ไม่มีปฏิกิริยาการเติม ปฏิกิริยาการเติม

สารบริสุทธิ์และสารผสม วิธีการแยกสารผสม

ในการสร้างคุณสมบัติของสารนั้น จำเป็นต้องมีสารนั้นอยู่ในรูปบริสุทธิ์ แต่สารนั้นไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปแบบบริสุทธิ์สารแต่ละชนิดมีสิ่งเจือปนจำนวนหนึ่งเสมอ สารที่แทบไม่มีสิ่งเจือปนเลยเรียกว่าบริสุทธิ์ พวกมันทำงานร่วมกับสารดังกล่าวในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์หรือห้องปฏิบัติการเคมีของโรงเรียน โปรดทราบว่าไม่มีสารบริสุทธิ์อย่างแน่นอน

ส่วนผสมประกอบด้วยสารจากธรรมชาติเกือบทั้งหมด อาหาร (ยกเว้นเกลือ น้ำตาล และอื่นๆ บางชนิด) วัสดุก่อสร้าง สารเคมีในครัวเรือน ยาและเครื่องสำอางหลายชนิด

สารธรรมชาติเป็นของผสม บางครั้งประกอบด้วยสารต่างๆ จำนวนมาก ตัวอย่างเช่น น้ำธรรมชาติมักประกอบด้วยเกลือและก๊าซที่ละลายอยู่ในนั้น บางครั้งสิ่งเจือปนจำนวนเล็กน้อยสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติบางอย่างของสารอย่างรุนแรงได้ ตัวอย่างเช่น ปริมาณธาตุเหล็กหรือทองแดงเพียงหนึ่งในร้อยในสังกะสีจะเร่งปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกหลายร้อยครั้ง เมื่อสารตัวใดตัวหนึ่งมีปริมาณมากกว่าในส่วนผสม ส่วนผสมทั้งหมดมักจะมีชื่อเป็นชื่อของมัน

• 
  ส่วนประกอบคือสารแต่ละชนิดที่มีอยู่ในส่วนผสม

สารบริสุทธิ์จะเป็นเนื้อเดียวกันเสมอ แต่สารผสมสามารถเป็นได้ เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน.

ของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน

เติมน้ำตาลเล็กน้อยลงในแก้วน้ำแล้วคนให้เข้ากันจนน้ำตาลละลายหมด น้ำยาจะมีรสหวาน ดังนั้นน้ำตาลจึงไม่หายไป แต่ยังคงอยู่ในส่วนผสม แต่เราจะไม่เห็นผลึกของมัน แม้ว่าจะตรวจสอบของเหลวหยดหนึ่งผ่านกล้องจุลทรรศน์อันทรงพลังก็ตาม

ข้าว. 3. ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน (สารละลายน้ำตาลในน้ำ)

ส่วนผสมของน้ำตาลและน้ำที่เตรียมไว้เป็นเนื้อเดียวกัน (รูปที่ 3) อนุภาคที่เล็กที่สุดของสารเหล่านี้ผสมกันอย่างเท่าเทียมกัน

• 
  สารผสมที่ไม่สามารถตรวจพบส่วนประกอบด้วยตาเปล่าได้เรียกว่าเป็นเนื้อเดียวกัน

โลหะผสมส่วนใหญ่เป็นของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ในโลหะผสมของทองคำและทองแดง (ใช้ทำเครื่องประดับ) ไม่มีอนุภาคทองแดงสีแดงและอนุภาคทองคำสีเหลือง

น้ำที่ผสมกับทราย ชอล์ก หรือดินเหนียวจะแข็งตัวที่อุณหภูมิ O 0 C และเดือดที่ 100 0 C

ส่วนผสมที่ต่างกันบางประเภทมีชื่อพิเศษ: โฟม (เช่นโฟมโพลีสไตรีน, สบู่ฟอง), สารแขวนลอย (ส่วนผสมของน้ำกับแป้งจำนวนเล็กน้อย), อิมัลชัน (นม, น้ำมันพืชและน้ำที่เขย่าอย่างดี), ละอองลอย ( ควันหมอก)

ข้าว. 5. สารผสมต่างกัน:
ก - ส่วนผสมของน้ำและกำมะถัน;
b - ส่วนผสมของน้ำมันพืชและน้ำ
c - ส่วนผสมของอากาศและน้ำ

มีหลายวิธีในการแยกส่วนผสม การเลือกวิธีการแยกสารผสมจะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสารที่ก่อให้เกิดสารผสม

มาดูแต่ละวิธีโดยละเอียด:

• 
  การสนับสนุน- วิธีการทั่วไปในการทำให้ของเหลวบริสุทธิ์จากสิ่งเจือปนทางกลที่ไม่ละลายในน้ำหรือสารของเหลวที่ไม่ละลายซึ่งกันและกันและมีความหนาแน่นต่างกัน

ลองนึกภาพว่าคุณมีส่วนผสมของน้ำมันพืชและน้ำอยู่ตรงหน้าคุณ กำหนดประเภทของส่วนผสม - ต่างกัน- เปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของน้ำมันและน้ำ (สิ่งเหล่านี้เป็นสารของเหลวที่ไม่ละลายซึ่งกันและกันและมีความหนาแน่นต่างกัน) แนะนำวิธีการแยกส่วนผสมนี้ ( การสนับสนุน- ดำเนินการโดยใช้ช่องทางแยก

การตกตะกอนใช้ในการเตรียมน้ำสำหรับความต้องการทางเทคโนโลยีและในครัวเรือน การบำบัดน้ำเสีย การคายน้ำและการแยกเกลือออกจากน้ำมันดิบ และในกระบวนการเทคโนโลยีเคมีหลายอย่าง เป็นขั้นตอนสำคัญในการทำให้อ่างเก็บน้ำธรรมชาติและอ่างเก็บน้ำเทียมบริสุทธิ์ด้วยตนเอง

• 
  การกรอง– การแยกของเหลวออกจากสิ่งเจือปนที่เป็นของแข็งที่ไม่ละลายน้ำ โมเลกุลของเหลวผ่านรูพรุนของตัวกรองและยังคงมีอนุภาคสิ่งสกปรกขนาดใหญ่อยู่

การกรองสามารถทำได้ไม่เพียงแค่ใช้ตัวกรองกระดาษเท่านั้น วัสดุที่เทกองหรือมีรูพรุนอื่นๆ สามารถใช้กรองได้เช่นกัน วัสดุจำนวนมากที่ใช้ในวิธีนี้ ได้แก่ ทรายควอทซ์ และสำหรับผู้ที่มีรูพรุน - ดินอบและใยแก้ว

ลองนึกภาพว่าตรงหน้าคุณมีส่วนผสมของทรายแม่น้ำและน้ำ กำหนดประเภทของส่วนผสม - ต่างกัน- เปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของทรายแม่น้ำและน้ำ (สารเหล่านี้เป็นสารที่ไม่ละลายซึ่งกันและกันและมีความหนาแน่นต่างกัน) แนะนำวิธีการแยกส่วนผสมนี้ ( การกรอง).

• 
  การกระทำโดยแม่เหล็กเป็นวิธีการแยกสารผสมที่ต่างกันออกไปเมื่อสารตัวใดตัวหนึ่งในส่วนผสมสามารถดึงดูดด้วยแม่เหล็กได้

ลองนึกภาพว่าตรงหน้าคุณมีส่วนผสมของเหล็กและกำมะถัน กำหนดประเภทของส่วนผสม - ต่างกัน- เปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของเหล็กและกำมะถัน ส่วนผสมนี้สามารถแยกออกได้ ปกป้องเนื่องจากกำมะถันและเหล็กเป็นสารแข็งที่ไม่ละลายในน้ำ ถ้าคุณเทส่วนผสมนี้ลงในน้ำ กำมะถันจะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ และเหล็กก็จะจมลงไป ส่วนผสมนี้ยังสามารถแยกได้ด้วย โดยใช้แม่เหล็กเนื่องจากเหล็กถูกแม่เหล็กดึงดูด แต่กำมะถันไม่ได้ดึงดูด

• 
  การระเหย –นี่เป็นวิธีการแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยปล่อยสารที่ละลายได้ที่เป็นของแข็งออกจากสารละลาย เมื่อถูกความร้อนน้ำจะระเหยและผลึกของสารที่เป็นของแข็งจะยังคงอยู่

ลองนึกภาพว่าตรงหน้าคุณมีส่วนผสมของเกลือแกงกับน้ำ กำหนดประเภทของส่วนผสม - เป็นเนื้อเดียวกัน- ส่วนผสมนี้สามารถแยกออกได้ โดยการระเหยเนื่องจากเมื่อเดือดน้ำจะระเหยและเกลือแกงยังคงอยู่ในถ้วย

• 
  การกลั่น (ภาษาละตินสำหรับ “หล่นลง”) – นี่เป็นวิธีการแยกของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน โดยของผสมของเหลวจะถูกแยกออกเป็นเศษส่วนซึ่งมีองค์ประกอบต่างกัน ดำเนินการโดยการระเหยของเหลวบางส่วนตามด้วยการควบแน่นของไอน้ำ ส่วนที่กลั่น (กลั่น) ได้รับการเสริมสมรรถนะด้วยสารที่ค่อนข้างระเหยได้ (จุดเดือดต่ำ) และของเหลวที่ไม่กลั่น (ด้านล่าง) เสริมด้วยสารที่มีความผันผวนค่อนข้างน้อย (จุดเดือดสูง)

การกลั่นทำให้น้ำธรรมชาติบริสุทธิ์จากสิ่งสกปรก น้ำบริสุทธิ์ (กลั่น) ที่เกิดขึ้นจะถูกนำมาใช้ในห้องปฏิบัติการวิจัย ในการผลิตสารสำหรับเทคโนโลยีสมัยใหม่ และในทางการแพทย์เพื่อการเตรียมยา

ในห้องปฏิบัติการ การกลั่นจะดำเนินการโดยใช้การติดตั้งแบบพิเศษ (รูปที่ 6) เมื่อให้ความร้อนส่วนผสมของของเหลว สารที่มีจุดเดือดต่ำสุดจะเดือดก่อน ไอของมันจะออกจากภาชนะ เย็นตัว ควบแน่น1 และของเหลวที่เกิดขึ้นจะไหลเข้าสู่ตัวรับ เมื่อสารนี้ไม่ได้อยู่ในส่วนผสมอีกต่อไป อุณหภูมิจะเริ่มสูงขึ้น และเมื่อเวลาผ่านไป ส่วนประกอบของเหลวอื่นจะเดือด ของเหลวที่ไม่ระเหยจะยังคงอยู่ในภาชนะ

ข้าว. 6. การติดตั้งห้องปฏิบัติการเพื่อการกลั่น: a - ธรรมดา; ข - ลดความซับซ้อน
1 - ส่วนผสมของของเหลวที่มีจุดเดือดต่างกัน
2 - เทอร์โมมิเตอร์;
3 - ตู้เย็นน้ำ;
4 - ผู้รับ

มาดูกันว่ามีการใช้งานอย่างไรบ้าง วิธีการ การแยกสารผสม

กระบวนการกรองอยู่ภายใต้การทำงานของเครื่องช่วยหายใจ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ป้องกันปอดของผู้ที่ทำงานในห้องที่มีฝุ่นมาก เครื่องช่วยหายใจมีตัวกรองที่ป้องกันไม่ให้ฝุ่นเข้าสู่ปอด (รูปที่ 7) เครื่องช่วยหายใจที่ง่ายที่สุดคือผ้าพันแผลที่ทำจากผ้ากอซหลายชั้น เครื่องดูดฝุ่นยังมีแผ่นกรองที่ช่วยขจัดฝุ่นออกจากอากาศ

ข้าว. 7. คนงานใส่เครื่องช่วยหายใจ

สรุปโดยวิธีใดที่คุณสามารถแยกส่วนผสมของสารที่ละลายน้ำได้และไม่ละลายน้ำออกจากน้ำ

ขณะที่เรียนวิชาเคมี ฉันได้เรียนรู้ว่าธรรมชาติ เทคโนโลยี และชีวิตประจำวันมีสารบริสุทธิ์น้อยมาก ที่พบบ่อยกว่านั้นคือส่วนผสม - การรวมกันของส่วนประกอบสองอย่างขึ้นไปที่ไม่เกี่ยวข้องกันทางเคมี ของผสมมีขนาดอนุภาคของสารที่แตกต่างกันซึ่งรวมอยู่ในองค์ประกอบรวมถึงสถานะการรวมตัวของส่วนประกอบต่างๆ การวิจัยทางเคมีต้องใช้สารบริสุทธิ์ แต่คุณจะได้มันมาหรือแยกพวกมันออกจากส่วนผสมได้อย่างไร? ฉันพยายามตอบคำถามนี้ในงานของฉัน

ในชีวิตประจำวันเราถูกรายล้อมไปด้วยสารผสมต่างๆ อากาศที่เราหายใจ อาหารที่เราบริโภค น้ำที่เราดื่ม และแม้แต่ตัวเราเอง จากมุมมองทางเคมี ทั้งหมดนี้ล้วนเป็นส่วนผสมที่มีสารตั้งแต่ 2-3 ถึงหลายพันชนิด

สารผสมคือระบบที่ประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่างที่ไม่เกี่ยวข้องกันทางเคมี ส่วนผสมจะแตกต่างกันไปตามขนาดของอนุภาคของสารที่รวมอยู่ในองค์ประกอบ บางครั้งอนุภาคเหล่านี้มีขนาดใหญ่มากจนสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ตัวอย่างเช่น ส่วนผสมดังกล่าว ได้แก่ ผงซักผ้า ส่วนผสมในการทำอาหารสำหรับการอบ และส่วนผสมในการก่อสร้าง บางครั้งอนุภาคของส่วนประกอบในสารผสมจะมีขนาดเล็กลงจนมองไม่เห็น ตัวอย่างเช่น แป้งประกอบด้วยเมล็ดแป้งและโปรตีนที่ไม่สามารถแยกแยะได้ด้วยตาเปล่า นมยังเป็นส่วนผสมที่เป็นน้ำซึ่งประกอบด้วยหยดไขมัน โปรตีน แลคโตส และสารอื่นๆ หยดเล็กๆ คุณสามารถมองเห็นหยดไขมันในนมได้หากคุณตรวจดูหยดนมด้วยกล้องจุลทรรศน์ สถานะทางกายภาพของสารในสารผสมอาจแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ยาสีฟันเป็นส่วนผสมของส่วนผสมที่เป็นของแข็งและของเหลว มีสารผสมในการก่อตัวของสารที่ "แทรกซึมซึ่งกันและกัน" มากจนแตกเป็นอนุภาคเล็ก ๆ ที่ไม่สามารถแยกแยะได้แม้จะใช้กล้องจุลทรรศน์ก็ตาม ไม่ว่าเราจะมองไปในอากาศอย่างไร เราก็ไม่สามารถแยกแยะก๊าซที่ประกอบเป็นอากาศได้

ดังนั้นสารผสมจึงถูกจำแนกประเภท:

สารผสมซึ่งอนุภาคของสารที่ประกอบเป็นส่วนผสมสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าหรือภายใต้กล้องจุลทรรศน์เรียกว่าไม่เป็นเนื้อเดียวกันหรือต่างกัน

สารผสมซึ่งแม้จะใช้กล้องจุลทรรศน์ก็ไม่สามารถมองเห็นอนุภาคของสารที่ประกอบเป็นส่วนผสมได้เรียกว่าเป็นเนื้อเดียวกันหรือเป็นเนื้อเดียวกัน

ของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันจะถูกแบ่งตามสถานะการรวมตัวเป็นก๊าซ ของเหลว และของแข็ง ส่วนผสมของก๊าซใดๆ จะเป็นเนื้อเดียวกัน ตัวอย่างเช่น อากาศที่สะอาดเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันของไนโตรเจน ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซมีตระกูล แต่อากาศที่มีฝุ่นเป็นส่วนผสมที่ต่างกันของก๊าซชนิดเดียวกัน โดยมีเพียงอนุภาคฝุ่นเท่านั้น ส่วนผสมจากธรรมชาติที่เป็นของเหลว ได้แก่ น้ำมัน ประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆนับร้อยชนิด แน่นอนว่าส่วนผสมของเหลวที่พบมากที่สุดหรือสารละลายคือน้ำในทะเลและมหาสมุทร น้ำทะเล 1 ลิตรประกอบด้วยเกลือต่างๆ เฉลี่ย 35 กรัม เราพบเจอของเหลวผสมอยู่ในชีวิตประจำวันตลอดเวลา แชมพูและเครื่องดื่ม ยาปรุง และสารเคมีในครัวเรือนล้วนเป็นส่วนผสมของสารต่างๆ แม้แต่น้ำประปาก็ไม่สามารถถือเป็นสารบริสุทธิ์ได้ เนื่องจากน้ำประปาประกอบด้วยเกลือที่ละลายน้ำ สิ่งเจือปนเล็กน้อยที่ไม่ละลายน้ำ รวมถึงจุลินทรีย์ที่ฆ่าเชื้อด้วยคลอรีน ส่วนผสมที่เป็นของแข็งก็แพร่หลายเช่นกัน หินเป็นส่วนผสมของสารหลายชนิด ดิน ทราย ดินเหนียวเป็นส่วนผสมที่เป็นของแข็ง ของผสมที่เป็นของแข็ง ได้แก่ แก้ว เซรามิก และโลหะผสม

นักเคมีสร้างสารผสมโดยการผสมสารต่างๆ ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันออกไป สิ่งสำคัญคือส่วนผสมจะคงคุณสมบัติของส่วนที่เป็นส่วนประกอบไว้ ตัวอย่างเช่นสีเทาได้มาจากการผสมสีดำและสีขาว แม้ว่าเราจะเห็นสีเทา แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าอนุภาคทั้งหมดของสีเทานั้นจะเป็นสีเทา ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ อนุภาคของสีดำและสีขาวที่ประกอบเป็นสีดำและสีขาวจะถูกเปิดเผยอย่างแน่นอน

การแยกสารผสมออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ (สารแต่ละชนิด) เป็นงานที่ซับซ้อนกว่าการเตรียมสารผสม แต่ก็มีความสำคัญไม่น้อยไปกว่ากัน วิธีการที่สำคัญที่สุดในการแยกสารผสมสามารถแสดงได้ในแผนภาพ:

ด้วยการใช้วิธีการต่างๆ ในการแยกส่วนผสม (การตกตะกอน การกรอง การกลั่น การแช่แข็ง และอื่นๆ) ส่วนผสมจะได้น้ำมันจากนม ทองคำจากทรายแม่น้ำ แอลกอฮอล์จากส่วนผสม และทำให้น้ำบริสุทธิ์จากสิ่งเจือปนที่ไม่ละลายน้ำและละลายได้

ห้องปฏิบัติการเคมีและอุตสาหกรรมมักต้องการสารบริสุทธิ์ สารที่มีคุณสมบัติทางกายภาพคงที่ เช่น น้ำกลั่น เรียกว่าบริสุทธิ์ (ยังไม่ได้รับสารบริสุทธิ์เกือบทั้งหมด)

มีหลายวิธีในการแยกส่วนผสม ลองมาดูวิธีการเหล่านี้ให้ละเอียดยิ่งขึ้น

การแยกจากของผสมที่ต่างกัน

1. การสนับสนุน

ก) การแยกสารออกจากส่วนผสมที่ต่างกันซึ่งเกิดจากสารที่ไม่ละลายน้ำซึ่งมีความหนาแน่นต่างกัน ตัวอย่างเช่น ตะไบเหล็กสามารถแยกออกจากตะไบไม้ได้โดยการเขย่าส่วนผสมกับน้ำแล้วจึงตกตะกอน ตะไบเหล็กจะจมลงที่ด้านล่างของภาชนะ ในขณะที่ตะไบไม้จะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำและสามารถระบายออกไปพร้อมกับน้ำได้

b) สารบางชนิดจะตกลงในน้ำในอัตราที่ต่างกัน หากคุณเขย่าดินเหนียวผสมทรายกับน้ำ ทรายจะเกาะตัวเร็วขึ้นมาก วิธีการนี้ใช้ในการผลิตเซรามิกเพื่อแยกทรายออกจากดินเหนียว (การผลิตอิฐแดง เครื่องปั้นดินเผา ฯลฯ) ค) การแยกส่วนผสมของของเหลวที่ละลายได้เล็กน้อยซึ่งมีความหนาแน่นต่างกัน ส่วนผสมระหว่างน้ำมันเบนซินกับน้ำ น้ำมันกับน้ำ และน้ำมันพืชกับน้ำจะแยกออกจากกันอย่างรวดเร็ว จึงสามารถแยกออกได้โดยใช้กรวยหรือเสาแยก บางครั้งของเหลวที่มีความหนาแน่นต่างกันจะถูกแยกออกด้วยการปั่นแยก เช่น ครีมจากนม

2. การกรอง

การแยกสารออกจากส่วนผสมที่ต่างกันซึ่งเกิดจากสารที่ละลายน้ำได้

หากต้องการแยกเกลือแกง ให้ผสมกับทรายแล้วเขย่าในน้ำ เกลือแกงละลายและทรายก็ตกตะกอน

เพื่อเร่งการแยกอนุภาคที่ไม่ละลายน้ำออกจากสารละลาย ส่วนผสมจะถูกกรอง ทรายยังคงอยู่บนกระดาษกรอง และสารละลายเกลือแกงใสจะไหลผ่านตัวกรอง

3. การกระทำด้วยแม่เหล็ก

การแยกสารที่สามารถทำให้เกิดแม่เหล็กจากส่วนผสมที่ต่างกัน ตัวอย่างเช่น หากมีส่วนผสมของเหล็กและผงซัลเฟอร์ ก็สามารถแยกออกได้โดยใช้แม่เหล็ก

การแยกสารออกจากของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน

4. การระเหย การตกผลึก

เพื่อแยกสารที่ละลาย เช่น เกลือแกง ออกจากสารละลาย สารหลังจะถูกระเหย น้ำจะระเหยออกไป เหลือเกลือแกงไว้ในถ้วยพอร์ซเลน บางครั้งมีการใช้การระเหยเช่น การระเหยของน้ำบางส่วน เป็นผลให้เกิดสารละลายที่มีความเข้มข้นมากขึ้นเมื่อเย็นลงซึ่งสารที่ละลายจะถูกปล่อยออกมาในรูปของผลึก วิธีการทำให้สารบริสุทธิ์นี้เรียกว่าการตกผลึก

5. การกลั่น

วิธีการแยกสารผสมนี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของจุดเดือดของส่วนประกอบที่ละลายได้

การกลั่น (การกลั่น) เป็นเทคนิคในการแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยการระเหยของเหลวระเหยพร้อมกับการควบแน่นของไอระเหยในภายหลัง เช่น การได้มาซึ่งน้ำกลั่น

ในการทำเช่นนี้ให้ต้มน้ำที่มีสารที่ละลายอยู่ในภาชนะเดียว ไอน้ำที่เกิดขึ้นจะถูกควบแน่นในภาชนะอีกใบหนึ่งในรูปของน้ำกลั่น

6. โครมาโตกราฟี

วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าสารแต่ละชนิดถูกดูดซับ (จับกัน) โดยพื้นผิวของสารอื่นในอัตราที่ต่างกัน

สาระสำคัญของวิธีนี้สามารถเรียนรู้ได้จากประสบการณ์ต่อไปนี้

หากแถบกระดาษกรองถูกแขวนไว้เหนือภาชนะที่มีหมึกสีแดงและมีเพียงปลายแถบเท่านั้นที่จมอยู่ในนั้น คุณจะสังเกตเห็นว่าสารละลายจะถูกกระดาษดูดซับและลอยขึ้นมาตามนั้น อย่างไรก็ตามขอบเขตการเพิ่มขึ้นของสีจะล้าหลังขอบเขตการเพิ่มขึ้นของน้ำ ดังนั้นสารสองชนิดจึงถูกแยกออกจากกัน: น้ำและสีย้อม ซึ่งทำให้สารละลายมีสีแดง

ส่วนการทดลอง.

หน้าแรก แนวทางความปลอดภัยในห้องปฏิบัติการ

เป็นไปไม่ได้ที่จะจินตนาการถึงเคมีหากไม่มีการทดลองทางเคมี ดังนั้นคุณสามารถศึกษาวิทยาศาสตร์นี้ เข้าใจกฎของมัน และแน่นอนว่าชอบมันผ่านการทดลองเท่านั้น มีความเห็นว่าการทดลองทางเคมีเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ที่ซับซ้อนและรีเอเจนต์ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ สารประกอบที่เป็นพิษและการระเบิดร้ายแรง และจำเป็นต้องมีเงื่อนไขพิเศษในการฝึกเคมี อย่างไรก็ตาม สามารถทำการทดลองทางเคมีกับสารหลากหลายชนิดได้มากกว่า 300 รายการที่บ้านได้ เนื่องจากห้องปฏิบัติการที่บ้านไม่มีตู้ดูดควันหรืออุปกรณ์พิเศษอื่น ๆ จึงจำเป็นต้องปฏิบัติตามกฎความปลอดภัยอย่างเคร่งครัด:

2. คุณไม่สามารถสะสมและจัดเก็บรีเอเจนต์จำนวนมากที่บ้านได้

3. สารเคมีและสารต้องมีฉลากพร้อมชื่อ ความเข้มข้น และวันที่ผลิต

4. ไม่สามารถลิ้มรสสารเคมีได้

5. เพื่อระบุกลิ่น ห้ามนำภาชนะที่มีสารเข้าใกล้ใบหน้า คุณต้องใช้ฝ่ามือลูบไล้เบาๆ หลายๆ ครั้งตั้งแต่ช่องเปิดของหลอดเลือดไปจนถึงจมูก

6. ถ้ากรดหรือด่างหกรั่วไหล สารนั้นจะถูกทำให้เป็นกลางหรือถูกปกคลุมด้วยทรายก่อนแล้วจึงเอาผ้าขี้ริ้วออกหรือเก็บในที่ตักผง

7. ก่อนที่จะทำการทดลอง ไม่ว่าจะดูง่ายแค่ไหน คุณต้องอ่านคำอธิบายของการทดลองอย่างละเอียดและทำความเข้าใจคุณสมบัติของสารที่ใช้ มีตำราเรียน หนังสืออ้างอิง และวรรณกรรมอื่นๆ สำหรับเรื่องนี้

ประสบการณ์หมายเลข 1 การแยกสารผสมที่ต่างกัน

A) เตรียมส่วนผสมที่ต่างกันของทรายและผงเหล็ก

วัตถุประสงค์ของการทดลอง: เรียนรู้ที่จะแยกสารผสมที่ต่างกันด้วยวิธีต่างๆ

อุปกรณ์: ทรายแม่น้ำ, ผงเหล็ก, แม่เหล็ก, บีกเกอร์ 2 อัน

เติมผงเหล็กหนึ่งช้อนโต๊ะและทรายแม่น้ำลงในบีกเกอร์ ค่อยๆ คนส่วนผสมให้เข้ากันจนผลิตภัณฑ์มีสีสม่ำเสมอ สังเกตสีและทดสอบคุณสมบัติทางแม่เหล็กโดยจับแม่เหล็กไว้ที่ด้านนอกของกระจก ตรวจสอบว่าสารใดที่ให้สีผสมและคุณสมบัติทางแม่เหล็ก ให้เราแยกส่วนผสมที่ต่างกันที่เตรียมไว้โดยใช้แม่เหล็ก ในการดำเนินการนี้ ให้นำแม่เหล็กไปที่ผนังด้านนอกของกระจก และแตะเบา ๆ ที่ผนังด้านนอกด้วยแม่เหล็ก เราจะรวบรวมผงเหล็กบนผนังด้านในของกระจก จับเตารีดด้วยแม่เหล็กที่ผนังด้านในของกระจก แล้วเททรายลงในแก้วอีกใบ เราป้อนข้อมูลการทดลองลงในตาราง

B) เตรียมส่วนผสมของเกลือแกง ดิน และขี้กบที่เกิดขึ้นหลังจากเหลาดินสอ

อุปกรณ์: เกลือแกง, ดิน, ขี้กบ, แก้ว, น้ำ, ตัวกรอง, ช้อน, กระทะ

ขั้นตอนการทดลอง:

เตรียมส่วนผสมโดยผสมเกลือแกง ดิน และขี้กบอย่างละ 1 ช้อนชา ละลายส่วนผสมที่ได้ในน้ำหนึ่งแก้ว ใช้ช้อนมีรูตักเศษที่ลอยอยู่ออก แล้ววางบนแผ่นกระดาษให้แห้ง ทำตัวกรองจากผ้าพันแผลหรือผ้ากอซโดยพับ 3-4 ชั้นแล้วยืดให้หลวมๆ บนกระจกอีกใบ กรองส่วนผสม. เช็ดตัวกรองให้แห้งด้วยดินที่เหลือ จากนั้นจึงทำความสะอาดออกจากตัวกรอง เทของเหลวที่กรองแล้ว (กรอง) จากแก้วลงในชามเคลือบฟันหรือกระทะแล้วระเหย รวบรวมผลึกเกลือที่ปล่อยออกมา เปรียบเทียบปริมาณสารก่อนและหลังการทดลอง

ประสบการณ์หมายเลข 2 การแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันด้วยโครมาโตกราฟีแบบกระดาษ

A) แยกส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันของสีย้อมสีแดงและสีเขียว

อุปกรณ์: แถบกระดาษกรอง บีกเกอร์ จุกสำหรับบีกเกอร์ ปากกามาร์กเกอร์สีแดงและสีเขียว แอลกอฮอล์ (สารละลายน้ำ 70%)

ขั้นตอนการทดลอง:

ใช้แถบกระดาษกรองซึ่งมีความยาวมากกว่าความสูงของบีกเกอร์ 2-3 ซม. ตรงกลางแถบนี้ ทำเครื่องหมายจุดด้วยดินสอง่ายๆ โดยให้ห่างจากขอบ 1.5 ซม. ที่จุดที่ทำเครื่องหมายไว้ ให้ทาคราบสีย้อมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 5 มม. ด้วยปากกาสักหลาด ขั้นแรก ใช้ปากกาสักหลาดสีแดงสร้างจุดขนาด 1-2 มม. จากนั้นทาสีเขียวบนจุดสีแดงเพื่อให้จุดสีเขียวยื่นออกมาเกินขอบของจุดสีแดงประมาณ 1 มม. ปล่อยให้คราบของส่วนผสมแห้ง (1-2 นาที) จากนั้นใช้ดินสอง่ายๆ ลากไปตามโครงร่างอย่างระมัดระวังเพื่อไม่ให้กระดาษเสียหาย

เทแอลกอฮอล์ลงในบีกเกอร์ในชั้น 0.5-1 ซม. วางแถบกระดาษแนวตั้งที่มีคราบของส่วนผสมสีย้อมลงในบีกเกอร์แล้วงอส่วนที่ยื่นออกมาของแถบไปทางพื้นผิวด้านนอกของบีกเกอร์ คราบสีย้อมควรอยู่เหนือของเหลว 0.5 ซม. ปิดกระจกด้วยจุกแบบกลับด้าน สังเกตการเปียกของแถบกระดาษและการเคลื่อนตัวของจุดสีขึ้นด้านบน โดยแบ่งออกเป็นสองจุด จะใช้เวลาประมาณ 20 นาทีเพื่อให้ส่วนผสมของสีย้อมแยกออกจากกันอย่างสมบูรณ์ หลังจากที่กระดาษอิ่มตัวด้วยแอลกอฮอล์จนหมดแล้ว ให้นำออกและปล่อยให้แห้งประมาณ 5-10 นาที ทำเครื่องหมายสีของจุดต่างๆ ป้อนผลการสังเกตลงในตาราง

B) แยกส่วนผสมต่อไปนี้โดยใช้โครมาโตกราฟีแบบกระดาษ: สารละลายแอลกอฮอล์ของ "สิ่งที่เป็นสีเขียว"; สารละลายน้ำหมึกดำสำหรับงานเขียนแบบ

วัตถุประสงค์ของการทดลอง: เพื่อให้เชี่ยวชาญวิธีโครมาโทกราฟีแบบกระดาษ เรียนรู้ที่จะระบุความแตกต่างระหว่างสารบริสุทธิ์และสารผสม

อุปกรณ์: บีกเกอร์, แถบกระดาษกรองหรือกระดาษซับ, สารละลายแอลกอฮอล์ของสีเขียว, สารละลายน้ำหมึกสำหรับงานเขียนแบบ

ขั้นตอนการทดลอง:

ต้องแขวนแถบกระดาษกรองไว้เหนือภาชนะที่มีสารละลาย "สีเขียว" และหมึกสีดำเพื่อให้กระดาษสัมผัสกับสารละลายเท่านั้น

ขีดจำกัดการเพิ่มขึ้นของ "สิ่งที่เป็นสีเขียว" และสารแต่งสีจะช้ากว่าขีดจำกัดการเพิ่มขึ้นของแอลกอฮอล์และน้ำ ตามลำดับ ดังนั้นการแยกสารทั้งสองจึงเกิดขึ้นในส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน: ก) แอลกอฮอล์และสีเขียวสดใส ข) น้ำและสารสี

ประสบการณ์หมายเลข 3 การแพร่กระจาย

วัตถุประสงค์ของการทดลอง: เพื่อศึกษากระบวนการแพร่กระจายในทางปฏิบัติ

อุปกรณ์: เจลาตินอาหาร, โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต, คอปเปอร์ซัลเฟต, น้ำ, กระทะ, ช้อนสแตนเลสสำหรับกวน, เตาไฟฟ้าหรือแก๊ส, แหนบ, ขวดใสสองขวด

ขั้นตอนการทดลอง:

ใส่เจลาตินหนึ่งช้อนชาลงในแก้วน้ำเย็นแล้วทิ้งไว้หนึ่งหรือสองชั่วโมงเพื่อให้ผงมีเวลาบวม เทส่วนผสมลงในหม้อใบเล็ก อุ่นส่วนผสมด้วยไฟอ่อน รับรองว่าไม่เดือดไม่ว่ากรณีใดๆ ทั้งสิ้น! คนเนื้อหาของกระทะจนเจลาตินละลายหมด เทสารละลายร้อนลงในขวดสองใบ เมื่อเย็นลง ให้สอดแหนบที่มีคริสตัลโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตไว้ตรงกลางฟองอากาศฟองใดฟองหนึ่งโดยขยับอย่างรวดเร็วและระมัดระวัง เปิดแหนบเล็กน้อยแล้วถอดออกอย่างรวดเร็ว เติมคริสตัลคอปเปอร์ซัลเฟตลงในขวดอีกขวด เจลาตินชะลอกระบวนการแพร่กระจายและเป็นเวลาหลายชั่วโมงติดต่อกันคุณจะสามารถเห็นภาพที่น่าสนใจมาก: ลูกบอลสีจะเติบโตรอบ ๆ ผลึก

ประสบการณ์หมายเลข 4 การแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยการตกผลึก

ปลูกคริสตัลหรือคริสตัลจากสารละลายเกลือแกงคอปเปอร์ซัลเฟตหรือโพแทสเซียมสารส้มที่อิ่มตัว

วัตถุประสงค์ของการทดลอง: เพื่อเรียนรู้วิธีการเตรียมสารละลายเกลือแกงหรือสารอื่นๆ ที่อิ่มตัว การปลูกผลึกขนาดต่างๆ เพื่อรวบรวมทักษะในการทำงานกับสารและอุปกรณ์เคมี

อุปกรณ์: แก้วและขวดลิตรสำหรับเตรียมสารละลาย, ช้อนไม้หรือแท่งไม้สำหรับกวน, เกลือสำหรับการทดลอง - เกลือแกง, คอปเปอร์ซัลเฟตหรือสารส้ม, น้ำร้อน, เมล็ดพืช - ผลึกเกลือที่แขวนอยู่บนด้าย, กรวยและกระดาษกรอง

ขั้นตอนการทดลอง:

เตรียมสารละลายเกลืออิ่มตัว ในการทำเช่นนี้ ขั้นแรกให้เทน้ำร้อนลงในขวดให้เหลือปริมาตรครึ่งหนึ่ง จากนั้นจึงเติมเกลือที่เหมาะสมลงไปในส่วนต่างๆ โดยคนตลอดเวลา เติมเกลือจนหยุดละลาย กรองสารละลายที่ได้ลงในแก้วผ่านช่องทางด้วยกระดาษกรองหรือสำลีแล้วปล่อยให้สารละลายเย็นลงประมาณ 2-3 ชั่วโมง เพิ่มเมล็ดลงในสารละลายที่เย็นลง - ผลึกเกลือที่แขวนอยู่บนด้ายปิดฝาสารละลายอย่างระมัดระวังแล้วทิ้งไว้เป็นเวลานาน (2-3 วันขึ้นไป)

ผลลัพธ์และข้อสรุป:

ตรวจสอบคริสตัลของคุณและตอบคำถาม:

คุณปลูกคริสตัลได้กี่วัน?

รูปร่างของมันคืออะไร?

คริสตัลมีสีอะไร?

โปร่งใสหรือไม่?

คริสตัลมีขนาดเท่าไร: สูง, กว้าง, หนา?

คริสตัลมีมวลเท่าใด?

ร่างหรือถ่ายรูปคริสตัลของคุณ

ประสบการณ์หมายเลข 5 การแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยการกลั่น

รับน้ำกลั่น 50 มล. ที่บ้าน

วัตถุประสงค์ของการทดลอง: เรียนรู้ที่จะแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยการกลั่น

อุปกรณ์ : กาน้ำชาเคลือบ, ขวดแก้ว 2 ใบ

ขั้นตอนการทดลอง:

เท 1/3 ของปริมาตรน้ำลงในกาต้มน้ำเคลือบฟัน แล้ววางไว้บนเตาแก๊สเพื่อให้พวยกาของกาต้มน้ำยื่นออกมาเลยขอบเตา เมื่อน้ำเดือด ให้ติดขวดแก้วตู้เย็นไว้ที่พวยกาของกาต้มน้ำ ซึ่งข้างใต้จะพอดีกับโถใบที่สองเพื่อกักเก็บไอน้ำ เพื่อป้องกันไม่ให้โถตู้เย็นร้อนเกินไป คุณสามารถวางผ้าเช็ดปากชุบน้ำเย็นไว้ได้

ผลลัพธ์และข้อสรุป:

ตอบคำถามต่อไปนี้:

น้ำประปาคืออะไร?

สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันแยกออกจากกันอย่างไร?

น้ำกลั่นคืออะไร? ใช้ที่ไหนและเพื่อวัตถุประสงค์อะไร?

ดึงประสบการณ์ที่คุณทำออกมา

ประสบการณ์หมายเลข 6 การสกัดแป้งจากมันฝรั่ง

หาแป้งจำนวนเล็กน้อยที่บ้าน

อุปกรณ์: มันฝรั่ง 2-3 หัว, ที่ขูด, ผ้ากอซ, กระทะเล็ก, น้ำ

ขั้นตอนการทดลอง:

ขูดมันฝรั่งที่ปอกเปลือกแล้วบนเครื่องขูดละเอียดแล้วคนให้เข้ากันในน้ำ จากนั้นกรองด้วยผ้าขาวบางแล้วบีบออก ผสมส่วนผสมที่เหลือในผ้ากอซกับน้ำอีกครั้ง ปล่อยให้ของเหลวตกตะกอน แป้งจะตกตะกอนอยู่ก้นจาน ระบายของเหลวแล้วคนแป้งที่ตกตะกอนอีกครั้ง ทำซ้ำหลายๆ ครั้งจนกระทั่งแป้งสะอาดและเป็นสีขาวสนิท กรองและทำให้แป้งที่ได้เกิดแห้ง

คุณคิดว่ามันฝรั่งชนิดใดที่จะผลิตแป้งได้มากกว่า: ลูกอ่อน (ซึ่งเพิ่งขุดขึ้นมาเมื่อเร็ว ๆ นี้) หรือแก่ (ซึ่งอยู่ในร้านขายผักตลอดฤดูหนาว)

ประสบการณ์หมายเลข 7 การสกัดน้ำตาลจากหัวบีท

รับน้ำตาลจำนวนเล็กน้อยที่บ้าน

วัตถุประสงค์ของการทดลอง: เพื่อเรียนรู้วิธีการสกัดสารจากวัสดุจากพืช

อุปกรณ์: ชูการ์บีทรูทขนาดใหญ่, ถ่านกัมมันต์, ทรายแม่น้ำ, กระทะ, สองขวด, สำลี, ช้อน, กรวย, ผ้ากอซ

ขั้นตอนการทดลอง:

หั่นหัวบีทเป็นชิ้นเล็ก ๆ ใส่ในกระทะเทน้ำหนึ่งแก้วลงไปแล้วต้มประมาณ 15-20 นาที บดชิ้นบีทรูทที่ปรุงสุกให้ละเอียดด้วยช้อนหรือสาก กรองมวลสีเข้มนี้ผ่านช่องทางที่มีสำลี จากนั้นกรองสารละลายที่ได้ผ่านช่องทางที่เตรียมไว้ในลักษณะพิเศษ วางผ้ากอซไว้บนผ้ากอซ สำลีบางๆ จากนั้นจึงบดถ่านกัมมันต์ (4-5 เม็ด) และทรายแม่น้ำสะอาดบางๆ (1 ซม.) (ล้างและทำให้ทรายแม่น้ำแห้งล่วงหน้า) . วางสารละลายที่ได้ (กรอง) ลงในกระทะ จำเป็นต้องระเหยบางส่วนออกไปจนกว่าผลึกโปร่งใสจะปรากฏขึ้น นี่คือน้ำตาล ลิ้มรสมัน!

เหตุใดคุณจึงคิดว่าจำเป็นต้องกรองของเหลวผ่านชั้นถ่านกัมมันต์

ประสบการณ์หมายเลข 8 การสกัดนมเปรี้ยวจากนม

รับคอทเทจชีสสองสามกรัมที่บ้าน

วัตถุประสงค์ของการทดลอง: เพื่อเรียนรู้วิธีทำคอทเทจชีสที่บ้าน

อุปกรณ์ : นม น้ำส้มสายชู กระทะ ผ้ากอซ เตาแก๊ส

ขั้นตอนการทดลอง:

นมมีโปรตีน หากนมเดือดและ "ไหล" เกินขอบ กลิ่นของโปรตีนที่ถูกเผาจะแพร่กระจายทันที การปรากฏตัวของกลิ่นลักษณะเฉพาะของนมที่ถูกเผาบ่งบอกว่าเกิดปรากฏการณ์การสูญเสียสภาพ (การแข็งตัวของโปรตีนและการเปลี่ยนเป็นรูปแบบที่ไม่ละลายน้ำ) การสูญเสียโปรตีนไม่เพียงเกิดขึ้นเนื่องจากความร้อนเท่านั้น

เรามาทำการทดลองต่อไปนี้กัน อุ่นนมครึ่งแก้วจนอุ่นเล็กน้อยแล้วเติมน้ำส้มสายชู นมจะจับตัวเป็นก้อนใหญ่ทันที (หากปล่อยนมไว้ในที่อุ่น ๆ โปรตีนก็จะจับตัวเป็นก้อนเช่นกัน แต่ด้วยเหตุผลอื่น - มันคือแบคทีเรียกรดแลคติคที่ "ทำงาน") เนื้อหาของกระทะจะถูกกรองผ่านผ้ากอซโดยจับไว้ที่ขอบ หากคุณเชื่อมต่อขอบของผ้ากอซแล้วยกขึ้นเหนือกระจกแล้วบีบจากนั้นจะมีมวลหนาติดอยู่ - คอทเทจชีส

ประสบการณ์หมายเลข 9 รับเนย.

ทำเนยปริมาณเล็กน้อยที่บ้าน

วัตถุประสงค์ของการทดลอง: เพื่อเรียนรู้วิธีแยกเนยจากนมที่บ้าน

อุปกรณ์: นม ขวดแก้ว ขวดใสขนาดเล็กที่มีจุกปิดหรือฝาปิดมิดชิด

ขั้นตอนการทดลอง:

เทนมสดลงในขวดแก้วแล้วนำไปแช่ในตู้เย็น หลังจากผ่านไปสองสามชั่วโมงหรือดีกว่านั้นคือในวันถัดไป ให้ตรวจดูให้ดี: เกิดอะไรขึ้นกับนม? อธิบายสิ่งที่คุณสังเกตเห็น

ใช้ช้อนเล็กๆ ตักครีม (นมชั้นบนสุด) อย่างระมัดระวัง แล้วเทใส่ขวด หากคุณต้องการทำเนยจากครีม คุณจะต้องเขย่ามันให้นานและอดทนเป็นเวลาอย่างน้อยครึ่งชั่วโมงในขวดที่มีฝาปิดจนเกิดก้อนเนย

ประสบการณ์หมายเลข 10 การสกัด

ดำเนินกระบวนการสกัดในทางปฏิบัติ

วัตถุประสงค์ของการทดลอง: เพื่อดำเนินกระบวนการสกัดในทางปฏิบัติ

ก) อุปกรณ์: เมล็ดทานตะวัน น้ำมันเบนซิน หลอดทดลอง จานรอง ครก และสาก

ขั้นตอนการทดลอง:

บดเมล็ดทานตะวันสองสามเมล็ดในครก วางเมล็ดที่บดแล้วลงในหลอดทดลอง เติมน้ำมันเบนซินเล็กน้อย และเขย่าให้เข้ากันหลายๆ ครั้ง ปล่อยให้หลอดทดลองนั่งเป็นเวลาสองชั่วโมง (ห่างจากไฟ) อย่าลืมเขย่าเป็นครั้งคราว เทน้ำมันลงบนจานรองแล้ววางไว้บนระเบียง เมื่อน้ำมันเบนซินระเหยก็จะมีน้ำมันเหลืออยู่ด้านล่างละลายในน้ำมันเบนซิน

B) อุปกรณ์: ทิงเจอร์ไอโอดีน, น้ำ, น้ำมันเบนซิน, หลอดทดลอง

ขั้นตอนการทดลอง:

น้ำมันเบนซินยังสามารถใช้เพื่อสกัดไอโอดีนจากทิงเจอร์ไอโอดีนทางเภสัชกรรม ในการทำเช่นนี้ให้เทน้ำหนึ่งในสามลงในหลอดทดลองเติมทิงเจอร์ไอโอดีนประมาณ 1 มิลลิลิตรแล้วเติมน้ำมันเบนซินในปริมาณเท่ากันลงในสารละลายสีน้ำตาลที่เกิดขึ้น เขย่าหลอดทดลองแล้วปล่อยทิ้งไว้ เมื่อส่วนผสมแบ่งชั้นชั้นน้ำมันเบนซินด้านบนจะกลายเป็นสีน้ำตาลเข้มและชั้นล่างที่เป็นน้ำจะกลายเป็นไม่มีสีเกือบ: หลังจากนั้นไอโอดีนจะละลายได้ไม่ดีในน้ำ แต่ละลายได้ดีในน้ำมันเบนซิน

การสกัดคืออะไร? กระบวนการแยกส่วนผสมของของเหลวหรือสารของแข็งโดยใช้การสกัด - การละลายแบบเลือกสรรของส่วนประกอบหนึ่งหรือส่วนประกอบอื่นของส่วนผสมในของเหลวบางชนิด (สารสกัด) ส่วนใหญ่แล้ว สารจะถูกสกัดจากสารละลายที่เป็นน้ำด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ ซึ่งมักจะไม่สามารถผสมกับน้ำได้ ข้อกำหนดหลักสำหรับสารสกัด: การเลือกสรร (การเลือกของการออกฤทธิ์) ความไม่เป็นพิษ อาจมีความผันผวนต่ำ ความเฉื่อยของสารเคมี และต้นทุนต่ำ การสกัดใช้ในอุตสาหกรรมเคมี การกลั่นน้ำมัน การผลิตยา และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในโลหะวิทยาที่ไม่ใช่เหล็ก

บทสรุป.

สรุปจากการทำงาน.

ขณะทำงานนี้ ฉันได้เรียนรู้วิธีการเตรียมส่วนผสมที่ต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกัน ทำการวิจัยคุณสมบัติของสารและพบว่าเมื่อผสมส่วนประกอบสองอย่างเข้าด้วยกัน สารเหล่านี้จะไม่ถ่ายโอนคุณสมบัติของกันและกัน แต่จะคงไว้ ตัวพวกเขาเอง. วิธีการแยกยังขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของส่วนประกอบตั้งต้นด้วย (เช่น การระเหย สถานะของการรวมตัว ความสามารถในการดึงดูดแม่เหล็ก ความสามารถในการละลายน้ำ ขนาดอนุภาค และอื่นๆ) เมื่อทำการวิจัยด้านการศึกษา ฉันเชี่ยวชาญวิธีการต่อไปนี้ในการแยกสารผสมที่ต่างกัน: การกระทำของแม่เหล็ก การตกตะกอน การกรอง และของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน: การระเหย การตกผลึก การกลั่น โครมาโตกราฟี การสกัด ฉันสามารถแยกสารบริสุทธิ์ออกจากผลิตภัณฑ์อาหารได้ เช่น น้ำตาลจากชูการ์บีท แป้งจากมันฝรั่ง คอทเทจชีส และเนยจากนม ฉันตระหนักว่าเคมีเป็นวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจมากและความรู้ที่ได้รับจากบทเรียนเคมีและนอกเวลาเรียนจะเป็นประโยชน์กับฉันมากในชีวิต

ผลการแยกส่วนผสมเหล็กและทราย

ประสบการณ์ หมายเลข 1 หมายเลข 1 หมายเลข 1 หมายเลข 2 หมายเลข 2

สารผสมทรายเหล็ก ตอนที่ 1 ตอนที่ 2

สี สีเทา สีเหลือง สีเทา-สีเหลือง สีเทา สีเหลือง แรงดึงดูดของแม่เหล็ก ใช่ ไม่ใช่ ใช่ ใช่ ไม่ใช่ สรุป คุณสมบัติของเหล็ก และคุณสมบัติของเหล็กและของผสมมีอยู่ในสารแยกเดี่ยว - สารแยกเดี่ยว -

ทรายมีคุณสมบัติต่างกัน ทรายเหล็กก็มีคุณสมบัติต่างกัน ทรายเหล็กก็มีคุณสมบัติต่างกัน

ผลการแยกสีย้อมบนกระดาษ

การทดลองครั้งที่ 1 ครั้งที่ 2 สารผสมสีก่อนแยก ส่วนผสมของสีย้อมหลังแยก สี สีดำ ย้อมหมายเลข 1 - สีแดงย้อมหมายเลข 2 - สีเขียว สรุปส่วนผสมนี้เป็นเนื้อเดียวกัน ส่วนผสมแบ่งออกเป็นสารตั้งต้นสองชนิด เหล่านี้เป็นสีย้อมสีแดงและสีเขียว

สารบริสุทธิ์แตกต่างจากสารผสมอย่างไร?

สารบริสุทธิ์แต่ละชนิดมีคุณสมบัติเฉพาะบางประการ (คุณสมบัติทางกายภาพคงที่) เฉพาะน้ำกลั่นบริสุทธิ์เท่านั้นที่มีจุดหลอมเหลว = 0 °C จุดเดือด = 100 °C และไม่มีรสชาติ น้ำทะเลจะแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำและเดือดที่อุณหภูมิสูงขึ้น มีรสขมและเค็ม น้ำในทะเลดำกลายเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่าและเดือดที่อุณหภูมิสูงกว่าน้ำในทะเลบอลติก ทำไม ความจริงก็คือน้ำทะเลมีสารอื่นๆ เช่น เกลือที่ละลายอยู่ เช่น เป็นส่วนผสมของสารต่างๆ ซึ่งมีองค์ประกอบแตกต่างกันมากแต่คุณสมบัติของสารผสมไม่คงที่ คำจำกัดความของแนวคิด "ส่วนผสม" มีให้ไว้ในศตวรรษที่ 17 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ Robert Boyle: “ของผสมคือระบบบูรณาการที่ประกอบด้วยส่วนประกอบที่ต่างกัน”

ลักษณะเปรียบเทียบของสารผสมและสารบริสุทธิ์

ส่วนผสมมีลักษณะแตกต่างกันออกไป

การจำแนกประเภทของสารผสมแสดงไว้ในตาราง:

เราจะยกตัวอย่างสารแขวนลอย (ทรายแม่น้ำ + น้ำ) อิมัลชัน (น้ำมันพืช + น้ำ) และสารละลาย (อากาศในขวด เกลือแกง + น้ำ การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย: อลูมิเนียม + ทองแดง หรือ นิกเกิล + ทองแดง)

ในสารแขวนลอยจะมองเห็นอนุภาคของสารของแข็งในอิมัลชัน - หยดของเหลวสารผสมดังกล่าวเรียกว่าต่างกัน (ต่างกัน) และในสารละลายส่วนประกอบไม่สามารถแยกแยะได้ แต่เป็นของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน (เป็นเนื้อเดียวกัน)

วิธีการแยกสารผสม

ในธรรมชาติ สารมีอยู่ในรูปของสารผสม สำหรับการวิจัยในห้องปฏิบัติการ การผลิตทางอุตสาหกรรม และสำหรับความต้องการด้านเภสัชวิทยาและการแพทย์ จำเป็นต้องใช้สารบริสุทธิ์

มีการใช้วิธีการต่างๆ มากมายในการแยกสารผสมเพื่อทำให้สารบริสุทธิ์

วิธีการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพของส่วนประกอบของสารผสม

พิจารณาวิธีการแยก ของผสมที่ต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกัน .

ตัวอย่างของส่วนผสม	วิธีการแยก
ระบบกันสะเทือน - ส่วนผสมของทรายแม่น้ำและน้ำ	การสนับสนุน การแยกด้วยการตกตะกอนจะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสารที่แตกต่างกัน ทรายที่หนักกว่าจะตกลงไปที่ด้านล่าง คุณยังสามารถแยกอิมัลชันออกได้ โดยแยกน้ำมันหรือน้ำมันพืชออกจากน้ำ ในห้องปฏิบัติการสามารถทำได้โดยใช้กรวยแยก ปิโตรเลียมหรือน้ำมันพืชจะเป็นชั้นบนสุดและสีอ่อนกว่า.ผลจากการตกตะกอน น้ำค้างตกลงมาจากหมอก เขม่าจางหายไปจากควัน และครีมก็ตกลงไปในนมแยกส่วนผสมของน้ำและน้ำมันพืชโดยการตกตะกอน
ส่วนผสมของทรายและเกลือแกงในน้ำ	การกรอง อะไรคือพื้นฐานสำหรับการแยกสารผสมที่ต่างกันโดยใช้การกรอง เกี่ยวกับความสามารถในการละลายที่แตกต่างกันของสารในน้ำและขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันผ่าน มีเพียงอนุภาคของสารที่เทียบเคียงได้เท่านั้นที่จะผ่านเข้าไปในรูพรุนของตัวกรอง ในขณะที่อนุภาคขนาดใหญ่กว่าจะยังคงอยู่บนตัวกรอง นี่คือวิธีแยกส่วนผสมที่ต่างกันของเกลือแกงและทรายแม่น้ำ.สารที่มีรูพรุนต่างๆ สามารถใช้เป็นตัวกรองได้: สำลี ถ่านหิน ดินเหนียว แก้วอัด และอื่นๆ วิธีการกรองเป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานของเครื่องใช้ในครัวเรือน เช่น เครื่องดูดฝุ่น มันถูกใช้โดยศัลยแพทย์ - ผ้าพันแผลผ้ากอซ; ช่างเจาะและคนงานลิฟต์ - หน้ากากช่วยหายใจ Ostap Bender ฮีโร่ของผลงานของ Ilf และ Petrov ใช้ที่กรองชากรองใบชา จัดการเก้าอี้ตัวหนึ่งจาก Ellochka the Ogress (“Twelve Chairs”)การแยกส่วนผสมแป้งและน้ำโดยการกรอง
ส่วนผสมของเหล็กและผงกำมะถัน	การกระทำด้วยแม่เหล็กหรือน้ำ ผงเหล็กถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็ก แต่ผงกำมะถันไม่ได้ถูกดึงดูด. ผงกำมะถันที่ไม่เปียกลอยอยู่บนผิวน้ำ และผงเหล็กหนักที่เปียกได้ตกลงไปที่ด้านล่าง- แยกส่วนผสมของกำมะถันและเหล็กโดยใช้แม่เหล็กและน้ำ
สารละลายเกลือในน้ำเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน	การระเหยหรือการตกผลึก น้ำจะระเหยออกไป เหลือผลึกเกลือไว้ในถ้วยพอร์ซเลน เมื่อน้ำระเหยจากทะเลสาบ Elton และ Baskunchak จะได้เกลือแกง วิธีการแยกนี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของจุดเดือดของตัวทำละลายและตัวถูกละลาย หากสาร เช่น น้ำตาล สลายตัวเมื่อถูกความร้อน น้ำจะไม่ระเหยไปจนหมด สารละลายจะระเหยออกไป จากนั้นจึงตกตะกอนเป็นผลึกน้ำตาลจาก สารละลายอิ่มตัว บางครั้งจำเป็นต้องขจัดสิ่งเจือปนออกจากตัวทำละลายโดยใช้จุดเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่า เช่น น้ำออกจากเกลือ ในกรณีนี้ ไอระเหยของสารจะต้องถูกรวบรวมและควบแน่นเมื่อเย็นตัวลง วิธีการแยกส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันนี้เรียกว่าการกลั่นหรือการกลั่น ในอุปกรณ์พิเศษ - เครื่องกลั่นจะได้รับน้ำกลั่นซึ่งใช้สำหรับความต้องการของเภสัชวิทยาห้องปฏิบัติการและระบบทำความเย็นในรถยนต์ ที่บ้านคุณสามารถสร้างเครื่องกลั่นได้: หากคุณแยกส่วนผสมของแอลกอฮอล์กับน้ำ แอลกอฮอล์ที่มีจุดเดือด = 78 °C จะถูกกลั่นออกก่อน (เก็บในหลอดทดลองที่รับ) และน้ำจะยังคงอยู่ในหลอดทดลอง การกลั่นใช้ในการผลิตน้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด และน้ำมันแก๊สจากน้ำมันการแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน

วิธีการพิเศษในการแยกส่วนประกอบโดยพิจารณาจากการดูดซึมที่แตกต่างกันของสารบางชนิดคือ โครมาโตกราฟี.

คุณสามารถลองทำการทดลองต่อไปนี้ที่บ้านได้ แขวนแถบกระดาษกรองไว้บนภาชนะที่มีหมึกสีแดง โดยจุ่มเฉพาะส่วนปลายของแถบกระดาษลงไป สารละลายจะถูกดูดซับโดยกระดาษและลอยขึ้นมาตามนั้น แต่ขอบเขตการขึ้นสีจะช้ากว่าขอบเขตการขึ้นของน้ำ นี่คือวิธีการแยกสารสองชนิด: น้ำและสารสีในหมึก

M.S. Tsvet นักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซียเป็นคนแรกที่แยกคลอโรฟิลล์ออกจากส่วนสีเขียวของพืชโดยใช้โครมาโตกราฟี ในอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการ แป้ง ถ่านหิน หินปูน และอลูมิเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้แทนกระดาษกรองสำหรับโครมาโตกราฟี จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์เท่ากันเสมอหรือไม่

เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์ต่างกัน น้ำปรุงอาหารควรปล่อยให้ยืนเพียงพอเพื่อขจัดสิ่งเจือปนและคลอรีนที่ใช้ฆ่าเชื้อ ต้องต้มน้ำสำหรับดื่มก่อน และในห้องปฏิบัติการเคมีเพื่อเตรียมสารละลายและทำการทดลองในทางการแพทย์จำเป็นต้องใช้น้ำกลั่นและทำให้บริสุทธิ์จากสารที่ละลายในนั้นให้มากที่สุด สารบริสุทธิ์โดยเฉพาะซึ่งมีปริมาณสารเจือปนไม่เกินหนึ่งในล้านของเปอร์เซ็นต์ ถูกใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ เทคโนโลยีนิวเคลียร์ และอุตสาหกรรมที่มีความแม่นยำอื่นๆ.

อ่านบทกวีของ L. Martynov เรื่อง "น้ำกลั่น":

น้ำ
ชอบ
เท!
เธอ
ส่องแสง
บริสุทธิ์มาก
ไม่ว่าจะเมาอะไร
ไม่มีการซัก
และนี่ก็ไม่ใช่โดยไม่มีเหตุผล
เธอพลาด
วิลโลว์ ทาลา
และความขมขื่นของเถาวัลย์ที่ออกดอก
เธอมีสาหร่ายทะเลไม่เพียงพอ
และปลาที่มีไขมันจากแมลงปอ
เธอพลาดที่จะเป็นลอน
เธอคิดถึงการไหลทุกที่
เธอมีชีวิตไม่เพียงพอ
ทำความสะอาด -
น้ำกลั่น!

คุณรู้หรือไม่ว่ามีวิธีใดบ้างในการแยกสารผสม? อย่าเร็วเกินไปที่จะให้คำตอบเชิงลบ คุณใช้หลายอย่างในกิจกรรมประจำวันของคุณ

สารบริสุทธิ์: มันคืออะไร?

อะตอม โมเลกุล สารและสารผสมเป็นแนวคิดทางเคมีขั้นพื้นฐาน พวกเขาหมายถึงอะไร? มีองค์ประกอบทางเคมี 118 รายการในตารางของ D.I. เหล่านี้เป็นอนุภาคมูลฐานประเภทต่างๆ - อะตอม พวกมันต่างกันในมวล

เมื่อเชื่อมต่อถึงกัน อะตอมจะก่อตัวเป็นโมเลกุลหรือสสาร หลังเชื่อมต่อกันเป็นส่วนผสม สารบริสุทธิ์มีองค์ประกอบและคุณสมบัติคงที่ เหล่านี้เป็นโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกัน แต่สามารถแยกออกเป็นส่วนประกอบได้ด้วยปฏิกิริยาเคมี

นักวิทยาศาสตร์อ้างว่าสารบริสุทธิ์แทบไม่มีอยู่ในธรรมชาติ มีสิ่งเจือปนจำนวนเล็กน้อยในแต่ละอัน สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากสารส่วนใหญ่มีฤทธิ์ต่างกัน แม้แต่โลหะที่แช่อยู่ในน้ำก็ยังละลายในระดับไอออน

องค์ประกอบของสารบริสุทธิ์จะคงที่เสมอ มันเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเปลี่ยนแปลงมัน ดังนั้นหากคุณเพิ่มปริมาณคาร์บอนหรือออกซิเจนในโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ มันจะเป็นสารที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง และในส่วนผสมคุณสามารถเพิ่มหรือลดจำนวนส่วนประกอบได้ สิ่งนี้จะเปลี่ยนองค์ประกอบ แต่ไม่ใช่ความจริงของการดำรงอยู่ของมัน

ส่วนผสมคืออะไร

การรวมกันของสารหลายชนิดเรียกว่าสารผสม พวกเขาสามารถมีได้สองประเภท หากแต่ละส่วนประกอบในส่วนผสมแยกไม่ออก จะเรียกว่าสม่ำเสมอหรือเป็นเนื้อเดียวกัน มีอีกชื่อหนึ่งที่ใช้บ่อยที่สุดในชีวิตประจำวัน - วิธีแก้ปัญหา ส่วนประกอบของสารผสมดังกล่าวไม่สามารถแยกออกได้ด้วยวิธีการทางกายภาพ ตัวอย่างเช่น ไม่สามารถแยกผลึกที่ละลายอยู่ในนั้นออกจากสารละลายน้ำเกลือด้วยกลไกได้ ไม่เพียงแต่จะพบสารละลายที่เป็นของเหลวในธรรมชาติเท่านั้น ดังนั้นอากาศจึงเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันของก๊าซ และโลหะผสมก็เป็นของแข็ง

ในสารผสมที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันหรือต่างกัน อนุภาคแต่ละตัวจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า มีความแตกต่างกันในด้านองค์ประกอบและคุณสมบัติ ซึ่งหมายความว่าสามารถแยกออกจากกันได้โดยอาศัยกลไกล้วนๆ ซินเดอเรลล่าซึ่งถูกแม่เลี้ยงผู้ชั่วร้ายบังคับให้แยกถั่วออกจากถั่วสามารถรับมือกับงานนี้ได้อย่างสมบูรณ์แบบ

เคมี: วิธีการแยกสารผสม

ในชีวิตประจำวันและธรรมชาติมีสารผสมอยู่มากมาย จะเลือกวิธีแยกอย่างไรให้เหมาะสม? จะต้องขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพของแต่ละส่วนประกอบ หากสารมีจุดเดือดต่างกัน การระเหยตามด้วยการตกผลึกและการกลั่นจะมีประสิทธิผล วิธีการดังกล่าวใช้เพื่อแยกสารละลายที่เป็นเนื้อเดียวกัน ในการแยกสารผสมที่ต่างกัน จะใช้ความแตกต่างในคุณสมบัติอื่น ๆ ของส่วนประกอบ: ความหนาแน่น ความสามารถในการเปียกได้ ความสามารถในการละลาย ขนาด แม่เหล็ก ฯลฯ

วิธีการทางกายภาพสำหรับการแยกสารผสม

เมื่อแยกส่วนประกอบของส่วนผสม องค์ประกอบของสารเองจะไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นวิธีการแยกสารผสมจึงไม่สามารถเรียกได้ว่าเป็นกระบวนการทางเคมี ดังนั้น โดยการตกตะกอน การกรอง และการสัมผัสแม่เหล็ก ส่วนประกอบแต่ละชิ้นจึงสามารถแยกออกจากกันโดยกลไกได้ ในห้องปฏิบัติการ มีการใช้เครื่องมือต่างๆ เช่น กรวยแยก กระดาษกรอง แถบแม่เหล็ก นี่เป็นวิธีการแยกสารผสมที่ต่างกัน

การคัดกรอง

วิธีนี้อาจเป็นวิธีที่ง่ายที่สุด แม่บ้านทุกคนคงคุ้นเคยกันดี ขึ้นอยู่กับความแตกต่างขนาดของส่วนประกอบที่เป็นของแข็งของส่วนผสม การร่อนใช้ในชีวิตประจำวันเพื่อแยกแป้งออกจากสิ่งสกปรก ตัวอ่อนของแมลง และสารปนเปื้อนต่างๆ ในการผลิตทางการเกษตร เมล็ดธัญพืชจะถูกทำความสะอาดจากเศษแปลกปลอมด้วยวิธีนี้ คนงานก่อสร้างลอดทรายและกรวดที่ผสมกัน

การสนับสนุน

วิธีการแยกสารผสมนี้ใช้สำหรับส่วนประกอบที่มีความหนาแน่นต่างกัน หากทรายลงไปในน้ำจะต้องผสมสารละลายที่ได้ให้เข้ากันแล้วปล่อยทิ้งไว้ครู่หนึ่ง เช่นเดียวกันสามารถทำได้โดยใช้ส่วนผสมของน้ำกับน้ำมันพืชหรือปิโตรเลียม ทรายจะตกลงสู่ก้นบ่อ แต่ในทางกลับกันน้ำมันจะสะสมจากด้านบน วิธีนี้พบเห็นได้ในชีวิตประจำวันและในธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น เขม่าเกาะตัวจากควัน และน้ำค้างแต่ละหยดจากหมอก และถ้าคุณทิ้งนมโฮมเมดไว้ข้ามคืนก็สามารถเก็บครีมได้ในตอนเช้า

การกรอง

คนรักชาชงใช้วิธีนี้เป็นประจำทุกวัน เรากำลังพูดถึงการกรอง - วิธีการแยกสารผสมตามความสามารถในการละลายที่แตกต่างกันของส่วนประกอบ ลองนึกภาพว่ามีตะไบเหล็กและเกลือลงไปในน้ำ อนุภาคที่ไม่ละลายน้ำขนาดใหญ่จะยังคงอยู่ในตัวกรอง และเกลือที่ละลายจะไหลผ่านเข้าไป หลักการของวิธีนี้รองรับการทำงานของเครื่องดูดฝุ่น การทำงานของหน้ากากช่วยหายใจและผ้ากอซ

การกระทำโดยแม่เหล็ก

เสนอวิธีการแยกส่วนผสมของกำมะถันและผงเหล็ก โดยธรรมชาติแล้ว นี่คือการกระทำของแม่เหล็ก โลหะทุกชนิดสามารถทำสิ่งนี้ได้หรือไม่? ไม่เลย. ขึ้นอยู่กับระดับของความไวสารสามกลุ่มจะแยกแยะได้ ตัวอย่างเช่น ทอง ทองแดง และสังกะสี จะไม่ยึดติดกับแม่เหล็ก พวกเขาอยู่ในกลุ่มของวัสดุไดแม่เหล็ก แมกนีเซียม แพลทินัม และอลูมิเนียมมีการรับรู้ที่อ่อนแอ แต่ถ้าส่วนผสมมีเฟอร์โรแมกเนติก วิธีนี้จะได้ผลดีที่สุด ซึ่งรวมถึงเหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล เทอร์เบียม โฮลเมียม ทูเลียม

การระเหย

วิธีใดในการแยกสารผสมที่เหมาะกับสารละลายที่เป็นเนื้อเดียวกันที่เป็นน้ำ นี่คือการระเหย หากคุณมีแค่น้ำเกลือแต่ต้องการน้ำสะอาดก็อย่าอารมณ์เสียทันที คุณต้องทำให้ส่วนผสมร้อนจนถึงจุดเดือด ส่งผลให้น้ำระเหยออกไป และผลึกของสารที่ละลายจะมองเห็นได้ที่ด้านล่างของจาน ในการรวบรวมน้ำจะต้องควบแน่น - ถ่ายโอนจากสถานะก๊าซไปเป็นของเหลว ในการทำเช่นนี้ ไอระเหยจะถูกทำให้เย็นลง สัมผัสพื้นผิวที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า และไหลลงสู่ภาชนะที่เตรียมไว้

การตกผลึก

ในทางวิทยาศาสตร์ คำนี้ถือว่ามีความหมายกว้างกว่า นี่ไม่ใช่แค่วิธีการได้รับสารบริสุทธิ์เท่านั้น ผลึกในธรรมชาติ ได้แก่ ภูเขาน้ำแข็ง แร่ธาตุ กระดูก และเคลือบฟัน

การเจริญเติบโตเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ผลึกก่อตัวขึ้นจากการทำความเย็นของเหลวหรือไอน้ำอิ่มตัวยวดยิ่ง จากนั้นอุณหภูมิก็ไม่ควรเปลี่ยนแปลงอีกต่อไป ดังนั้นจึงถึงเงื่อนไขจำกัดบางประการก่อน เป็นผลให้มีศูนย์กลางการตกผลึกปรากฏขึ้น โดยมีอะตอมของของเหลว ละลาย ก๊าซ หรือแก้วมารวมตัวกัน

การกลั่น

คุณคงเคยได้ยินเกี่ยวกับน้ำที่เรียกว่าน้ำกลั่นแล้ว ของเหลวบริสุทธิ์นี้จำเป็นสำหรับการผลิตยา การวิจัยในห้องปฏิบัติการ และระบบทำความเย็น และพวกมันได้มาในอุปกรณ์พิเศษ พวกเขาเรียกว่าเครื่องกลั่น

การกลั่นเป็นวิธีการแยกสารผสมที่มีจุดเดือดต่างกัน แปลจากภาษาละตินคำว่า "หยดลงมา" ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้วิธีนี้ คุณสามารถแยกแอลกอฮอล์และน้ำออกจากสารละลายได้ สารแรกจะเริ่มเดือดที่อุณหภูมิ +78 o C ไอแอลกอฮอล์จะควบแน่นในเวลาต่อมา น้ำจะคงสภาพเป็นของเหลว

ในทำนองเดียวกันผลิตภัณฑ์กลั่นได้มาจากน้ำมัน: น้ำมันเบนซิน, น้ำมันก๊าด, น้ำมันแก๊ส กระบวนการนี้ไม่ใช่ปฏิกิริยาเคมี น้ำมันถูกแบ่งออกเป็นเศษส่วนแยกกัน ซึ่งแต่ละส่วนมีจุดเดือดของตัวเอง สิ่งนี้เกิดขึ้นในหลายขั้นตอน ขั้นแรก ดำเนินการแยกน้ำมันเบื้องต้น ได้รับการทำให้บริสุทธิ์จากก๊าซ สิ่งเจือปนทางกล และไอน้ำที่เกี่ยวข้อง ในขั้นตอนต่อไป ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะถูกวางในคอลัมน์การกลั่นและเริ่มให้ความร้อน นี่คือการกลั่นน้ำมันในบรรยากาศ ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 62 องศา ก๊าซที่เกี่ยวข้องที่เหลือจะระเหยไป ด้วยการให้ความร้อนส่วนผสมถึง 180 องศาจะได้เศษส่วนของน้ำมันเบนซินสูงถึง 240 - น้ำมันก๊าดและสูงถึง 350 - น้ำมันดีเซล สารตกค้างจากการกลั่นน้ำมันเทอร์มอลคือน้ำมันเชื้อเพลิงซึ่งใช้เป็นสารหล่อลื่น

โครมาโตกราฟี

วิธีนี้ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ที่ใช้วิธีนี้เป็นครั้งแรก ชื่อของเขาคือมิคาอิล เซเมโนวิช ซเวต ในขั้นต้นจะใช้วิธีแยกเม็ดสีพืช และโครมาโตกราฟีแปลตรงตัวจากภาษากรีกว่า "ฉันเขียนด้วยสี" จุ่มกระดาษกรองลงในส่วนผสมน้ำและหมึก ตัวแรกจะเริ่มดูดซึมทันที นี่เป็นเพราะคุณสมบัติการดูดซับในระดับที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังคำนึงถึงการแพร่กระจายและระดับความสามารถในการละลายด้วย

การดูดซับ

สารบางชนิดมีความสามารถในการดึงดูดโมเลกุลประเภทอื่นได้ ตัวอย่างเช่น เราใช้ถ่านกัมมันต์เมื่อเป็นพิษเพื่อกำจัดสารพิษ กระบวนการนี้ต้องการอินเทอร์เฟซที่อยู่ระหว่างสองเฟส

วิธีการนี้ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีเพื่อแยกเบนซีนออกจากส่วนผสมของก๊าซ การทำผลิตภัณฑ์ของเหลวจากการกลั่นน้ำมันให้บริสุทธิ์ และการทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งเจือปน

ดังนั้นในบทความของเรา เราจึงได้พิจารณาวิธีหลักในการแยกสารผสม ผู้คนใช้ทั้งที่บ้านและในระดับอุตสาหกรรม การเลือกวิธีการขึ้นอยู่กับประเภทของส่วนผสม ปัจจัยสำคัญคือคุณสมบัติทางกายภาพเฉพาะของส่วนประกอบ ในการแยกสารละลายซึ่งแต่ละส่วนแยกไม่ออกจะใช้วิธีการระเหย การตกผลึก โครมาโตกราฟี และการกลั่น หากสามารถระบุส่วนประกอบแต่ละส่วนได้ สารผสมดังกล่าวจะเรียกว่าต่างกัน เพื่อแยกออกจากกันจะใช้วิธีการตกตะกอนการกรองและการกระทำของแม่เหล็ก

ในบทความของเรา เราจะดูว่าสารและสารผสมบริสุทธิ์คืออะไร และวิธีการแยกสารผสม เราแต่ละคนใช้มันในชีวิตประจำวัน สารบริสุทธิ์ยังพบได้ในธรรมชาติด้วยหรือไม่? แล้วจะแยกพวกมันออกจากของผสมได้อย่างไร?

สารบริสุทธิ์และสารผสม: วิธีการแยกสารผสม

สารที่มีอนุภาคเพียงบางประเภทเรียกว่าบริสุทธิ์ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าพวกมันไม่มีอยู่ในธรรมชาติจริง ๆ เนื่องจากพวกมันทั้งหมดมีสิ่งเจือปนแม้ว่าจะมีสัดส่วนเล็กน้อยก็ตาม สารทั้งหมดก็สามารถละลายได้ในน้ำอย่างแน่นอน ตัวอย่างเช่น แม้ว่าแหวนเงินจะจุ่มอยู่ในของเหลวนี้ แต่ไอออนของโลหะนี้จะเข้าไปอยู่ในสารละลาย

สัญญาณของสารบริสุทธิ์คือความสม่ำเสมอขององค์ประกอบและคุณสมบัติทางกายภาพ ในระหว่างการก่อตัวของมัน ปริมาณพลังงานจะเปลี่ยนไป นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มและลดได้อีกด้วย สารบริสุทธิ์สามารถแยกออกเป็นส่วนประกอบแต่ละส่วนได้โดยใช้ปฏิกิริยาเคมีเท่านั้น ตัวอย่างเช่น น้ำกลั่นเท่านั้นที่มีจุดเดือดและจุดเยือกแข็งตามแบบฉบับของสารนี้ และไม่มีรสชาติและกลิ่น และออกซิเจนและไฮโดรเจนของมันสามารถสลายตัวได้ด้วยอิเล็กโทรไลซิสเท่านั้น

สารมวลรวมแตกต่างจากสารบริสุทธิ์อย่างไร เคมีจะช่วยเราตอบคำถามนี้ วิธีการแยกสารผสมเป็นวิธีทางกายภาพเนื่องจากไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีของสาร สารผสมต่างจากสารบริสุทธิ์ตรงที่สารผสมมีองค์ประกอบและคุณสมบัติที่แปรผัน และสามารถแยกสารเหล่านั้นได้ด้วยวิธีการทางกายภาพ

ส่วนผสมคืออะไร

สารผสมคือกลุ่มของสารแต่ละชนิด ตัวอย่างนี้คือน้ำทะเล ต่างจากการกลั่นตรงที่มีรสขมหรือเค็ม ต้มที่อุณหภูมิสูงกว่า และแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า วิธีการแยกสารผสมเป็นวิธีการทางกายภาพ ดังนั้นเกลือบริสุทธิ์จึงสามารถได้รับจากน้ำทะเลโดยการระเหยและการตกผลึกในภายหลัง

ประเภทของสารผสม

หากคุณเติมน้ำตาลลงในน้ำ สักพักอนุภาคของมันจะละลายและมองไม่เห็น เป็นผลให้ไม่สามารถแยกแยะได้ด้วยตาเปล่า สารผสมดังกล่าวเรียกว่าเป็นเนื้อเดียวกันหรือเป็นเนื้อเดียวกัน ตัวอย่างได้แก่ อากาศ น้ำมันเบนซิน น้ำซุป น้ำหอม น้ำหวานและน้ำเกลือ โลหะผสมของทองแดงและอลูมิเนียม อย่างที่คุณเห็น พวกมันอาจอยู่ในสถานะการรวมกลุ่มที่แตกต่างกัน แต่ของเหลวมักเป็นของเหลว เรียกอีกอย่างว่าโซลูชัน

ในสารผสมที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันหรือต่างกัน สามารถแยกแยะอนุภาคของสารแต่ละชนิดได้ ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ ตะไบเหล็กและไม้ ทราย และเกลือแกง สารผสมที่ต่างกันเรียกอีกอย่างว่าสารแขวนลอย ในบรรดาสารแขวนลอยและอิมัลชันมีความโดดเด่น อดีตประกอบด้วยของเหลวและของแข็ง ดังนั้นอิมัลชันจึงเป็นส่วนผสมของน้ำและทราย อิมัลชันคือการรวมกันของของเหลวสองชนิดที่มีความหนาแน่นต่างกัน

มีส่วนผสมของสารต่างกันที่มีชื่อพิเศษ ตัวอย่างของโฟมก็คือโฟมโพลีสไตรีน และละอองลอยได้แก่ หมอก ควัน ยาระงับกลิ่นกาย น้ำหอมปรับอากาศ และสารป้องกันไฟฟ้าสถิต

วิธีการแยกสารผสม

แน่นอนว่าสารผสมหลายชนิดมีคุณสมบัติที่มีคุณค่ามากกว่าสารแต่ละชนิดที่รวมอยู่ในองค์ประกอบ แต่แม้กระทั่งในชีวิตประจำวัน สถานการณ์ก็เกิดขึ้นเมื่อต้องแยกจากกัน และในอุตสาหกรรม การผลิตทั้งหมดจะขึ้นอยู่กับกระบวนการนี้ ตัวอย่างเช่น น้ำมันเบนซิน น้ำมันแก๊ส น้ำมันก๊าด น้ำมันเชื้อเพลิง ดีเซลและน้ำมันเครื่อง เชื้อเพลิงจรวด อะเซทิลีน และเบนซิน จะได้รับจากน้ำมันอันเป็นผลมาจากการแปรรูป เห็นด้วยการใช้ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ให้ผลกำไรมากกว่าการเผาน้ำมันอย่างไร้เหตุผล

ตอนนี้เรามาดูกันว่ามีวิธีการแยกสารผสมทางเคมีเช่นวิธีทางเคมีหรือไม่ สมมติว่าเราจำเป็นต้องได้รับสารบริสุทธิ์จากสารละลายเกลือที่เป็นน้ำ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ส่วนผสมจะต้องได้รับความร้อน เป็นผลให้น้ำกลายเป็นไอน้ำและเกลือจะตกผลึก แต่ในกรณีนี้จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงของสารบางชนิดไปเป็นสารอื่น ซึ่งหมายความว่าพื้นฐานของกระบวนการนี้คือปรากฏการณ์ทางกายภาพ

วิธีการแยกสารผสมขึ้นอยู่กับสถานะของการรวมตัว ความสามารถในการละลาย จุดเดือดที่แตกต่างกัน ความหนาแน่น และองค์ประกอบของส่วนประกอบ มาดูรายละเอียดแต่ละรายการโดยใช้ตัวอย่างเฉพาะ

การกรอง

วิธีการแยกนี้เหมาะสำหรับของผสมที่มีของเหลวและของแข็งที่ไม่ละลายน้ำ เช่น น้ำและทรายแม่น้ำ ส่วนผสมนี้จะต้องผ่านตัวกรอง เป็นผลให้น้ำสะอาดไหลผ่านได้อย่างอิสระ แต่ทรายจะยังคงอยู่

การสนับสนุน

วิธีการแยกสารผสมบางวิธีขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วง ด้วยวิธีนี้จึงสามารถแยกสารแขวนลอยและอิมัลชันออกได้ หากน้ำมันพืชลงไปในน้ำต้องเขย่าส่วนผสมก่อน แล้วปล่อยทิ้งไว้สักพัก เป็นผลให้น้ำไปสิ้นสุดที่ก้นภาชนะ และน้ำมันจะปกคลุมไว้เป็นแผ่นฟิล์ม

ในสภาพห้องปฏิบัติการจะใช้สำหรับการตกตะกอน จากผลการดำเนินงานของเหลวที่มีความหนาแน่นมากขึ้นจะถูกระบายลงในภาชนะและยังมีของเหลวที่เบากว่าอยู่

การตั้งถิ่นฐานมีลักษณะเป็นกระบวนการที่ความเร็วต่ำ การตกตะกอนต้องใช้เวลาระยะหนึ่งจึงจะก่อตัว ในสภาวะทางอุตสาหกรรม วิธีการนี้ดำเนินการในโครงสร้างพิเศษที่เรียกว่าถังตกตะกอน

การกระทำโดยแม่เหล็ก

หากส่วนผสมมีโลหะ ก็สามารถแยกออกได้โดยใช้แม่เหล็ก เช่น แยกเหล็ก และ แต่โลหะทุกชนิดมีคุณสมบัติดังกล่าวหรือไม่? ไม่เลย. เฉพาะสารผสมที่มีเฟอร์โรแมกเนติกเท่านั้นจึงจะเหมาะกับวิธีนี้ นอกจากเหล็กแล้ว ยังรวมถึงนิกเกิล โคบอลต์ แกโดลิเนียม เทอร์เบียม ดิสโพรเซียม โฮลเมียม และเออร์เบียม

การกลั่น

ชื่อนี้แปลจากภาษาละตินแปลว่า "หยดลง" การกลั่นเป็นวิธีการแยกสารผสมโดยพิจารณาจากจุดเดือดของสารที่แตกต่างกัน ดังนั้นแม้อยู่ที่บ้านคุณก็สามารถแยกแอลกอฮอล์และน้ำได้ สารแรกเริ่มระเหยไปแล้วที่อุณหภูมิ 78 องศาเซลเซียส เมื่อสัมผัสพื้นผิวที่เย็น ไอแอลกอฮอล์จะควบแน่นกลายเป็นสถานะของเหลว

ในอุตสาหกรรม จะได้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม สารอะโรมาติก และโลหะบริสุทธิ์ด้วยวิธีนี้

การระเหยและการตกผลึก

วิธีการแยกสารผสมเหล่านี้เหมาะสำหรับสารละลายของเหลว สารที่ประกอบขึ้นเป็นสารที่มีจุดเดือดต่างกัน ด้วยวิธีนี้ สามารถรับผลึกเกลือหรือน้ำตาลจากน้ำที่ละลายได้ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ สารละลายจะถูกให้ความร้อนและระเหยไปสู่สถานะอิ่มตัว ในกรณีนี้คริสตัลจะถูกสะสมไว้ หากจำเป็นต้องได้รับน้ำสะอาดให้นำสารละลายไปต้มตามด้วยการควบแน่นของไอระเหยบนพื้นผิวที่เย็นกว่า

วิธีการแยกส่วนผสมก๊าซ

ส่วนผสมของก๊าซจะถูกแยกออกจากกันโดยวิธีห้องปฏิบัติการและทางอุตสาหกรรม เนื่องจากกระบวนการนี้ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ วัตถุดิบจากแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ ได้แก่ อากาศ เตาโค้ก เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ก๊าซที่เกี่ยวข้อง และก๊าซธรรมชาติซึ่งเป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอน

วิธีการทางกายภาพสำหรับการแยกสารผสมในสถานะก๊าซมีดังนี้:

• การควบแน่นเป็นกระบวนการทำให้ส่วนผสมเย็นลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป ในระหว่างที่ส่วนประกอบเกิดการควบแน่น ในกรณีนี้ประการแรกสารที่มีจุดเดือดสูงซึ่งถูกรวบรวมในตัวแยกจะผ่านเข้าสู่สถานะของเหลว ด้วยวิธีนี้ จะได้ไฮโดรเจนจากและแยกแอมโมเนียออกจากส่วนที่ไม่ทำปฏิกิริยาของส่วนผสมด้วย
• การดูดซับคือการดูดซับสารบางชนิดโดยผู้อื่น กระบวนการนี้มีองค์ประกอบที่ตรงกันข้าม ซึ่งระหว่างนั้นจะมีการสร้างสมดุลระหว่างการทำปฏิกิริยา จำเป็นต้องมีเงื่อนไขที่แตกต่างกันสำหรับกระบวนการส่งต่อและย้อนกลับ ในกรณีแรกเป็นการผสมผสานระหว่างแรงดันสูงและอุณหภูมิต่ำ กระบวนการนี้เรียกว่าการดูดซับ มิฉะนั้นจะใช้เงื่อนไขตรงกันข้าม: แรงดันต่ำที่อุณหภูมิสูง
• การแยกเมมเบรนเป็นวิธีการที่ใช้คุณสมบัติของพาร์ติชั่นกึ่งซึมผ่านเพื่อเลือกให้โมเลกุลของสารต่างๆ ผ่านได้
• การไหลย้อนกลับเป็นกระบวนการควบแน่นของชิ้นส่วนที่มีจุดเดือดสูงของสารผสมอันเป็นผลมาจากการทำให้เย็นลง ในกรณีนี้อุณหภูมิของการเปลี่ยนไปเป็นสถานะของเหลวของแต่ละส่วนประกอบควรแตกต่างกันอย่างมาก

โครมาโตกราฟี

ชื่อของวิธีนี้แปลได้ว่า “การเขียนด้วยสี” ลองนึกภาพการเติมหมึกลงในน้ำ หากคุณจุ่มปลายกระดาษกรองลงในส่วนผสมนี้ มันจะเริ่มดูดซึม ในกรณีนี้ น้ำจะถูกดูดซับเร็วกว่าหมึก ซึ่งเกิดจากการดูดซับของสารเหล่านี้ในระดับที่แตกต่างกัน โครมาโตกราฟีไม่ได้เป็นเพียงวิธีการแยกสารผสมเท่านั้น แต่ยังเป็นวิธีการศึกษาคุณสมบัติของสารต่างๆ เช่น การแพร่กระจายและการละลายอีกด้วย

ดังนั้นเราจึงได้คุ้นเคยกับแนวคิดเช่น "สารบริสุทธิ์" และ "สารผสม" ประการแรกคือธาตุหรือสารประกอบที่ประกอบด้วยอนุภาคบางประเภทเท่านั้น ตัวอย่าง ได้แก่ เกลือ น้ำตาล น้ำกลั่น สารผสมคือกลุ่มของสารแต่ละชนิด มีการใช้วิธีการหลายวิธีเพื่อแยกออกจากกัน วิธีการแยกขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพของส่วนประกอบ สิ่งสำคัญ ได้แก่ การตกตะกอน การระเหย การตกผลึก การกรอง การกลั่น การกระทำของแม่เหล็ก และโครมาโทกราฟี