Nii klaas kui ka kumm on kunstlikku päritolu, neid looduses ei eksisteerinud. Absoluutselt puhtaid aineid looduses ei leidu või leidub neid väga harva.

Mille poolest erinevad puhtad ained ainete segudest?

Üksikul puhtal ainel on teatud kogum iseloomulikke omadusi (konstantsed füüsikalised omadused). Ainult puhta destilleeritud vee sulamistemperatuur on 0 °C, keemistemperatuur = 100 °C ja sellel puudub maitse. Merevesi külmub madalamal temperatuuril ja keeb selle maitse on mõrkjas ja soolane. Musta mere vesi külmub madalamal temperatuuril ja keeb kõrgemal temperatuuril kui Läänemere vesi. Miks? Fakt on see, et merevesi sisaldab muid aineid, näiteks lahustunud sooli, s.t. tegemist on erinevate ainete seguga, mille koostis on väga erinev, kuid segu omadused ei ole püsivad. Mõiste “segu” määratlus anti 17. sajandil. Inglise teadlane Robert Boyle : "Segu on terviklik süsteem, mis koosneb heterogeensetest komponentidest."

Segu ja puhta aine võrdlusomadused

Võrdlusmärgid	Puhas aine	Segu
Ühend	Püsiv	Tujukas
Ained	Sama	Erinevad
Füüsikalised omadused	Alaline	Tujukas
Energia muutub moodustumise ajal	Toimub	Ei juhtu
Eraldamine	Keemiliste reaktsioonide kaudu	Füüsiliste meetoditega

Segud erinevad üksteisest välimuselt.

Segude klassifikatsioon on näidatud tabelis:

Toome näiteid suspensioonidest (jõeliiv + vesi), emulsioonidest (taimeõli + vesi) ja lahustest (õhk kolvis, lauasool + vesi, väike vahetus: alumiinium + vask või nikkel + vask).

Suspensioonides on nähtavad tahke aine osakesed, emulsioonides - vedeliku tilgad, selliseid segusid nimetatakse heterogeenseteks (heterogeenseteks) ja lahustes ei ole komponendid eristatavad, need on homogeensed (homogeensed) segud.

Segude eraldamise meetodid

Looduses esinevad ained segudena. Laboriuuringuteks, tööstuslikuks tootmiseks ning farmakoloogia ja meditsiini vajadusteks on vaja puhtaid aineid.

Ainete puhastamiseks kasutatakse erinevaid segude eraldamise meetodeid.

Need meetodid põhinevad segu komponentide füüsikaliste omaduste erinevustel.

Mõelgem viiseeraldamineheterogeenne Ja homogeenne segud .

Segu näide	Eraldamise meetod
Suspensioon - jõeliiva ja vee segu	Advokaaditöö Eraldamine kaitstes mis põhinevad ainete erinevatel tihedustel. Raskem liiv settib põhja. Võite ka emulsiooni eraldada: eraldage õli või taimeõli veest. Laboris saab seda teha jaotuslehtri abil. Ülemise heledama kihi moodustab nafta või taimeõli.Setimise tulemusena langeb udu seest välja kaste, suitsust tahm, piima sisse koor. Vee ja taimeõli segu eraldamine setitamisega
Liiva ja lauasoola segu vees	Filtreerimine Mis on aluseks heterogeensete segude eraldamiseks, kasutades filtreerimine?Ainete erinevast lahustuvusest vees ja erinevatel osakeste suurustel. Läbi Filtri pooridest läbivad ainult nendega võrreldavate ainete osakesed, suuremad osakesed aga jäävad filtrile. Nii saate eraldada lauasoola ja jõeliiva heterogeense segu.Filtritena saab kasutada erinevaid poorseid aineid: vatti, kivisütt, küpsetatud savi, pressklaasi jt. Filtreerimismeetod on kodumasinate, näiteks tolmuimejate, töötamise aluseks. Seda kasutavad kirurgid - marli sidemed; puurijad ja liftitöötajad - hingamisteede maskid. Ilfi ja Petrovi teose kangelasel Ostap Benderil õnnestus teelehtede filtreerimiseks teesõelaga võtta Ellochka the Ogressi (“Kaksteist tooli”) üks toolidest.
Raua ja väävli pulbri segu	Tegevus magneti või vee abil Rauapulbrit tõmbas magnet, väävlipulbrit aga mitte.. Mittemärguv väävlipulber hõljus vee pinnale ja raske märguv rauapulber settis põhja. Väävli ja raua segu eraldamine magneti ja vee abil
Soola lahus vees on homogeenne segu	Aurustumine või kristalliseerumine Vesi aurustub, jättes portselantopsi soolakristallid. Eltoni ja Baskunchaki järvede vee aurustamisel saadakse lauasool. See eraldusmeetod põhineb lahusti ja lahustunud aine keemistemperatuuride erinevusel. Kui aine, näiteks suhkur, laguneb kuumutamisel, siis vesi ei aurustu täielikult - lahus aurustub ja seejärel sadestuvad suhkrukristallid. küllastunud lahus Mõnikord on vaja eemaldada lisandid madalamal keevatemperatuuril olevatest lahustitest, näiteks soolast. Sel juhul tuleb aine aurud kokku koguda ja seejärel jahutamisel kondenseerida. Seda homogeense segu eraldamise meetodit nimetatakse destilleerimine või destilleerimine. Spetsiaalsetes seadmetes -destilleerijad toodavad destilleeritud vett , miskasutatakse farmakoloogia, laborite, autode jahutussüsteemide vajadusteks . Kodus saate sellist destilleerijat ehitada: Kui eraldate alkoholi ja vee segu, destilleeritakse kõigepealt ära alkohol keemistemperatuuriga = 78 °C (kogutakse vastuvõtukatseklaasi) ja vesi jääb katseklaasi. Destilleerimist kasutatakse naftast bensiini, petrooleumi ja gaasiõli tootmiseks. Homogeensete segude eraldamine

Spetsiaalne meetod komponentide eraldamiseks, mis põhineb nende erineval neeldumisel teatud aine poolt, on kromatograafia.

Võite kodus proovida järgmist katset. Riputage filterpaberi riba punase tindi anuma kohale, kastes sellesse ainult riba ots. Lahus imendub paberisse ja tõuseb mööda seda. Kuid värvi tõusu piir jääb vee tõusu piirist maha. Nii eraldatakse kaks ainet: vesi ja tindis sisalduv värvaine.

Vene botaanik M. S. Tsvet eraldas kromatograafia abil esimesena klorofülli taimede rohelistest osadest. Tööstuses ja laborites kasutatakse kromatograafias filterpaberi asemel tärklist, kivisütt, lubjakivi ja alumiiniumoksiidi. Kas alati on vaja sama puhastusastmega aineid?

Erinevatel eesmärkidel on vaja erineva puhastusastmega aineid. Keeduvesi tuleks jätta piisavalt seisma, et eemaldada selle desinfitseerimiseks kasutatud lisandid ja kloor. Joogivesi tuleb esmalt keeta. Ja keemialaborites lahuste valmistamiseks ja katsete tegemiseks, meditsiinis on vaja destilleeritud vett, mis on võimalikult palju puhastatud selles lahustunud ainetest. Eriti puhtaid aineid, mille lisandite sisaldus ei ületa miljondik protsenti, kasutatakse elektroonikas, pooljuhtides, tuumatehnoloogias ja muudes täppistööstuses..

Loe L. Martõnovi luuletust “Destilleeritud vesi”:

Vesi
Soodustatud
Valada!
Ta
Säras
Nii puhas
Ükskõik mida purju juua,
Ei mingit pesemist.
Ja see polnud ilma põhjuseta.
Ta igatses
Pajud, tala
Ja õitsvate viinapuude kibedus,
Tal ei olnud piisavalt merevetikaid
Ja kala, kiilidest rasvane.
Ta igatses olla laineline
Ta igatses kõikjal voolamist.
Tal ei olnud piisavalt elu
Puhas -
Destilleeritud vesi!

Destilleeritud vee kasutamine

II. Ülesanded konsolideerimiseks

1) Töö simulaatoritega nr 1-4(vajaliklaadige alla simulaator, see avaneb Internet Exploreri brauseris)

O.S.GABRIELYAN,
I.G. OSTROUMOV,
A.K.AKHLEBININ

ALUSTA KEEMIAGA

7. klass

Jätkamine. Alustuseks vaata nr 1, 2, 3, 4, 5, 6/2006

2. peatükk. Matemaatika keemias

(jätk)

§ 12. Puhtad ained ja segud

Skulptorite ja arhitektide üks lemmikmaterjale on marmor (joon. 59). Selle kivimi värvus on üllatavalt mitmekesine: piimvalge, hall, roosakas. Kapriisne muster rõõmustab silma. Marmor on meistri kätes kuulekas ja painduv, see on kergesti töödeldav ja täiuslikult peegliläikeks poleeritud. Marmor on mineraal, materjal, millest saab valmistada plaati, kuju või paleesamba. Plaat, kuju, sammas on füüsilised kehad, tooted. Kuid marmori aluseks on aine, mida nimetatakse kaltsiumkarbonaadiks. Sama aine on osa teistest mineraalidest – kriit, lubjakivi.

Jälgime veel mitme näite varal loogilist seosteahelat mõistete „füüsiline keha” – „materjal” – „aine” vahel. Kasulik ese - joonlaud - on valmistatud plastikust. Tõenäoliselt on see plast polüpropüleen. Aknaraam on füüsiline keha, puit on materjal, tselluloos on puidu põhiaine. Noa tera on teras on sulam, mille põhikomponent on raud.

Mõelgem nüüd sellele, miks marmor on erinevat värvi? Miks on selle pinnal ainulaadne muster? Sest lisaks kaltsiumkarbonaadile sisaldab see värvi andvaid lisandeid. Samuti on joonlauad erinevat värvi, mis sõltuvad sellest, millist värvi plastikule lisatakse. Autorehvide valmistamiseks kasutatav kummimaterjal sisaldab 24 komponenti, millest olulisim on keemiline aine kumm.

Nii selgub, et puhtaid aineid on looduses, tehnikas, igapäevaelus väga vähe. Palju tavalisem segud- kahe või enama aine kombinatsioon. Õhk on erinevate gaaside segu; õli – orgaaniliste ainete (süsivesinike) looduslik segu; Kõik mineraalid või kivimid on ka erinevate ainete tahked segud.

Segud erinevad nende koostises sisalduvate ainete osakeste suuruse poolest. Mõnikord on need osakesed nii suured, et neid saab palja silmaga näha. Kui segate jõeliiva suhkruga, saate üksikuid kristalle üksteisest hõlpsasti eristada, eriti kui kasutada selleks suurendusklaasi. Selliste segude hulka kuuluvad näiteks pesupulber, pannkookide või kookide küpsetamiseks mõeldud kulinaarsed segud ja ehitussegud.

Mõnikord on komponentide osakesed segudes väiksemad ega ole silmaga nähtavad. Näiteks sisaldab jahu tärklise- ja valguterasid, mida palja silmaga ei näe. Piim on ka vesine segu, mis sisaldab väikseid tilkakesi rasva, valku, laktoosi ja muid aineid. Kui uurite piimatilka mikroskoobi all, näete piimas rasvatilku.

Ainete füüsikaline olek segus võib olla erinev. Näiteks hambapasta on segu tahketest ja vedelatest komponentidest (joonis 60).

Segusid, milles nende koostisainete osakesed on palja silmaga või mikroskoobi all nähtavad, nimetatakse heterogeenseteks või heterogeenseteks.

Tekivad segud, mille moodustumisel ained “tungivad teineteisesse” nii palju, et lagunevad pisikesteks osakesteks, mis pole mikroskoobi all eristatavad. Ükskõik, kuidas te õhku vaatate, ei suuda te eristada selle moodustavaid gaase. Samuti on mõttetu otsida äädikhappe või lauasoola veelahustest heterogeensust.

Segu, milles selle koostisainete osakesi pole isegi suurendusvahendite abil näha, nimetatakse ühtlaseks ehk homogeenseks.

Homogeensed segud jagunevad agregatsiooni oleku järgi gaasilisteks, vedelateks ja tahketeks.

Seguükskõik milline gaasid alati homogeenne. Näiteks puhas õhk on lämmastiku, hapniku, süsihappegaasi ja väärisgaaside ning veeauru homogeenne segu. Tolmune õhk on aga samade gaaside heterogeenne segu, mis sisaldab ainult tolmuosakesi. Olete ilmselt rohkem kui korra näinud, kuidas varahommikul päikesekiired lõdvalt ettetõmmatud kardinate kaudu tuppa pääsevad. Nende teed on sageli tähistatud helendavate radadega: need õhus hõljuvad tolmuosakesed hajutavad päikesevalgust. Sudu linna või tööstusettevõtte kohal on samuti heterogeenne segu: õhk, mis sisaldab peale tolmuosakeste ka suitsust tahma, erinevate vedelike tilgad jms (joonis 61).

Maagaas ja sellega seotud naftagaas on samuti gaasiliste ainete looduslikud segud, mille põhikomponendiks on metaan CH4. Seesama metaan siseneb torustike kaudu meie korteritesse ja põleb köögis rõõmsa sinise leegiga. Aga majapidamine gaas on samuti segu. Selle koostisesse lisatakse spetsiaalselt tugevalõhnalisi aineid, et vähimatki gaasileket saaks lõhna järgi tuvastada. Miks see vajalik on? Fakt on see, et nii õhk (vajalik kõigi elusolendite hingamiseks) kui ka maagaas (keemiatööstuse asendamatu kütus ja tooraine) on inimkonnale suureks õnnistuseks, kuid nende segu muutub tänu omale tohutuks hävitavaks jõuks. äärmine plahvatusohtlikkus. Meedia teadete põhjal olete kindlasti teadlik tragöödiatest, mis on seotud söekaevandustes toimunud metaani plahvatustega, kuritegeliku hooletuse või põhiliste ohutusstandardite mittejärgimise tagajärjel tekkinud gaasiplahvatustega. Kui tunnete korteris või oma maja sissepääsus gaasilõhna, peate viivitamatult sulgema kraanid ja ventiilid, ventileerima ruumi ja helistama spetsialiseeritud kiirabi numbril 04. Sellisel juhul on rangelt keelatud kasutada lahtiselt süüdata või elektriseadmeid sisse või välja lülitada.

TO vedel loomulik segud viitab õlile. See sisaldab sadu erinevaid komponente, peamiselt süsinikuühendeid. Naftat nimetatakse "Maa vereks", "mustaks kullaks" ja te teate hästi, kui olulist rolli mängib meie riigi ja paljude teiste riikide majanduses nafta ja naftasaaduste kaevandamine, rafineerimine ja eksport.

Kõige tavalisem vedel segu või õigemini lahendus on muidugi merede ja ookeanide vesi. Teate juba, et ühes liitris merevees on keskmiselt 35 g sooli, millest põhiosa moodustab naatriumkloriid. Erinevalt puhtast mereveest on see mõrkjas-soolaka maitsega ja külmub mitte 0 °C, vaid –1,9 °C juures.

Vedelaid segusid kohtab igapäevaelus kogu aeg. Šampoonid ja joogid, joogid ja kodukeemia on kõik ainete segud. Isegi kraanivett ei saa pidada puhtaks aineks: see sisaldab lahustunud sooli ja tillukesi lahustumatuid lisandeid, see desinfitseeritakse kloorimise teel. Seda vett ei tohi juua keetmata, seda ei soovitata kasutada toiduvalmistamiseks. Kodumajapidamises kasutatavad spetsiaalsed filtrid aitavad kraanivett puhastada mitte ainult tahketest osakestest, vaid ka mõnest lahustunud lisandist. Isegi reaktiivilahuseid ei saa kraaniveega valmistada. Sel eesmärgil puhastatakse vett destilleerimisega, mille kohta saate teada veidi hiljem.

Laialt levinud ja tahked segud. Nagu me juba ütlesime, on kivimid mitme aine segud. Muld, savi, liiv on samuti segud. Tahked segud hõlmavad klaasi, keraamikat ja sulamid. Kõik on tuttavad kulinaarsete või pesupulbreid moodustavate segudega.

Ütle mulle, kas meie sisse- ja väljahingatava õhu koostis on sama? Muidugi mitte. Viimane sisaldab vähem hapnikku, kuid rohkem süsihappegaasi. Kuid "enam-vähem" on suhtelised mõisted. Segude koostist saab väljendada kvantitatiivselt, s.t. arvudes. Kuidas? Seda arutatakse järgmises lõigus.

1. Mis vahe on materjalil ja kemikaalil?

2. Kas vesi erinevates agregaatides võib olla materjal? Too näiteid.

3. Mis on segu? Tooge näiteid erinevate agregatsiooniseisundite looduslikest segudest. Nimetage nende segude komponendid.

4. Tooge näiteid erinevate agregatsiooniseisundite majapidamissegudest. Nimetage nende segude komponendid.

5. Milliseid segusid nimetatakse heterogeenseteks? Tooge näiteid sellistest looduslikest ja majapidamissegudest ning nimetage nende komponendid.

6. Milliseid segusid nimetatakse homogeenseteks? Tooge näiteid sellistest looduslikest ja majapidamissegudest ning nimetage nende komponendid.

7. Millist õhku võib pidada homogeenseks seguks ja millist heterogeenseks?

Madala tiheduse ja kokkusurutavuse tõttu.

Leegi normaalne levimiskiirus on põlemistsooni lineaarne liikumiskiirus värske homogeense põleva segu suhtes leegi frondiga normaalses suunas. Selgelt piiritletud leegifrondiga põlemine on tüüpiline oludele, kus põlev segu on paigal või liigub laminaarselt. Leegi levimise kiirust sellistel tingimustel põleva segu teatud koostise korral võib pidada füüsikalis-keemiliseks omaduseks, mis sõltub ainult rõhust ja temperatuurist.

Kütuse- ja oksüdeerijaliikide mitmekesisuse tõttu on gaasi spetsiifilised omadused ja kasutusalad väga erinevad. Kõige olulisem gaasi põhiomadusi määrav tegur on kütuse ja oksüdeerija agregatsiooni olek. Kütuse ja oksüdeerija agregatsiooni oleku alusel eristatakse neid: 1) homogeensed - gaasid ja aurulised põlevained gaasilises oksüdeerijas (sh õhuhapnik) 2) heterogeensed - vedelad ja tahked põlevained gaasilises oksüdeerijas, samuti gaas süsteemis vedel tuleohtlik segu - vedel oksüdeerija (näiteks happed) 3) G. lõhkeained ja püssirohud, mis on sisuliselt kondenseerunud homogeenne süsteem.

Siiani oleme kaalunud leegi levikut läbi homogeense põleva segu. Teist tüüpi leek tekib siis, kui põlemine toimub kahe gaasi kokkupuutepinnal, mis on võimelised moodustama põleva segu. Sellised leegid on igapäevasest kogemusest tuttavad, piisab, kui nimetada tiku või küünla, söe, puidu või valgustamiseks kasutatava gaasijoa leeki. Kuna need leegid tekivad kahe gaasi vastastikuse difusiooni protsessis, nimetatakse neid difusioonleekideks. Difusiooninähtused mängivad loomulikult rolli kõigis põlemisprotsessides, kuid tavaliste ja difusioonileekide erinevust pole raske mõista. Sellisena on võimatu näidata teravat piiri nende kahe leegi tüübi vahel, kuna peab toimuma pidev üleminek ühelt teisele, nagu võib täheldada, kui Bunseni põletis primaarset õhuvarustust järk-järgult vähendatakse. Teiseks näiteks tavaliste ja difusioonileekide vahelisest üleminekunähtusest võivad olla ülalmainitud leegid väga lahjendatud vesiniku ja õhu segudes ning leegipallid, mis on tekkinud segudes allapoole levimispiiri (VII peatükk). Mõiste difusioonleek näib siiski olevat kasulik.

Süüde on iseloomulik mis tahes põlevatele süsteemidele - homogeensetele, heterogeensetele ja keerukamatele süsteemidele. Süütamise viisi (tüüpi) on aga kaks: isesüttimine ja nn. sundsüüde - süüde. Isesüttimise ajal luuakse tingimused ülalkirjeldatud reaktsiooni isekiirendamiseks kogu selle tuleohtliku segu mahu ulatuses. Näiteks termilise isesüttimise käigus kuumutatakse gaasisegu kas anuma (pommi) kuumast seinast või segu kiire kokkusurumise teel või segu eelnevalt kuumutatud komponentide kiirel segamisel. Sel juhul fikseeritakse vastav algtemperatuuri väärtus, mille juures toimub süttimine ja seda temperatuuri nimetatakse isesüttimistemperatuuriks.

Sarnase segu jaoks. 5 µm suurused vedelikupiisad on aga liiga väikesed, mistõttu on mikrofotograafia väga keeruline. Seetõttu töötati välja paisuseadme uus versioon spetsiaalselt leegi struktuuri uurimiseks. Paigaldusskeem on näidatud joonisel fig. 9.10. Selle põhielementideks on 1000 cm3 mahuga põlemiskamber ja abikamber, mis on üksteisest eraldatud klaasaknaga vabalt ujuva kolviga. Kolb hakkab liikuma, kui abikamber on ühendatud mahutiga, milles tekitatakse alandatud rõhk. Kasutades seadet, mis võimaldab teil kolvi käiku reguleerida, on paisumisaste, nagu eelmistes katsetes, seatud väärtusele 1,25. Kütuseauru ja õhu homogeenne segu, mis on ette nähtud paisumiseks, valmistatakse termostaadiga ühendatud veesärgiga aurustuspaagis. Segu ringleb läbi ahela, mis sisaldab põlemiskambrit. Hügromeetrit kasutatakse selleks, et hinnata, kas segu on küllastunud.

Reaktoreid, milles kütus ja moderaator moodustavad homogeense segu, nimetatakse homogeenseteks reaktoriteks. Allpool on kirjeldatud üht sellist reaktorit, milles põlevate uraan-235 tuumade kriitiline mass on vaid 800 g Reaktori südamikus on kõrgelt rikastatud uraansulfaadi lahus raskes vees (6 tundi 1 tund. Lahus on. asetatakse sfäärilisse anumasse, mis on ümbritsetud pliist (10 cm), kaadmiumist (mitu millimeetrit) ja betoonist (150 cm) koosneva kaitsega Reguleerimisvardad on valmistatud kaadmiumist, et ahelreaktsioon säilib selles ilma kontrollvarraste abita. Temperatuuri tõustes väheneb tuumakütuse kontsentratsioon selle soojuspaisumise tõttu, mis põhjustab korrutusteguri vähenemise ja ahelreaktsiooni katkemise, kuni uraanilahuse temperatuur langeb arvutusliku väärtuseni.

Mitmed teadlased usuvad, et leegi kustutamine on tingitud homogeensest inhibeerimisest, mis seisneb vastasmõjus pulbrite aurustumisel ja lagunemisel tekkinud gaasiliste osakeste aktiivsete keskustega. Teine, arvukaim rühm seostab leegi kustutamist radikaalide ja aatomiosakeste heterogeense rekombinatsiooniga pulbrite pinnal ja. lõpuks usub kolmas rühm, et kui leek kustub, tekib nii homogeenne kui ka heterogeenne pärssimine. Töös käsitletakse kõige põhjalikumalt homogeenset inhibeerimist pulbrite poolt. Uuriti erinevate pulbrite mõju metaani-õhu segu leegi levimiskiirusele. Katsetes kasutati leelis- ja leelismuldmetallide karbonaate, vesinikkarbonaate ja halogeniide, mille osakesed on väiksemad kui 10 mikronit. Leiti, et kõige tõhusamate soolade (kaalium- ja naatriumkarbonaadid ja -vesinikkarbonaadid) kasutamisel vähenes põlemiskiirus minimaalse väärtuseni, kui nende kontsentratsioon oli alla 1 mg/cm. Kui põlevale segule lisati ainult 0,86% CH3C, langes pulbrite efektiivsus järsult.

Lehner kinnitas selle katsega oma järeldust homogeense reaktsiooni heterogeense päritolu kohta. Etüleeni (80%) ja hapniku (20%) segu juhiti läbi temperatuurini 450° (c = 2 mm) kuumutatud kapillaari Pyrexi anumasse (30 x 2,5 cm), mis oli täidetud kitsaste Pyrexi torudega nii, et torudes oleva vaba ruumi kogumaht on 5,5 cm. Põlevsegu viibimisaeg kuumutatud tsoonis oli 70 sekundit. Sellistes tingimustes reaktsiooni ei toimunud. Seejärel ühendati endiselt torudega täidetud reaktsioonianum 1-liitrise kolviga, kasutades toru (2,6 x 1,b). Kapillaari ja torudega anuma temperatuur oli nagu varemgi 450° ja tühja kolvi temperatuur 315°. Kokkupuuteaeg oli 27 sekundit. Nendes tingimustes kulges reaktsioon kiiresti. Selle saadusteks osutusid 1,5% etüleenoksiidi, 34% sipelghapet ja 6,9% sipelghapet, mis muutus osa reageerinud etüleenist veeks ja süsinikdioksiidiks.

Esitatud idee vedelate tilkade põlemismehhanismist on ilmselt rakendatav ainult piisavalt suurte tilkade puhul. Kui tilgad on väiksemad kui paar sajandikku millimeetrit, pilt muutub, kuna sellise suurusega tilgad võivad enne põlemispiirkonda jõudmist jõuda aurustuda. Sel juhul satub põlemisalasse süttiv udu, mis on õhuga peente tilkade segu, kütuseauru ja õhu homogeense seguna. Seetõttu peaks sellise udu põlemine oma omadustelt olema lähedane eelnevalt ettevalmistatud gaasisegude põlemisele, mida kinnitavad peente aerosoolide põlemise vaatlused.

§ 13. SEGUD JA NENDE KOOSTIS

Igapäevaelus kohtame harvapuhtad ained. Nagu mõnedpuhaste ainete näideteks on suhkur,kaaliummanganaat (kaaliumpermanganaat), lauasool (jasiis, kui sinna ei lisata näiteks erinevaid lisaaineidjoodi sisaldavad meetmed haiguste ennetamisekskilpnääre)(joonis 7).Palju sagedamini kui meilümbritsevad ainete segud, mis sisaldavad kahte või enamat üksikut ühendit, mida nimetatakse segukomponentideks.

Joonis 7. Suhkur (a), kaaliumpermanganaat (b), sool (c) - näited
igapäevaelus kasutatavad puhtad ained

Segud erinevad nende koostises sisalduvate ainete osakeste suuruse poolest. Mõnikord on need osakesed üsna suured: kui segate jõeliiva suhkruga, saate üksikuid kristalle üksteisest hõlpsasti eristada.

Segud , milles nende koostisainete osakesed on palja silmaga või mikroskoobi all nähtavad nn. heterogeenne , võiheterogeenne . Selliste segude hulka kuuluvad näiteks pesupulber, pannkookide või kookide küpsetamiseks mõeldud kulinaarsed segud ja ehitussegud.
On segusid, mille tekkimisel purustatakse ained pisikesteks osakesteks (molekulideks, ioonideks), mis pole mikroskoobi all eristatavad. Ükskõik, kuidas te õhku vaatate, ei suuda te visuaalselt eristada seda moodustavate gaaside molekule. Äädikhappe või lauasoola vees lahustes "heterogeensust" on mõttetu otsida. Sellised segud kutsutakse homogeenne , või homogeenne .
Homogeensed segud, nagu ka keemilised ained, võib agregatsiooniastme järgi jagada gaasiliseks, vedelaks ja tahkeks. Tuntumad looduslikud gaaside segud on õhk, juba tuttavad looduslikud ja nendega seotud naftagaasid.
Loomulikult on kõige levinum vedel segu Maal, õigemini lahendus, merede ja ookeanide vesi. Ühes liitris merevees on keskmiselt 35 g sooli, millest põhiosa moodustab naatriumkloriid. Erinevalt puhtast veest on merevesi mõrkjas-soolaka maitsega ja külmub mitte 0 °C, vaid –1,9 °C juures.
Vedelaid segusid kohtab igapäevaelus kogu aeg. Šampoonid ja joogid, joogid ja kodukeemia on kõik ainete segud. Isegi
Kraanivett ei saa pidada puhtaks aineks: see sisaldab lahustunud sooli, tillukesi lahustumatuid lisandeid ja mikroorganisme, mis kloorimise või osoonimise teel osaliselt eemaldatakse. Kuid sel juhul on soovitatav vesi keema panna. Kodumajapidamises kasutatavad spetsiaalsed filtrid aitavad muuta vee joogikõlblikuks ja puhastavad seda mitte ainult tahketest osakestest, vaid ka mõningatest lahustunud lisanditest. Levinud on ka tahked segud. Nagu me juba ütlesime, on kivimid mitme aine segu. Muld, savi, liiv on samuti segud. Tahkete kunstlike segude hulka kuuluvad klaas, keraamika ja sulamid. Kõik on tuttavad kulinaarsete või pesupulbreid moodustavate segudega.
Nagu bioloogiast teate, ei ole sisse- ja väljahingatava õhu koostis sama. Väljahingatavas õhus on vähem hapnikku, kuid rohkem süsihappegaasi ja veeauru. Kuid "rohkem" ja "vähem" on suhtelised mõisted.
Segude koostist saab väljendada kvantitatiivselt, s.t. arvudes. Gaasisegu koostist väljendatakse selle iga komponendi mahuosaga.
Gaasi mahuosa segus on antud gaasi ruumala ja segu kogumahu suhe, väljendatuna ühiku murdosades või protsentides.
ϕ(gaas) = V ( gaas ) X 100 (%). V ( segud )
Gaasi mahuosa segus tähistatakse tähega ϕ (phi). See väärtus näitab, kui suure osa segu kogumahust konkreetne gaas hõivab. Näiteks teate, et hapniku mahuosa õhus on 21%, lämmastik - 78%. Ülejäänud 1% pärineb väärisgaasidest, süsinikdioksiidist ja muudest õhukomponentidest.
Ilmselgelt on kõigi segus olevate gaaside mahuosade summa 100%.
Vedelate ja tahkete segude koostist väljendatakse tavaliselt väärtusega, mida nimetatakse komponendi massiosaks.
Aine massiosa segus on antud aine massi ja segu kogumassi suhe, väljendatuna ühiku osades või protsentides.
ω(ained) = m (in-va) X 100 (%). m ( segud )

Peaaegu iga koduses meditsiinikapis olev tablett on kokkupressitud segu ühest või mitmest ravimainest ja täiteainest, milleks võib olla kips, tärklis või glükoos. Ehitus- ja kulinaarsed segud, parfümeeriakompositsioonid ja värvid, väetised ja plastid on koostisega, mida saab väljendada neid moodustavate komponentide massiosades.
Lisanditega ained on samuti segud. Ainult sellistes segudes on tavaks eraldada peamine (peamine) aine ja kõrvalisi komponente nimetatakse ühe sõnaga - lisandid. Mida vähem neid on, seda puhtam on aine.

Mõnes tehnoloogiavaldkonnas on ebapiisavalt puhaste ainete kasutamine vastuvõetamatu. Tuumaenergeetikas ei esitata kõrgendatud nõudeid mitte ainult tuumkütuse puhtusele, vaid ka ainetele, millest paigaldised ise on valmistatud. Arvutikiipi ei saa teha ilma eriti puhta ränikristallita. Klaaskiudkaabli valgussignaal "kustub", kui see puutub kokku võõrlisanditega.
Segu komponentide eraldamiseks või põhiaine puhastamiseks lisanditest kasutatakse erinevaid tehnikaid ja meetodeid. Reeglina säilitavad ained segus oma füüsikalised omadused: keemistemperatuur, sulamistemperatuur, lahustuvus erinevates lahustites. Kuna ühe aine omadused erinevad
teise omadustest on võimalik segu eraldada üksikuteks komponentideks. Sageli kasutatakse ainete üleminekut ühest agregatsiooniseisundist teise.
Vedelate ainete segude eraldamine põhineb nende keemispunktide erinevusel. Seda protsessi, nagu teate nafta rafineerimise näitest, nimetatakse rektifikatsiooniks või destilleerimiseks. Te juba teate, et gaase segatakse mis tahes vahekorras. Kas üksikuid komponente on võimalik eraldada gaasisegust? Ülesanne pole kerge. Kuid teadlased on välja pakkunud väga tõhusa lahenduse. Gaaside segu saab muuta vedelikuks ja destilleerida. Näiteks õhku vedeldatakse intensiivse jahutamise ja kokkusurumisega ning seejärel lastakse üksikutel komponentidel ükshaaval ära keeda, kuna neil on erinevad keemispunktid. Esimene neist
Lämmastik aurustub vedelas õhus, selle keemistemperatuur on madalaim (–196 °C). Seejärel saab hapniku ja argooni vedelast segust eemaldada argooni (–186 °C).
Järele jääb peaaegu puhas hapnik (selle keemistemperatuur on –183 °C, joon. 8), mis sobib üsna hästi gaaskeevitamiseks, kemikaalide tootmiseks ja ka meditsiiniliseks otstarbeks.
Destilleerimist ei kasutata mitte ainult segude eraldamiseks üksikuteks komponentideks, vaid ka ainete puhastamiseks.
Kraanivesi on puhas, läbipaistev, lõhnatu... Aga kas see aine on keemiku seisukohalt puhas? Vaadake veekeetjasse: katlakivi ja pruunikad setted jäävad sisse
selles korduva vee keetmise tulemusena. Aga katlakivi kraanidel? Nii looduslik kui ka kraanivesi on segu, tahkete ja gaasiliste ainete lahus.

Riis. 8. Vedelal kujul
hapnik on värviline valgus
sinine

Loomulikult on nende sisaldus vees väga väike, kuid need lisandid võivad põhjustada mitte ainult katlakivi teket, vaid ka tõsisemaid tagajärgi. Pole juhus, et süsteravimid, reaktiivilahused ja autoaku elektrolüüt valmistatakse ainult puhastatud veest, mida nimetatakse destilleeritud veeks.
Kust see nimi tuli? Asi on selles, et destilleerimist nimetatakse ka destilleerimiseks. Destilleerimise olemus seisneb selles, et segu kuumutatakse keemiseni, tekkinud puhta aine aurud eemaldatakse, jahutatakse ja muudetakse tagasi vedelikuks. Kuid see ei sisalda enam saasteaineid.
Laboratoorsetes tingimustes toimub destilleerimine spetsiaalse seadmestiku abil (joonis 9). Eraldatav segu, näiteks vesi koos selles lahustunud ainetega, valatakse termomeetriga varustatud destilleerimiskolbi ja kuumutatakse keemiseni. Kolb on ühendatud allapoole suunatud kondensaatoriga - seadmega keeva aine aurude kondenseerimiseks. Selleks juhitakse kummivoolikute kaudu külm vesi külmiku ümbrisesse. Külmikus kondenseerunud puhta aine tilgad langevad vastuvõtukolbi.

Riis. 9. Vedelike destilleerimise laboriseade:
1 – destilleerimiskolb; 2 – termomeeter; 3 – külmkapp;
4 – vastuvõtja

Mida teha, kui soovite lahusest eraldada mitte vedeliku, vaid selles lahustunud tahke aine? Sel eesmärgil kasutatakse kristalliseerimismeetodit. Tahke aine saab lahusest eraldada kristallimise teel lahusti aurustamisega. Selleks on mõeldud spetsiaalsed portselanist tassid (joon. 10).

Riis. 10. Aurustumine
lahus portselanis
tass

Seda meetodit kasutatakse laialdaselt soola eraldamiseks soolajärvede kontsentreeritud lahustest.
Ümberringi on koirohi ja kiniini maitse,
Ja tugeva soolasoodaga,
Kiirte poolt värvitud tasandik
Sujuv laine lakub veidi.
N. Ušakov
Looduses on soolajärved nagu hiiglaslikud kausid. Vee aurustumise tõttu selliste järvede kallastel kristalliseerub tohutul hulgal soola, mis pärast puhastamist jõuab meie toidulauale (joon. 11).

Riis. 11. Soola väljavõtmine soolajärvedest
Kristalliseerimisel ei ole vaja lahustit aurustada. On teada, et kuumutamisel enamiku tahkete ainete lahustuvus vees suureneb, kui kuumutamisega küllastunud lahust jahutatakse, sadestub teatud kogus kristalle.
Laboratoorsed katsed: 5 g oranžidele kaaliumdikromaadi kristallidele lisada lisandina mitu kaaliumpermanganaadi (kaaliumpermanganaadi) kristalli. Segu lahustatakse 8–10 ml keevas vees. Lahuse jahutamisel väheneb kaaliumdikromaadi lahustuvus järsult ja aine sadestub. Kaaliumpermanganaadist puhastatud dikromaadi kristallid eraldatakse ja pestakse mitme milliliitri jääveega. Kui lahustate puhastatud aine vees, saate lahuse värvi järgi kindlaks teha, et see ei sisalda kaaliumpermanganaati, see jääb esialgsesse lahusesse.
Lahustumatute ainete eraldamiseks vedelikest kasutatakse meetodit kaitstes . See põhineb erinevatel ainete tihedustel. Kui tahke aine osakesed on piisavalt suured, settivad need kiiresti põhja ja vedelik muutub läbipaistvaks (joonis 12). Seda saab settest ettevaatlikult nõrutada. Mida väiksemad on vedelikus olevad tahked osakesed, seda kauem segu settib.

Riis. 12. Mulla settimine vees

LABORATOORNE EKSPERIMENT: Valage keeduklaasi veidi nõudepesupulbrit ja lisage pool klaasi vett. Moodustub hägune segu.
Vedelik muutub selgeks alles järgmisel päeval. Miks see segu nii kaua istub? Setitamise teel eraldatakse ka kahe vedeliku segud, mis ei lahustu üksteises. Kui vesi satub auto määrdesüsteemi, tuleb õli välja lasta. Mõne aja pärast segu aga eraldub. Suurema tihedusega vesi moodustab alumise kihi, mille peal on õlikiht.Vee ja õli segu, vesi ja taimeõli settitakse samal viisil.

Selliste segude eraldamiseks on seda mugav kasutada
spetsiaalsed laboriklaasid, mida nimetatakse eralduslehtriks (joonis 13).

Riis. 13. Kahe segunematu vedeliku eraldamine jaotuslehtri abil
Laboratoorsed katsed valatakse koonilisse kolbi võrdses koguses vett ja taimeõli. Tugev loksutamine purustab vee ja õli väikesteks tilkadeks, moodustades häguse segu. See valatakse jaotuslehtrisse. Mõne aja pärast eraldub segu raskemaks veekihiks ja õliks, mis ujub üles. Eralduslehtri kraani avamisega eraldatakse veekiht õlikihist.
Tahke lahustumatu aine osakesi saab vedelikust eraldada filtreerimise teel. Laboris kasutatakse selleks spetsiaalset poorset paberit, mida nimetatakse filterpaberiks. Tahked osakesed ei läbi paberi poore ja jäävad filtrile. Vedelik koos selles lahustunud ainetega (nn filtraat) imbub sellest vabalt läbi ja muutub täiesti läbipaistvaks.
Filtreerimine - väga levinud protsess igapäevaelus, tehnoloogias ja looduses. Veepuhastusjaamades filtreeritakse vesi läbi puhta liivakihi, mis säilitab muda, õlilisandid, pinnase ja saviosakesed. Automootori kütus ja õli peavad läbima filtrielemente. Ka rakumembraanid, soolte või mao seinad on ainulaadsed bioloogilised filtrid, mille poorid lasevad teatud ainetel läbi minna ja teisi kinni hoida.
Filtreerida saab mitte ainult vedelaid segusid. Rohkem kui korra olete näinud inimesi marli sidemeid kandmas ja ilmselt pidite neid ka ise kasutama. Mitu kihti marli, mille vahele on asetatud vatt, puhastavad sissehingatavas õhus tolmuosakesi, sudu ja patogeene (joonis 14). Tööstuses kasutatakse hingamissüsteemi tolmu eest kaitsmiseks spetsiaalseid seadmeid, mida nimetatakse respiraatoriteks. Ka auto mootorisse sisenev õhk puhastatakse tolmust riidest või paberfiltrite abil.

Riis. 14. Arstid ja mikrobioloogid kaitsevad hingamiselundeid spetsiaalsete sidemetega.

? 1. Mis on segu? Milliseid segutüüpe eristatakse neid moodustavate ainete agregatsiooniastme, homogeensuse alusel?
2. Kas väljend “õhumolekulid” on õige? Miks? Nimetage õhu konstantsed, muutuvad ja juhuslikud komponendid. Tehke oletus üksikute komponentide suhtelise sisalduse kohta õhus pärast äikest, sügavates kurudes ja mäetippudel, metsaalas ja suure tööstusettevõtte läheduses.

3. Millise koguse hapnikku sisaldab 500 m3 (n.s.) õhku?
4. Teatud välja maagaasis on küllastunud süsivesinike mahuosad võrdsed: metaan - 85%, etaan - 10%, propaan - 4% ja butaan - 1%. Millise mahu iga gaasi saab toota 125 liitrist maagaasist (n.o.)?
5. Krohvimistöödeks mõeldud kuivtsemendisegu koostis sisaldab 25% tsementi ja 75% liiva. Mitu kilogrammi iga komponenti peate võtma 150 kg sellise segu valmistamiseks?
6. Nimetage teile teadaolevad meetodid segude eraldamiseks. Mis on neist igaühe aluseks? Soovitage meetod järgmiste segude eraldamiseks:
a) raua- ja vaskviilud;
b) liiv ja saepuru;
c) bensiin ja vesi;
d) kriidilubi (jagatud kriidiks ja veeks);
e) etüülalkoholi lahus vees.
7. Gripiepideemia ajal soovitavad arstid kanda marli sidemeid. Milleks? Kuidas sellist sidet teha? Kui kaua saab seda kanda? Kuidas taastada sideme kaitseomadused?
8. Uurijad eraldasid kuldse liiva tavalisest liivast, segades pinnase vees ja tühjendades mudase vedeliku settest. Siit pärineb väljend "kulla otsimine". Mis teie arvates kuldliiva omadus põhineb selle eraldamisel aheraine teradest?
9. Koosta Interneti ressursse kasutades teated teemadel: “Maalid kunstniku käes” ja “Kuulsad parfümeerid”.