Bir maddenin özelliklerinin belirlenebilmesi için onun saf halde bulunması gerekir, ancak maddeler doğada saf halde bulunmazlar. Her madde her zaman belirli miktarda yabancı madde içerir. İçinde neredeyse hiç safsızlık bulunmayan maddeye saf denir. Bu tür maddelerle bilimsel bir laboratuvarda veya okul kimya laboratuvarında çalışırlar. Kesinlikle saf maddelerin mevcut olmadığını unutmayın.
Karışımlar hemen hemen tüm doğal maddeleri, gıdaları (tuz, şeker ve diğerleri hariç), inşaat malzemelerini, ev kimyasallarını ve birçok ilacı ve kozmetik ürünlerini içerir.
Doğal maddeler bazen çok sayıda farklı maddenin birleşiminden oluşan karışımlardır. Örneğin doğal su her zaman içinde çözünmüş tuzlar ve gazlar içerir. Bazen çok küçük miktarda bir yabancı madde, maddenin bazı özelliklerinde çok güçlü bir değişikliğe yol açabilir. Örneğin çinkonun yalnızca yüzde biri demir veya bakır içeriği, hidroklorik asitle etkileşimini yüzlerce kez hızlandırır. Bir karışımda maddelerden birinin baskın miktarda olması durumunda, karışımın tamamı genellikle kendi adını taşır.
Bir bileşen, bir karışımda bulunan her maddedir.
Homojen karışımlar.
Bir bardak suya az miktarda şeker ekleyin ve şekerin tamamı eriyene kadar karıştırın. Sıvının tadı tatlı olacaktır. Böylece şeker kaybolmadı, karışımda kaldı. Ancak bir damla sıvıyı güçlü bir mikroskopla incelerken bile kristallerini görmeyeceğiz.
Pirinç. 3. Homojen karışım (sulu şeker çözeltisi)
Hazırlanan şeker ve su karışımı homojendir (Şekil 3); bu maddelerin en küçük parçacıkları eşit şekilde karışır.
Bileşenlerinin çıplak gözle tespit edilemediği karışımlara homojen denir.
Kum, tebeşir veya kil ile karıştırılan su, O 0 C sıcaklıkta donar ve 100 0 C sıcaklıkta kaynar.
Bazı heterojen karışım türlerinin özel isimleri vardır: köpük (örneğin polistiren köpük, sabun köpüğü), süspansiyon (az miktarda un ile su karışımı), emülsiyon (süt, iyice çalkalanmış bitkisel yağ ve su), aerosol ( duman, sis).
Pirinç. 5. Heterojen karışımlar:
a - su ve kükürt karışımı;
b - bitkisel yağ ve su karışımı;
c - hava ve su karışımı
Karışımları ayırmanın farklı yolları vardır. Bir karışımı ayırma yönteminin seçimi, karışımı oluşturan maddelerin özelliklerinden etkilenir.
Her yönteme daha yakından bakalım:
Savunuculuk- sıvıları suda çözünmeyen mekanik yabancı maddelerden arındırmak için yaygın bir yöntem veya Birbiri içinde çözünmeyen ve yoğunlukları farklı olan sıvı maddeler.
Sedimantasyon, teknolojik ve evsel ihtiyaçlar için suyun hazırlanmasında, kanalizasyonun arıtılmasında, ham petrolün dehidrasyonu ve tuzdan arındırılmasında ve birçok kimyasal teknoloji prosesinde kullanılmaktadır. Doğal ve yapay rezervuarların doğal olarak kendi kendini temizlemesinde önemli bir aşamadır.
Filtrasyon– sıvının katı çözünmeyen yabancı maddelerden ayrılması; Sıvı moleküller filtrenin gözeneklerinden geçer ve büyük yabancı madde parçacıkları tutulur.
Önünüzde nehir kumu ve su karışımı olduğunu hayal edin. Karışımın türünü belirleyin. ( heterojen). Nehir kumu ve suyun fiziksel özelliklerini karşılaştırın. (Bunlar birbiri içinde çözünmeyen ve yoğunlukları farklı olan maddelerdir). Bu karışımı ayırmak için bir yöntem önerin ( filtreleme).
Mıknatısla eylem karışımdaki maddelerden birinin mıknatıs tarafından çekilebildiği durumlarda heterojen karışımları ayırma yöntemidir
Buharlaşma – bu, katı çözünebilir bir maddenin ısıtıldığında bir çözeltiden salındığı, suyun buharlaştığı ve katı maddenin kristallerinin kaldığı homojen karışımları ayırma yöntemidir;
Damıtma (Latince "damlatma" anlamına gelir) – Bu, sıvı karışımların bileşimleri farklı olan fraksiyonlara ayrıldığı homojen karışımları ayırma yöntemidir. Bir sıvının kısmi buharlaşması ve ardından buharın yoğunlaşması ile gerçekleştirilir. Damıtılmış kısım (damıtma ürünü) nispeten daha uçucu (düşük kaynama noktalı) maddelerle zenginleştirilir ve damıtılmamış sıvı (alt kısımlar) nispeten daha az uçucu (yüksek kaynama noktalı) maddelerle zenginleştirilir.
Laboratuvarda damıtma özel bir kurulum kullanılarak gerçekleştirilir (Şekil 6). Bir sıvı karışımı ısıtıldığında kaynama noktası en düşük olan madde ilk önce kaynar. Buharı kaptan ayrılır, soğur, yoğunlaşır1 ve ortaya çıkan sıvı alıcıya akar. Karışımda bu madde kalmadığında sıcaklık artmaya başlayacak ve zamanla başka bir sıvı bileşen kaynayacaktır. Uçucu olmayan sıvılar kapta kalır.
Pirinç. 6. Damıtma için laboratuvar kurulumu: a - geleneksel; b - basitleştirilmiş
1 - farklı kaynama noktalarına sahip sıvıların bir karışımı;
2 - termometre;
3 - su buzdolabı;
4 - alıcı
Bazılarının nasıl kullanıldığına bakalım yöntemler Karışımların ayrılması.
Filtreleme işlemi, çok tozlu bir odada çalışan bir kişinin akciğerlerini koruyan bir cihaz olan bir solunum cihazının çalışmasının temelini oluşturur. Solunum cihazında tozun akciğerlere girmesini önleyen filtreler bulunur (Şek. 7). En basit solunum cihazı birkaç kat gazlı bezden yapılmış bir bandajdır. Elektrikli süpürgede ayrıca havadaki tozu temizleyen bir filtre bulunur.
Pirinç. 7. Solunum cihazındaki işçi
Suda çözünen ve çözünmeyen maddelerin karışımını hangi yöntemlerle ayırabileceğinizi sonuçlandırın.
Kimya okurken doğada, teknolojide ve günlük yaşamda çok az sayıda saf madde bulunduğunu öğrendim. Çok daha yaygın olan karışımlar, yani birbiriyle kimyasal olarak ilişkili olmayan iki veya daha fazla bileşenin birleşimidir. Karışımlar, bileşimlerinde yer alan maddelerin parçacıklarının boyutunda ve ayrıca bileşenlerin toplanma durumunda farklılık gösterir. Kimyasal araştırmalar saf maddeler gerektirir. Peki bunları nasıl elde edersiniz veya karışımdan nasıl ayırırsınız? Bu soruyu çalışmamda cevaplamaya çalıştım.
Günlük hayatta etrafımız madde karışımlarıyla çevrilidir. Soluduğumuz hava, tükettiğimiz gıda, içtiğimiz su ve hatta kendimiz bile kimyasal açıdan 2-3'ten binlerce madde içeren karışımlardır.
Karışımlar, kimyasal olarak birbiriyle ilişkili olmayan birçok bileşenden oluşan sistemlerdir. Karışımlar, bileşimlerinde bulunan maddelerin parçacıklarının boyutuna göre ayırt edilir. Bazen bu parçacıklar o kadar büyüktür ki çıplak gözle görülebilmektedir. Bu tür karışımlar örneğin çamaşır tozunu, pişirmeye yönelik mutfak karışımlarını ve inşaat karışımlarını içerir. Bazen karışımlardaki bileşenlerin parçacıkları daha küçüktür ve gözle görülemez. Örneğin un, çıplak gözle ayırt edilemeyen nişasta ve protein taneleri içerir. Süt ayrıca küçük yağ damlacıkları, protein, laktoz ve diğer maddeleri içeren sulu bir karışımdır. Bir damla sütü mikroskop altında incelerseniz sütün içindeki yağ damlacıklarını görebilirsiniz. Karışımlardaki maddelerin fiziksel durumları farklı olabilir. Örneğin diş macunu katı ve sıvı bileşenlerin bir karışımıdır. Oluşumunda maddelerin "birbirine nüfuz ettiği" ve mikroskop altında bile fark edilemeyecek kadar küçük parçacıklara bölündüğü karışımlar vardır. Havaya ne kadar bakarsak bakalım, onu oluşturan gazları ayırt edemeyiz.
Böylece karışımlar sınıflandırılır:
Karışımı oluşturan maddelerin parçacıklarının çıplak gözle veya mikroskop altında görülebildiği karışımlara homojen olmayan veya heterojen denir.
Karışımı oluşturan maddelerin taneciklerini mikroskopla bile görmenin mümkün olmadığı karışımlara homojen veya homojen denir.
Homojen karışımlar toplanma durumlarına göre gaz, sıvı ve katı olarak ayrılır. Herhangi bir gazın karışımı homojendir. Örneğin temiz hava, nitrojen, oksijen, karbondioksit ve soy gazların homojen bir karışımıdır. Ancak tozlu hava, aynı gazların heterojen bir karışımıdır ve yalnızca toz parçacıkları içerir. Sıvı doğal karışımlar arasında yağ bulunur. Yüzlerce farklı bileşen içerir. Elbette en yaygın sıvı karışım, daha doğrusu çözelti, denizlerin ve okyanusların suyudur. 1 litre deniz suyunda ortalama 35 gram çeşitli tuzlar bulunmaktadır. Sıvı karışımlarla günlük hayatta her zaman karşılaşırız. Şampuanlar ve içecekler, iksirler ve ev kimyasallarının tümü maddelerin karışımıdır. Musluk suyu bile saf bir madde olarak kabul edilemez: çözünmüş tuzlar, küçük çözünmeyen yabancı maddeler ve ayrıca klorlamayla dezenfekte edilen mikroorganizmalar içerir. Katı karışımlar da yaygındır. Kayaçlar çeşitli maddelerin karışımıdır. Toprak, kum, kil katı karışımlardır. Katı karışımlar arasında cam, seramik ve alaşımlar bulunur.
Kimyacılar, çeşitli maddeleri (özellikleri farklı olabilen bileşenler) basitçe karıştırarak karışımlar oluştururlar. Karışımların kendilerini oluşturan parçaların özelliklerini koruması önemlidir. Örneğin siyah ve beyazın karıştırılmasıyla gri boya elde edilir. Her ne kadar rengi gri olarak görsek de bu, bu tür gri boyanın tüm parçacıklarının gri olduğu anlamına gelmez. Mikroskop altında siyah beyaz boyaları oluşturan siyah beyaz renk parçacıkları mutlaka görülecektir.
Karışımları bileşenlerine (bireysel maddelere) ayırmak, karışım hazırlamaktan daha karmaşık bir iştir, ancak daha az önemli değildir. Karışımları ayırmanın en önemli yöntemleri şemaya yansıtılabilir:
Karışımları ayırmak için çeşitli yöntemler (çökeltme, filtreleme, damıtma, dondurma ve diğerleri) kullanarak sütten yağ, nehir kumundan altın, püreden alkol elde ederler ve suyu çözünmeyen ve çözünür yabancı maddelerden arındırırlar.
Kimya laboratuvarları ve endüstri genellikle saf maddelere ihtiyaç duyar. Damıtılmış su gibi sabit fiziksel özelliklere sahip olan maddelere saf denir. (Hemen hemen tamamen saf maddeler elde edilememiştir.)
Karışımları ayırmanın çeşitli yolları vardır. Bu yöntemlere daha yakından bakalım.
Heterojen bir karışımdan izolasyon.
1. Savunuculuk.
a) Suda çözünmeyen farklı yoğunluktaki maddelerin oluşturduğu heterojen bir karışımdan maddelerin izolasyonu. Örneğin, demir talaşları, karışımın suyla çalkalanması ve ardından çökeltilmesi yoluyla ağaç talaşlarından ayrılabilir. Demir talaşları kabın dibine batar, ahşap talaşları ise yüzeye çıkar ve suyla birlikte boşaltılabilir.
b) Bazı maddeler suya farklı oranlarda çöker. Kumla karıştırılmış kili suyla karıştırırsanız kum çok daha hızlı çöker. Bu yöntem seramik üretiminde kumu kilden ayırmak için kullanılır (kırmızı tuğla, çömlek üretimi vb.). c) Farklı yoğunluktaki, az çözünebilen sıvılardan oluşan bir karışımın ayrılması. Benzinin suyla, yağın suyla ve bitkisel yağın suyla karışımları hızla ayrılır, böylece bir ayırma hunisi veya sütunu kullanılarak ayrılabilirler. Bazen sütten krema gibi farklı yoğunluktaki sıvılar santrifüjleme yoluyla ayrılır.
2. Filtreleme.
Suda çözünebilen maddelerin oluşturduğu heterojen bir karışımdan maddelerin izolasyonu.
Sofra tuzunu ayırmak için kumla karıştırıp suda çalkalayın. Sofra tuzu çözülür ve kum çöker.
Çözünmeyen parçacıkların çözeltiden ayrılmasını hızlandırmak için karışım filtrelenir. Kum, filtre kağıdının üzerinde kalır ve filtreden berrak bir sofra tuzu çözeltisi geçer.
3. Mıknatısla eylem.
Heterojen bir karışımdan mıknatıslanma yeteneğine sahip maddelerin izolasyonu. Örneğin demir ve kükürt tozlarının bir karışımı varsa, bunlar bir mıknatıs kullanılarak ayrılabilir.
Homojen bir karışımdan maddelerin izolasyonu.
4. Buharlaşma. Kristalleşme.
Çözünmüş bir maddeyi, örneğin sofra tuzunu bir çözeltiden ayırmak için ikincisi buharlaştırılır. Su buharlaşır ve sofra tuzu porselen fincanda kalır. Bazen buharlaştırma, yani suyun kısmi buharlaşması kullanılır. Sonuç olarak, soğutulduğunda çözünmüş maddenin kristaller halinde salındığı daha konsantre bir çözelti oluşur. Maddeleri saflaştırmanın bu yöntemine kristalizasyon denir.
5. Damıtma.
Karışımları ayırmanın bu yöntemi, birbiri içinde çözünen bileşenlerin kaynama noktaları arasındaki farka dayanır.
Damıtma (damıtma), uçucu sıvıların buharlaştırılması ve ardından buharlarının yoğunlaşması yoluyla homojen karışımları ayırmak için kullanılan bir tekniktir. Örneğin damıtılmış su elde etmek.
Bunun için içinde çözünmüş maddeler bulunan su bir kapta kaynatılır. Ortaya çıkan su buharı başka bir kapta damıtılmış su halinde yoğunlaştırılır.
6. Kromatografi.
Bu yöntem, tek tek maddelerin başka bir maddenin yüzeyi tarafından farklı oranlarda emilmesi (bağlanması) gerçeğine dayanmaktadır.
Bu yöntemin özü aşağıdaki deneyimlerden öğrenilebilir.
Kırmızı mürekkepli bir kabın üzerine bir filtre kağıdı şeridi asılırsa ve şeridin yalnızca ucu içine daldırılırsa, çözeltinin kağıt tarafından emildiğini ve yukarı doğru yükseldiğini fark edeceksiniz. Ancak boya yükselme sınırı su yükselme sınırının gerisinde kalacaktır. Böylece iki madde ayrılır: su ve çözeltiye kırmızı renk veren bir boya.
Deneysel kısım.
Ana Sayfa Laboratuvar Güvenliği Yönergeleri.
Kimyayı kimyasal deneyler olmadan hayal etmek imkansızdır. Dolayısıyla bu bilimi inceleyebilir, yasalarını anlayabilir ve elbette onu ancak deneyerek sevebilirsiniz. Kimyasal bir deneyin karmaşık ekipman ve erişilemeyen reaktifler, toksik bileşikler ve korkunç patlamalar içerdiği ve kimya uygulamak için özel koşulların gerekli olduğu kanısındayız. Ancak evde çok çeşitli maddelerle 300'den fazla kimyasal deney yapılabilir. Ev laboratuvarında çeker ocak veya başka özel cihazların bulunmaması nedeniyle güvenlik kurallarına kesinlikle uyulması gerekmektedir:
2. Evde büyük miktarda reaktif biriktirip depolayamazsınız.
3. Kimyasal reaktiflerin ve maddelerin üzerinde isimlerin, konsantrasyonların ve üretim tarihlerinin yer aldığı etiketler bulunmalıdır.
4. Kimyasalların tadı alınamaz.
5. Kokuyu belirlemek için maddenin bulunduğu kabı yüzünüze yaklaştırmayın. Damarın açıklığından buruna kadar birkaç yumuşak vuruş yapmak için avucunuzu kullanmanız gerekir.
6. Asit veya alkali dökülürse, madde önce nötralize edilir veya kumla kaplanıp bir bezle uzaklaştırılır veya faraşta toplanır.
7. Bir deney yapmadan önce, ne kadar basit görünse de, deneyin açıklamasını dikkatlice okumanız ve kullanılan maddelerin özelliklerini anlamanız gerekir. Bunun için ders kitapları, referans kitapları ve diğer literatür var.
1 numaralı deneyimi yaşayın. Heterojen karışımların ayrılması.
A) Heterojen bir kum ve demir tozu karışımı hazırlayın.
Deneyin amacı: Heterojen karışımları farklı şekillerde ayırmayı öğrenmek.
Ekipman: nehir kumu, demir tozu, mıknatıs, iki deney kabı.
Bir behere bir yemek kaşığı demir tozu ve nehir kumu ekleyin, ürün eşit bir renk elde edene kadar karışımı dikkatlice karıştırın. Rengini not edin ve camın dışına bir mıknatıs tutarak manyetik özelliklerini test edin. Karışımın rengini ve manyetik özelliklerini hangi maddelerin verdiğini belirleyin. Hazırlanan heterojen karışımı mıknatıs kullanarak ayıralım. Bunu yapmak için camın dış duvarına bir mıknatıs getirip mıknatısla dış duvara hafifçe vurarak camın iç duvarında demir tozunu toplayacağız. Ütüyü bardağın iç duvarına mıknatısla tutarak kumu başka bir bardağa dökün. Deneysel verileri bir tabloya giriyoruz.
B) Kurşun kalem açıldıktan sonra oluşan sofra tuzu, toprak ve talaştan oluşan bir karışım hazırlayın.
Ekipman: Sofra tuzu, toprak, kalem talaşı, bardak, su, filtre, kaşık, kızartma tavası.
Deneysel prosedür:
Karışımı birer çay kaşığı sofra tuzu, toprak ve kurşun kalem talaşını karıştırarak hazırlayın. Elde edilen karışımı bir bardak suda eritin, delikli bir kaşıkla yüzen talaşları çıkarın ve kuruması için bir kağıt üzerine yerleştirin. Bandaj veya gazlı bezden 3-4 kat katlayarak filtre yapın ve başka bir camın üzerine gevşek bir şekilde gerdirin. Karışımı filtreleyin. Filtreyi kalan kirle kurulayın ve ardından filtreden temizleyin. Filtrelenen sıvıyı (filtreyi) camdan emaye bir kaseye veya tavaya dökün ve buharlaştırın. Açığa çıkan tuz kristallerini toplayın. Deneylerden önce ve sonra madde miktarlarını karşılaştırın.
2 numaralı deneyimi yaşayın. Homojen karışımların kağıt kromatografisi ile ayrılması.
A) Kırmızı ve yeşil boyanın homojen karışımını ayırın.
Ekipman: bir filtre kağıdı şeridi, bir kap, kap için bir tıpa, kırmızı ve yeşil işaretleyiciler, alkol (%70 sulu çözelti).
Deneysel prosedür:
Uzunluğu kabın yüksekliğinden 2-3 cm daha fazla olan bir filtre kağıdı şeridi alın. Bu şeridin ortasında kenardan 1,5 cm uzakta basit bir kalemle bir nokta işaretleyin. İşaretli noktaya keçeli kalemlerle çapı 5 mm'yi geçmeyen boya lekeleri uygulayın. Öncelikle kırmızı keçeli kalemle 1-2 mm boyutunda bir nokta yapın ve ardından kırmızı noktanın üstüne yeşil nokta uygulayın, böylece yeşil nokta kırmızı sınırın yaklaşık 1 mm dışına taşsın. Karışımın lekesinin kurumasını bekleyin (1-2 dakika) ve ardından kağıda zarar vermemek için basit bir kalemle taslak boyunca dikkatlice çizin.
Alkolü 0,5-1 cm'lik bir tabaka halinde bir behere dökün. Boya karışımının lekesini içeren dikey bir kağıt şeridi beherin içine yerleştirin ve şeridin çıkıntılı kısmını beherin dış yüzeyine doğru bükün. Boya lekesi sıvının 0,5 cm üzerinde olmalıdır. Camı ters bir tıpa ile kapatın. Kağıt şeridinin ıslanmasını ve renkli noktanın yukarı doğru hareketini, onu iki noktaya bölerek gözlemleyin. Boya karışımının tamamen ayrılması yaklaşık 20 dakika sürecektir. Kağıt tamamen alkole doyurulduktan sonra çıkarın ve 5-10 dakika kurumasını bekleyin. Noktaların renklerini işaretleyin. Gözlem sonuçlarını tabloya girin.
B) Aşağıdaki karışımları kağıt kromatografisi kullanarak ayırın: “yeşil maddenin” alkol çözeltisi; çizim çalışmaları için sulu bir siyah mürekkep çözeltisi.
Deneyin amacı: Kağıt kromatografisi yöntemine hakim olmak, saf maddeler ve karışımlar arasındaki farkı belirlemeyi öğrenmek.
Ekipman: bir kap, bir filtre şeridi veya kurutma kağıdı, yeşil boyanın alkol çözeltisi, çizim işi için sulu mürekkep çözeltisi.
Deneysel prosedür:
Kağıdın yalnızca çözeltiye temas etmesi için "yeşil boya" ve siyah mürekkep çözeltisi içeren kabın üzerine bir filtre kağıdı şeridi asılmalıdır.
“Yeşil maddenin” ve renklendirici maddenin yükselme sınırı sırasıyla alkol ve suyun yükselme sınırının gerisinde kalacaktır. Böylece homojen karışımlarda iki maddenin ayrılması gerçekleşir: a) alkol ve parlak yeşil, b) su ve renklendirici madde.
3 numaralı deneyimi yaşayın. Difüzyon.
Deneyin amacı: Difüzyon sürecini pratikte incelemek.
Ekipman: gıda jelatini, potasyum permanganat, bakır sülfat, su, tencere, karıştırma için paslanmaz çelik kaşık, elektrikli veya gazlı ocak, cımbız, iki şeffaf şişe.
Deneysel prosedür:
Bir çay kaşığı jelatini bir bardak soğuk suya koyun ve tozun şişmesi için bir veya iki saat bekletin. Karışımı küçük bir tencereye dökün. Karışımı kısık ateşte ısıtın; Hiçbir durumda kaynamadığından emin olun! Jelatin tamamen eriyene kadar tencerenin içeriğini karıştırın. Sıcak çözeltiyi iki şişeye dökün. Soğuduğunda, hızlı ve dikkatli bir hareketle kabarcıklardan birinin ortasına potasyum permanganat kristali içeren cımbızı yerleştirin. Cımbızı hafifçe açın ve hızla çıkarın. Başka bir şişeye bir kristal bakır sülfat ekleyin. Jelatin difüzyon sürecini yavaşlatır ve arka arkaya birkaç saat boyunca çok ilginç bir tablo gözlemleyebileceksiniz: kristallerin etrafında renkli bir top büyüyecek.
4 numaralı deneyim. Homojen karışımların kristalizasyon yoluyla ayrılması.
Doymuş bir sofra tuzu, bakır sülfat veya potasyum şap çözeltisinden bir kristal veya kristaller büyütün.
Deneyin amacı: Sofra tuzu veya diğer maddelerden oluşan doymuş bir çözeltinin nasıl hazırlanacağını öğrenmek, çeşitli boyutlarda kristaller büyütmek, maddeler ve kimyasal ekipmanlarla çalışırken becerileri pekiştirmek.
ekipman: bir çözelti hazırlamak için bir bardak ve bir litrelik kavanoz, karıştırmak için bir tahta kaşık veya çubuk, deney için tuz - sofra tuzu, bakır sülfat veya şap, sıcak su, bir tohum - bir iplik üzerinde asılı bir tuz kristali, bir huni ve filtre kağıdı.
Deneysel prosedür:
Doymuş bir tuz çözeltisi hazırlayın. Bunu yapmak için önce kavanozun içine hacminin yarısına kadar sıcak su dökün, ardından sürekli karıştırarak uygun tuzu porsiyonlar halinde ekleyin. Çözünmeyi bırakana kadar tuz ekleyin. Elde edilen çözeltiyi filtre kağıdı veya pamuk yünü ile bir huniden bir bardağa süzün ve çözeltiyi 2-3 saat soğumaya bırakın. Soğutulmuş çözeltiye bir tohum ekleyin - bir iplik üzerinde asılı bir tuz kristali, çözeltiyi dikkatlice bir kapakla kapatın ve uzun bir süre (2-3 gün veya daha fazla) bırakın.
Sonuçlar ve sonuçlar:
Kristalinizi inceleyin ve soruları cevaplayın:
Kristali kaç günde büyüttünüz?
Şekli nedir?
Kristal ne renk?
Şeffaf mı değil mi?
Kristalin boyutları nelerdir: yükseklik, genişlik, kalınlık?
Kristalin kütlesi nedir?
Kristalinizi çizin veya fotoğrafını çekin.
5 numaralı deneyimi yaşayın. Homojen karışımların damıtma yoluyla ayrılması.
Evde 50 ml damıtılmış su alın.
Deneyin amacı: Homojen karışımları damıtma yoluyla ayırmayı öğrenmek.
Ekipman: emaye çaydanlık, iki cam kavanoz.
Deneysel prosedür:
Emaye bir su ısıtıcısına su hacminin 1 / 3'ünü dökün ve su ısıtıcısının ağzı sobanın kenarından dışarı çıkacak şekilde gaz sobasının üzerine yerleştirin. Su kaynadığında, su ısıtıcısının ağzına bir cam buzdolabı kavanozu takın ve altına yoğuşmayı toplamak için ikinci bir kavanoz yerleştirin. Buzdolabı kavanozunun aşırı ısınmasını önlemek için üzerine soğuk suyla nemlendirilmiş bir peçete yerleştirebilirsiniz.
Sonuçlar ve sonuçlar:
Aşağıdaki soruları cevaplayın:
Musluk suyu nedir?
Homojen karışımlar nasıl ayrılır?
Damıtılmış su nedir? Nerede ve hangi amaçlarla kullanılır?
Yaşadığınız deneyimi not edin.
6 numaralı deneyimi yaşayın. Patateslerden nişastanın çıkarılması.
Evde az miktarda nişasta alın.
Ekipman: 2-3 patates, rende, gazlı bez, küçük tencere, su.
Deneysel prosedür:
Soyulmuş patatesleri ince bir rende üzerine rendeleyin ve elde edilen kütleyi suyla karıştırın. Daha sonra tülbentten süzüp sıkın. Gazlı bezin içindeki karışımın geri kalanını tekrar suyla karıştırın. Sıvının yerleşmesine izin verin. Nişasta tabağın dibine çökecektir. Sıvıyı boşaltın ve çöken nişastayı tekrar karıştırın. Nişasta tamamen temiz ve beyaz oluncaya kadar işlemi birkaç kez tekrarlayın. Ortaya çıkan nişastayı süzün ve kurutun.
Hangi patatesin daha fazla nişasta üreteceğini düşünüyorsunuz: genç (yakın zamanda kazılmış olan) veya yaşlı (tüm kış sebze deposunda olan)?
7 numaralı deneyimi yaşayın. Şeker pancarından şeker çıkarılması.
Evinize az miktarda şeker alın.
Deneyin amacı: Bitki materyallerinden nasıl madde çıkarılacağını öğrenmek.
Ekipman: büyük şeker pancarı, aktif karbon, nehir kumu, tencere, iki kavanoz, pamuk yünü, kaşık, huni, gazlı bez.
Deneysel prosedür:
Pancarları küçük parçalar halinde kesin, bir tencereye koyun, içine bir bardak su dökün ve 15-20 dakika kaynatın. Pişmiş pancar dilimlerini bir kaşık veya havan tokmağıyla iyice öğütün. Bu koyu renkli kütleyi pamuk yünü içeren bir huniden süzün. Daha sonra ortaya çıkan çözeltiyi özel bir şekilde hazırlanmış bir huniden süzün. İçine bir parça gazlı bez, gazlı bezin üzerine ince bir tabaka pamuk yünü, ardından ezilmiş aktif karbon (4-5 tablet) ve ince bir tabaka (1 cm) temiz nehir kumu (nehir kumunu önceden durulayın ve kurulayın) yerleştirin. . Ortaya çıkan çözeltiyi (filtreyi) bir tencereye koyun. Şeffaf kristaller görünene kadar bir kısmını buharlaştırmak gerekir. Bu şeker. Tadın!
Sıvıyı aktif karbon tabakasından filtrelemenin neden gerekli olduğunu düşünüyorsunuz?
8 numaralı deneyimi yaşayın. Lorun sütten çıkarılması.
Evde birkaç gram süzme peynir alın.
Deneyin amacı: Evde süzme peynir yapmayı öğrenmek.
Ekipman: süt, sirke, tencere, gazlı bez, gaz sobası.
Deneysel prosedür:
Süt protein içerir. Süt kaynarsa ve kenardan "akarsa", yanmış proteinin karakteristik koku özelliği hemen yayılır. Yanmış sütün karakteristik kokusunun ortaya çıkması, denatürasyon olgusunun (proteinin pıhtılaşması ve çözünmeyen bir forma geçişi) meydana geldiğini gösterir. Protein denatürasyonu yalnızca ısı nedeniyle oluşmaz.
Aşağıdaki deneyi yapalım. Yarım bardak sütü hafif ılık hale gelinceye kadar ısıtın ve sirkeyi ekleyin. Süt hemen kesilecek ve büyük pullar oluşacaktır. (Süt sıcak bir yerde bırakılırsa, protein de pıhtılaşır, ancak farklı bir nedenden dolayı "çalışan" laktik asit bakterileridir). Tencerenin içindekiler tülbentten kenarlarından tutularak süzülür. Daha sonra gazlı bezin kenarlarını bağlarsanız, camın üzerine kaldırıp sıkarsanız, üzerinde kalın bir kütle kalacaktır - süzme peynir.
9 numaralı deneyimi yaşayın. Tereyağı alıyorum.
Evde az miktarda tereyağı yapın.
Deneyin amacı: Evde sütten tereyağının nasıl çıkarılacağını öğrenmek.
Ekipman: süt, cam kavanoz, tıpalı veya sıkı kapaklı küçük şeffaf şişe.
Deneysel prosedür:
Taze sütü bir cam kavanoza dökün ve buzdolabına koyun. Birkaç saat sonra veya daha iyisi ertesi gün dikkatlice bakın: Süte ne oldu? Ne gözlemlediğinizi açıklayın.
Küçük bir kaşık kullanarak kremayı (sütün üst tabakasını) dikkatlice alın ve bir şişeye aktarın. Kremadan tereyağı yapmanız gerekiyorsa, bir tereyağı yumruğu oluşana kadar kapağı kapalı bir şişede uzun süre ve en az yarım saat sabırla sallamanız gerekecektir.
10 numaralı deneyimi yaşayın. Ekstraksiyon.
Ekstraksiyon işlemini pratikte gerçekleştirin.
Deneyin amacı: Ekstraksiyon işlemini pratik olarak gerçekleştirmek.
A) Ekipman: ayçiçeği çekirdeği, benzin, deney tüpü, tabak, havan ve havan tokmağı.
Deneysel prosedür:
Birkaç ayçiçeği çekirdeğini havanda öğütün. Ezilmiş tohumları bir test tüpüne koyun, az miktarda benzin ekleyin ve birkaç kez iyice çalkalayın. Ara sıra sallamayı unutmadan, test tüpünü iki saat (ateşten uzakta) bekletin. Benzini bir tabağa boşaltın ve balkona yerleştirin. Benzin buharlaştığında alt kısımda benzinin içinde çözünmüş bir miktar yağ kalacaktır.
B) Ekipman: iyot tentürü, su, benzin, test tüpü.
Deneysel prosedür:
Benzin ayrıca farmasötik iyot tentüründen iyot çıkarmak için de kullanılabilir. Bunu yapmak için suyun üçte birini test tüpüne dökün, yaklaşık 1 ml iyot tentürü ekleyin ve elde edilen kahverengimsi çözeltiye aynı miktarda benzin ekleyin. Test tüpünü çalkalayın ve kendi haline bırakın. Karışım katmanlaştığında, üst benzin katmanı koyu kahverengiye dönüşecek ve alt sulu katman neredeyse renksiz hale gelecektir: sonuçta, iyot suda zayıf, ancak benzinde iyi çözünür.
Ekstraksiyon nedir? Sıvı veya katı maddelerin bir karışımını ekstraksiyon kullanarak ayırma işlemi - karışımın bir veya başka bileşeninin belirli sıvılar (ekstraktlar) içinde seçici çözünmesi. Çoğu zaman maddeler, genellikle suyla karışmayan organik çözücülerle sulu çözeltilerden ekstrakte edilir. Ekstraktantlar için temel gereksinimler: seçicilik (etki seçiciliği), toksik olmama, muhtemelen düşük uçuculuk, kimyasal inertlik ve düşük maliyet. Ekstraksiyon kimya endüstrisinde, petrol rafinasyonunda, ilaç üretiminde ve özellikle demir dışı metalurjide yaygın olarak kullanılmaktadır.
Çözüm.
Çalışmadan sonuçlar.
Bu çalışmayı yaparken heterojen ve homojen karışımların nasıl hazırlanacağını öğrendim, maddelerin özellikleri üzerine araştırma yaptım ve iki bileşenden oluşan basit bir karışım yapıldığında bu maddelerin özelliklerini birbirlerine aktarmadıklarını, aksine koruduklarını öğrendim. kendileri. Bunların ayrılmasına yönelik yöntemler aynı zamanda başlangıç bileşenlerinin özelliklerine de dayanmaktadır (uçuculuk, toplanma durumu, mıknatıslanma yeteneği, sudaki çözünürlük, parçacık boyutu ve diğerleri gibi). Eğitim araştırması yaparken, heterojen karışımları ayırmak için aşağıdaki yöntemlerde ustalaştım: manyetik etki, çökeltme, filtreleme ve homojen karışımlar: buharlaştırma, kristalleştirme, damıtma, kromatografi, ekstraksiyon. Gıda ürünlerinden saf maddeleri ayırmayı başardım: şeker pancarından şeker, patatesten nişasta, süzme peynir ve sütten tereyağı. Kimyanın çok ilginç ve eğitici bir bilim olduğunu, kimya derslerinde ve ders saatleri dışında edinilen bilgilerin hayatta bana çok faydalı olacağını fark ettim.
Demir ve kum karışımını ayırmanın sonuçları.
deneyim No. 1 No. 1 No. 1 No. 2 No. 2
madde demir kum karışımı bölüm 1 bölüm 2
renk gri sarı gri-sarı gri sarı mıknatısın çekiciliği evet hayır evet evet hayır sonuç demirin özellikleri ve demirin ve karışımın özellikleri izole edilmiş maddenin doğasında vardır - izole edilmiş madde -
kumun kumdan farklı özellikleri vardır ve demirin farklı özellikleri vardır ve demir kumu kum
Boyaların kağıt üzerinde ayrılması sonuçları.
deney No. 1 No. 2 madde ayırmadan önce boyaların karışımı ayırmadan sonra boyaların karışımı renk siyah boya No. 1 - kırmızı boya No. 2 - yeşil sonuç bu karışım homojendir. karışım iki orijinal maddeye bölünmüştür; Bunlar kırmızı ve yeşil boyalardır.
Saf maddeler madde karışımlarından nasıl farklıdır?
Bireysel bir saf maddenin belirli bir dizi karakteristik özelliği vardır (sabit fiziksel özellikler). Yalnızca saf damıtılmış suyun erime noktası = 0 °C, kaynama noktası = 100 °C'dir ve tadı yoktur. Deniz suyu daha düşük sıcaklıkta donar, daha yüksek sıcaklıkta kaynar; tadı acı ve tuzludur. Karadeniz'in suyu Baltık Denizi'nin suyuna göre daha düşük sıcaklıkta donar ve daha yüksek sıcaklıkta kaynar. Neden? Gerçek şu ki deniz suyu, örneğin çözünmüş tuzlar gibi başka maddeler de içerir; bileşimi büyük ölçüde değişen çeşitli maddelerin bir karışımıdır, ancak karışımın özellikleri sabit değildir. Karışım kavramının tanımı 17. yüzyılda yapılmıştır. İngiliz bilim adamı Robert Boyle: “Karışım, heterojen bileşenlerden oluşan bütünsel bir sistemdir.”
Karışımın ve saf maddenin karşılaştırmalı özellikleri
Karışımlar görünüş olarak birbirinden farklıdır.
Karışımların sınıflandırılması tabloda gösterilmektedir:
Süspansiyonlara (nehir kumu + su), emülsiyonlara (bitkisel yağ + su) ve çözeltilere (şişede hava, sofra tuzu + su, küçük değişim: alüminyum + bakır veya nikel + bakır) örnekler verelim.
Süspansiyonlarda katı madde parçacıkları görülebilir, emülsiyonlarda - sıvı damlacıkları, bu tür karışımlara heterojen (heterojen) denir ve çözeltilerde bileşenler ayırt edilemez, bunlar homojen (homojen) karışımlardır.
Karışımları ayırma yöntemleri
Doğada maddeler karışımlar halinde bulunur. Laboratuvar araştırmaları, endüstriyel üretim, farmakoloji ve tıp ihtiyaçları için saf maddelere ihtiyaç vardır.
Maddeleri saflaştırmak için karışımları ayırmak için çeşitli yöntemler kullanılır.
Bu yöntemler karışımın bileşenlerinin fiziksel özelliklerindeki farklılıklara dayanmaktadır.
Ayırma yöntemlerini göz önünde bulundurun heterojen ve homojen karışımlar .
| Karışım örneği | Ayırma yöntemi |
| Süspansiyon - nehir kumu ve su karışımı | Savunuculuk Çöktürülerek ayırma, maddelerin yoğunluklarının farklı olmasına dayanmaktadır. Daha ağır kum dibe çöker. Ayrıca emülsiyonu ayırabilirsiniz: yağı veya bitkisel yağı sudan ayırın. Laboratuvarda bu, ayırma hunisi kullanılarak yapılabilir. Petrol veya bitkisel yağ en üstteki daha hafif tabakayı oluşturur.Yerleşme sonucunda sisten çiy düşer, dumandan kurum yerleşir ve sütün içine krema yerleşir. Su ve bitkisel yağ karışımının çökeltilerek ayrılması |
| Suda kum ve sofra tuzu karışımı | Filtrasyon Heterojen karışımların filtrasyon kullanılarak ayrılmasının temeli nedir? Maddelerin sudaki farklı çözünürlükleri ve farklı parçacık boyutları. Başından sonuna kadar Filtrenin gözeneklerinden yalnızca bunlarla karşılaştırılabilecek madde parçacıkları geçer, daha büyük parçacıklar ise filtre üzerinde tutulur. Heterojen bir sofra tuzu ve nehir kumu karışımını bu şekilde ayırabilirsiniz.Filtre olarak çeşitli gözenekli maddeler kullanılabilir: pamuk yünü, kömür, pişmiş kil, preslenmiş cam ve diğerleri. Filtreleme yöntemi, elektrikli süpürgeler gibi ev aletlerinin çalışmasının temelidir. Cerrahlar tarafından kullanılır - gazlı bez bandajları; sondajcılar ve asansör çalışanları - solunum maskeleri. Ilf ve Petrov'un çalışmalarının kahramanı Ostap Bender, çay yapraklarını süzmek için bir çay süzgeci kullanarak Ogress Ellochka'nın ("On İki Sandalye") sandalyelerinden birini almayı başardı. Nişasta ve su karışımının süzülerek ayrılması |
| Demir ve kükürt tozu karışımı | Mıknatıs veya su ile etki Demir tozu mıknatıs tarafından çekildi, ancak kükürt tozu çekilmedi.. Islanamayan kükürt tozu suyun yüzeyinde yüzdü ve ağır ıslanabilir demir tozu dibe çöktü.. |
| Kükürt ve demir karışımını mıknatıs ve su kullanarak ayırma | Tuzun sudaki çözeltisi homojen bir karışımdır Buharlaşma veya kristalleşme Su buharlaşır ve porselen fincanda tuz kristalleri kalır. Elton ve Baskunchak göllerinden su buharlaştırıldığında sofra tuzu elde edilir. Bu ayırma yöntemi, çözücünün ve çözünen maddenin kaynama noktaları arasındaki farka dayanır. Örneğin şeker ısıtıldığında ayrışırsa, su tamamen buharlaşmaz; çözelti buharlaşır ve ardından şeker kristalleri çöker. Doymuş çözelti Bazen, örneğin tuzdan su gibi, daha düşük sıcaklıkta kaynatma ile çözücülerdeki yabancı maddelerin uzaklaştırılması gerekebilir. Bu durumda maddenin buharlarının toplanması ve soğutularak yoğunlaştırılması gerekir. Homojen bir karışımı ayırmanın bu yöntemine damıtma veya damıtma denir. Özel cihazlarda - damıtıcılarda, farmakoloji, laboratuvarlar ve araba soğutma sistemlerinin ihtiyaçları için kullanılan damıtılmış su elde edilir. Evde böyle bir damıtıcı inşa edebilirsiniz: Alkol ve su karışımını ayırırsanız, önce kaynama noktası = 78 °C olan alkol damıtılır (alıcı bir test tüpünde toplanır) ve test tüpünde su kalır. Damıtma, petrolden benzin, gazyağı ve gazyağı üretmek için kullanılır. |
Homojen karışımların ayrılması kromatografi.
Aşağıdaki deneyi evde deneyebilirsiniz. Kırmızı mürekkeple dolu bir kabın üzerine bir filtre kağıdı şeridi asın ve şeridin yalnızca ucunu içine batırın. Çözelti kağıt tarafından emilir ve kağıt boyunca yükselir. Ancak boya yükselme sınırı su yükselme sınırının gerisinde kalıyor. İki madde bu şekilde ayrılır: su ve mürekkepteki renklendirici madde.
Rus botanikçi M. S. Tsvet, kromatografiyi kullanarak bitkilerin yeşil kısımlarından klorofili izole eden ilk kişi oldu. Endüstride ve laboratuvarlarda kromatografi için filtre kağıdı yerine nişasta, kömür, kireçtaşı ve alüminyum oksit kullanılır. Aynı saflaştırma derecesine sahip maddelere her zaman ihtiyaç duyulur mu?
Farklı amaçlar için, farklı saflaştırma derecelerine sahip maddeler gereklidir. Pişirme suyu, kirleri ve dezenfekte etmek için kullanılan kloru uzaklaştırmak için yeterince bekletilmelidir. İçme suyu öncelikle kaynatılmalıdır. Kimya laboratuvarlarında ise çözelti hazırlamak ve deneyler yapmak için, tıpta, içinde çözünen maddelerden mümkün olduğunca arıtılmış damıtılmış suya ihtiyaç vardır. Elektronik, yarı iletken, nükleer teknoloji ve diğer hassas endüstrilerde, özellikle safsızlık içeriği yüzde milyonda birini aşmayan saf maddeler kullanılmaktadır..
L. Martynov'un “Damıtılmış Su” şiirini okuyun:
su
Favoriler
Dökmek için!
O
Parladı
Çok saf
Sarhoş olmak ne olursa olsun,
Yıkama yok.
Ve bu sebepsiz değildi.
Kaçırdı
Söğütler, tala
Ve çiçek açan asmaların acısı,
Yeterli deniz yosunu yoktu
Ve yusufçuklardan elde edilen yağlı balıklar.
Dalgalı olmayı özledi
Her yere akmayı özlemişti.
Yeterince hayatı yoktu
Temiz -
Damıtılmış su!
Karışımları ayırmak için hangi yöntemlerin olduğunu biliyor musunuz? Olumsuz bir cevap vermek için çok acele etmeyin. Birçoğunu günlük aktivitelerinizde kullanıyorsunuz.
Saf madde: nedir bu?
Atomlar, moleküller, maddeler ve karışımlar temel kimyasal kavramlardır. Ne demek istiyorlar? D.I Mendeleev'in tablosunda 118 kimyasal element var. Bunlar farklı türdeki temel parçacıklardır - atomlar. Kütle bakımından birbirlerinden farklıdırlar.
Atomlar birbirleriyle bağlanarak molekülleri veya maddeleri oluşturur. İkincisi birbirine bağlanarak karışımlar oluşturur. Saf maddeler sabit bileşime ve özelliklere sahiptir. Bunlar homojen yapılardır. Ancak kimyasal reaksiyonlarla bileşenlere ayrılabilirler.
Bilim adamları, saf maddelerin pratikte doğada bulunmadığını iddia ediyorlar. Her birinde az miktarda yabancı madde vardır. Bunun nedeni çoğu maddenin aktivite bakımından farklı olmasıdır. Suya batırılmış metaller bile iyon seviyesinde çözünür.
Saf maddelerin bileşimi her zaman sabittir. Bunu değiştirmek kesinlikle imkansızdır. Yani bir karbondioksit molekülündeki karbon veya oksijen miktarını arttırırsanız tamamen farklı bir madde olacaktır. Ve karışımdaki bileşenlerin sayısını artırabilir veya azaltabilirsiniz. Bu onun bileşimini değiştirecektir, ancak varoluş gerçeğini değiştirmeyecektir.
Karışım nedir
Birkaç maddenin bir araya gelmesine karışım denir. İki tip olabilirler. Bir karışımdaki tek tek bileşenler birbirinden ayırt edilemiyorsa buna üniform veya homojen denir. Günlük yaşamda en sık kullanılan başka bir isim daha var - çözüm. Böyle bir karışımın bileşenleri fiziksel yöntemlerle ayrılamaz. Örneğin, içinde çözünen kristallerin bir tuzlu su çözeltisinden mekanik olarak ekstraksiyonu mümkün değildir. Doğada sadece sıvı çözeltiler bulunmaz. Yani hava gaz halinde homojen bir karışımdır ve metal alaşımı katıdır.
Homojen olmayan veya heterojen karışımlarda tek tek parçacıklar çıplak gözle görülebilir. Kompozisyon ve özellikler bakımından birbirlerinden farklıdırlar. Bu, birbirlerinden tamamen mekanik olarak ayrılabilecekleri anlamına gelir. Kötü üvey annesi tarafından fasulyeleri bezelyelerden ayırmaya zorlanan Cinderella, bu görevle mükemmel bir şekilde başa çıktı.
Kimya: karışımları ayırma yöntemleri
Günlük yaşamda ve doğada çok sayıda karışım bulunur. Bunları ayırmanın doğru yolu nasıl seçilir? Bireysel bileşenlerin fiziksel özelliklerine dayanmalıdır. Maddelerin farklı kaynama noktaları varsa, buharlaştırma ve ardından kristalizasyon ve damıtma etkili olacaktır. Bu tür yöntemler homojen çözeltileri ayırmak için kullanılır. Heterojen karışımları ayırmak için bileşenlerinin diğer özelliklerindeki farklılıklar kullanılır: yoğunluk, ıslanabilirlik, çözünürlük, boyut, manyetizma vb.
Karışımları ayırmak için fiziksel yöntemler
Karışımın bileşenlerini ayırırken maddelerin bileşimi değişmez. Bu nedenle karışımları ayırma yöntemlerine kimyasal işlem denemez. Böylece, çökeltme, filtreleme ve bir mıknatısa maruz bırakma yoluyla bireysel bileşenler mekanik olarak ayrılabilir. Laboratuvarda çeşitli aletler kullanılmaktadır: ayırma hunisi, filtre kağıdı, manyetik şeritler. Bunlar heterojen karışımları ayırmaya yönelik yöntemlerdir.
Tarama
Bu yöntem belki de en basit olanıdır. Her ev hanımı buna aşinadır. Karışımın katı bileşenlerinin boyut farkına dayanmaktadır. Eleme, günlük yaşamda unu yabancı maddelerden, böcek larvalarından ve çeşitli kirletici maddelerden ayırmak için kullanılır. Tarımsal üretimde tahıl taneleri bu şekilde yabancı kalıntılardan arındırılır. İnşaat işçileri kum ve çakıl karışımını inceliyor.
Savunuculuk
Karışımları ayırmaya yönelik bu yöntem, farklı yoğunluklara sahip bileşenler için kullanılır. Kum suya girerse elde edilen çözelti iyice karıştırılmalı ve bir süre bırakılmalıdır. Aynı şey su ve bitkisel yağ veya petrol karışımıyla da yapılabilir. Kum dibe çökecek. Ancak tam tersine yağ yukarıdan toplanacaktır. Bu yöntem günlük yaşamda ve doğada da görülmektedir. Örneğin, kurum dumandan çöker ve bireysel çiy sisten düşer. Ve ev yapımı sütü geceden bırakırsanız kremayı sabaha toplayabilirsiniz.
Filtrasyon
Demleme çay severler bu yöntemi her gün kullanırlar. Karışımları bileşenlerin farklı çözünürlüklerine göre ayırma yöntemi olan filtrelemeden bahsediyoruz. Suya demir talaşlarının ve tuzun karıştığını hayal edin. Büyük çözünmeyen parçacıklar filtre üzerinde kalacaktır. Ve çözünmüş tuz içinden geçecektir. Bu yöntemin prensibi elektrikli süpürgelerin çalışmasının, solunum maskelerinin ve gazlı bezlerin etkisinin temelini oluşturur.
Mıknatısla eylem
Kükürt ve demir tozu karışımlarını ayırmak için bir yöntem önerin. Doğal olarak bu bir mıknatısın hareketidir. Bütün metaller bunu yapabilir mi? Hiç de bile. Duyarlılık derecesine göre üç grup madde ayırt edilir. Örneğin altın, bakır ve çinko mıknatısa yapışmaz. Diyamanyetik malzemeler grubuna aittirler. Magnezyum, platin ve alüminyumun algısı zayıftır. Ancak karışım ferromıknatıs içeriyorsa bu yöntem en etkili olacaktır. Bunlar arasında örneğin demir, kobalt, nikel, terbiyum, holmiyum, tulyum bulunur.
Buharlaşma
Sulu homojen bir çözelti için karışımları ayırmanın hangi yöntemi uygundur? Bu buharlaşmadır. Sadece tuzlu suyunuz var ama temiz suya ihtiyacınız varsa hemen üzülmeyin. Karışımı kaynama noktasına kadar ısıtmanız gerekir. Sonuç olarak su buharlaşacaktır. Ve çözünmüş maddenin kristalleri tabağın dibinde görülecektir. Suyu toplamak için yoğunlaştırılmalıdır - gaz halinden sıvıya aktarılmalıdır. Bunu yapmak için buharlar soğutulur, daha düşük sıcaklıktaki bir yüzeye temas eder ve hazırlanan kaba akar.
Kristalleşme
Bilimde bu terim daha geniş bir anlamda ele alınır. Bu sadece saf maddelerin elde edilmesine yönelik bir yöntem değildir. Doğadaki kristaller buzdağlarını, mineralleri, kemikleri ve diş minesini içerir.
Büyümeleri aynı koşullar altında gerçekleşir. Sıvıların soğutulması veya buharın aşırı doyması sonucu kristaller oluşur ve bu durumda sıcaklık artık değişmemelidir. Böylece ilk önce bazı sınırlayıcı koşullara ulaşılır. Sonuç olarak, çevresinde sıvı, eriyik, gaz veya cam atomlarının toplandığı bir kristalleşme merkezi ortaya çıkar.
Damıtma
Damıtılmış olarak adlandırılan suyu mutlaka duymuşsunuzdur. Bu arıtılmış sıvı ilaç üretimi, laboratuvar araştırmaları ve soğutma sistemleri için gereklidir. Ve bunu özel cihazlarda alıyorlar. Bunlara damıtıcılar denir.
Damıtma, kaynama noktaları farklı olan maddelerin karışımlarını ayırma yöntemidir. Latince'den tercüme edilen bu terim "aşağıya damlama" anlamına gelir. Bu yöntemi kullanarak örneğin alkol ve suyu bir çözeltiden ayırabilirsiniz. İlk madde +78 o C sıcaklıkta kaynamaya başlayacaktır. Daha sonra alkol buharı yoğunlaşacaktır. Su sıvı halde kalacaktır.
Benzer şekilde petrolden rafine ürünler elde edilir: benzin, gazyağı, gaz yağı. Bu süreç kimyasal bir reaksiyon değildir. Yağ, her biri kendi kaynama noktasına sahip olan ayrı fraksiyonlara bölünmüştür. Bu birkaç aşamada gerçekleşir. İlk olarak birincil yağ ayrımı gerçekleştirilir. İlgili gazlardan, mekanik yabancı maddelerden ve su buharından arındırılır. Bir sonraki aşamada ortaya çıkan ürün distilasyon kolonlarına yerleştirilerek ısıtılmaya başlanır. Bu, yağın atmosferik damıtılmasıdır. 62 derecenin altındaki sıcaklıklarda kalan ilgili gaz buharlaşır. Karışımın 180 dereceye kadar ısıtılmasıyla, 240'a kadar gazyağı, 350'ye kadar dizel yakıt olmak üzere benzin fraksiyonları elde edilir. Termal yağ rafinasyonundan elde edilen kalıntı, yağlayıcı olarak kullanılan akaryakıttır.
Kromatografi
Bu yönteme, onu ilk kullanan bilim insanının adı verilmiştir. Adı Mihail Semenoviç Tsvet'ti. Başlangıçta bu yöntem bitki pigmentlerini ayırmak için kullanıldı. Ve kromatografi, kelimenin tam anlamıyla Yunanca'dan "Renklerle yazıyorum" olarak çevrilmiştir. Filtre kağıdını su ve mürekkep karışımına batırın. İlki hemen emilmeye başlayacak. Bunun nedeni farklı derecelerde adsorbe edici özelliklerdir. Bu aynı zamanda difüzyonu ve çözünürlük derecesini de hesaba katar.
Adsorpsiyon
Bazı maddeler diğer türdeki molekülleri çekme yeteneğine sahiptir. Örneğin zehirlendiğinde toksinlerden kurtulmak için aktif karbon alıyoruz. Bu süreç, iki aşama arasında yer alan bir arayüz gerektirir.
Bu yöntem kimya endüstrisinde gaz karışımlarından benzenin ayrılması, petrol rafinasyonunun sıvı ürünlerinin saflaştırılması ve yabancı maddelerden arındırılması amacıyla kullanılmaktadır.
Bu nedenle yazımızda karışımları ayırmanın ana yollarına baktık. İnsanlar bunları hem evde hem de endüstriyel ölçekte kullanıyor. Yöntem seçimi karışımın türüne bağlıdır. Önemli bir faktör, bileşenlerinin spesifik fiziksel özellikleridir. Bireysel parçaların görsel olarak ayırt edilemediği çözeltileri ayırmak için buharlaştırma, kristalleştirme, kromatografi ve damıtma yöntemleri kullanılır. Bireysel bileşenler tanımlanabilirse, bu tür karışımlara heterojen denir. Bunları ayırmak için çökeltme, filtreleme ve manyetik etki yöntemleri kullanılır.
Yazımızda saf madde ve karışımların ne olduğuna, karışımları ayırma yöntemlerine bakacağız. Her birimiz bunları günlük yaşamda kullanırız. Doğada saf maddeler bulunur mu? Peki bunları karışımlardan nasıl ayırt edebiliriz?
Saf maddeler ve karışımlar: karışımları ayırma yöntemleri
Yalnızca belirli türde parçacıklar içeren maddelere saf denir. Bilim adamları, bunların doğada pratik olarak bulunmadığına inanıyorlar, çünkü hepsi önemsiz oranlarda da olsa yabancı maddeler içeriyor. Kesinlikle tüm maddeler suda da çözünür. Örneğin gümüş bir yüzük bu sıvıya daldırılsa bile bu metalin iyonları çözeltiye geçecektir.
Saf maddelerin bir işareti, bileşimin ve fiziksel özelliklerin sabitliğidir. Oluşumları sırasında enerji miktarı değişir. Üstelik hem artabilir hem de azalabilir. Saf bir madde ancak kimyasal reaksiyonla bileşenlerine ayrılabilir. Örneğin yalnızca damıtılmış su, bu madde için tipik olan kaynama ve donma noktasına sahiptir ve tadı ve kokusu yoktur. Ve içindeki oksijen ve hidrojen ancak elektrolizle ayrıştırılabilir.
Agregatlarının saf maddelerden farkı nedir? Kimya bu soruyu cevaplamamıza yardımcı olacaktır. Karışımları ayırma yöntemleri, maddelerin kimyasal bileşiminde bir değişikliğe yol açmadığından fizikseldir. Karışımlar, saf maddelerden farklı olarak değişken bileşim ve özelliklere sahiptir ve fiziksel yöntemlerle ayrıştırılabilirler.
Karışım nedir
Karışım, tek tek maddelerin birleşimidir. Bunun bir örneği deniz suyudur. Damıtılmışın aksine acı veya tuzlu bir tada sahiptir, daha yüksek sıcaklıkta kaynar ve daha düşük sıcaklıkta donar. Madde karışımlarını ayırma yöntemleri fizikseldir. Böylece deniz suyundan buharlaştırma ve ardından kristalleştirme yoluyla saf tuz elde edilebilir.
Karışım türleri
Suya şeker katarsanız bir süre sonra içindeki parçacıklar eriyecek ve görünmez hale gelecektir. Sonuç olarak çıplak gözle ayırt edilmeleri imkansız hale gelecektir. Bu tür karışımlara homojen veya homojen denir. Bunların örnekleri ayrıca hava, benzin, et suyu, parfüm, tatlı ve tuzlu su, bakır ve alüminyum alaşımıdır. Gördüğünüz gibi farklı toplanma durumlarında olabilirler, ancak en yaygın olanı sıvılardır. Bunlara çözüm de denir.
Homojen olmayan veya heterojen karışımlarda, tek tek maddelerin parçacıkları ayırt edilebilir. Demir ve ağaç talaşları, kum ve sofra tuzu tipik örneklerdir. Heterojen karışımlara süspansiyon da denir. Bunlar arasında süspansiyonlar ve emülsiyonlar ayırt edilir. Birincisi bir sıvı ve bir katıdan oluşur. Yani emülsiyon su ve kum karışımıdır. Emülsiyon, farklı yoğunluklara sahip iki sıvının birleşimidir.
Özel isimler taşıyan heterojen karışımlar vardır. Dolayısıyla köpüğün bir örneği polistiren köpüktür ve aerosoller arasında sis, duman, deodorantlar, oda spreyleri ve antistatik maddeler bulunur.
Karışımları ayırma yöntemleri
Elbette birçok karışım, bileşimlerinde yer alan tek tek maddelerden daha değerli özelliklere sahiptir. Ancak günlük yaşamda bile ayrılmaları gereken durumlar ortaya çıkar. Endüstride ise tüm üretimler bu sürece dayanmaktadır. Örneğin petrolün işlenmesi sonucu benzin, gazyağı, kerosen, akaryakıt, dizel ve motor yağı, roket yakıtı, asetilen ve benzen elde edilir. Katılıyorum, bu ürünleri kullanmak, akılsızca yağ yakmaktan daha karlı.
Şimdi karışımları ayırmak için kimyasal yöntemler diye bir şeyin olup olmadığını anlayalım. Diyelim ki tuzun sulu çözeltisinden saf maddeler elde etmemiz gerekiyor. Bunu yapmak için karışımın ısıtılması gerekir. Bunun sonucunda su buhara dönüşecek ve tuz kristalleşecektir. Ancak bu durumda bazı maddelerin diğerlerine dönüşümü söz konusu olmayacaktır. Bu, bu sürecin temelinin fiziksel olgular olduğu anlamına gelir.
Karışımları ayırma yöntemleri, topaklanma durumuna, çözünürlüğe, kaynama noktası farklılığına, bileşenlerin yoğunluğuna ve bileşimine bağlıdır. Belirli örnekleri kullanarak her birine daha ayrıntılı olarak bakalım.
Filtrasyon
Bu ayırma yöntemi, bir sıvı ve bir çözünmeyen katı içeren karışımlar için uygundur. Örneğin su ve nehir kumu. Bu karışımın bir filtreden geçirilmesi gerekiyor. Sonuç olarak, temiz su içinden serbestçe geçecek, ancak kum kalacaktır.
Savunuculuk
Karışımları ayırmaya yönelik bazı yöntemler yerçekimine dayanır. Bu şekilde süspansiyonlar ve emülsiyonlar ayrılabilir. Bitkisel yağ suya karışırsa karışım önce çalkalanmalıdır. Daha sonra bir süreliğine bırakın. Sonuç olarak su kabın dibine ulaşacak ve yağ onu bir film şeklinde kaplayacaktır.
Laboratuvar koşullarında çökeltme için kullanılırlar. Çalışması sonucunda daha yoğun olan sıvı kaba boşaltılır ve daha hafif olan sıvı kalır.
Yerleşim, sürecin düşük hızı ile karakterize edilir. Bir çökeltinin oluşması biraz zaman alır. Endüstriyel şartlarda bu yöntem çökeltme tankı adı verilen özel yapılarda gerçekleştirilir.
Mıknatısla eylem
Karışım metal içeriyorsa mıknatıs kullanılarak ayrılabilir. Mesela demiri ayırmak ve peki bütün metallerin bu gibi özellikleri var mıdır? Hiç de bile. Bu yönteme yalnızca ferromıknatıs içeren karışımlar uygundur. Bunlar demirin yanı sıra nikel, kobalt, gadolinyum, terbiyum, disprosiyum, holmiyum ve erbiyumu içerir.
Damıtma
Latince'den çevrilen bu isim "aşağıya damlayan" anlamına gelir. Damıtma, maddelerin kaynama noktaları arasındaki farklara dayanarak karışımları ayırma yöntemidir. Böylece evinizde bile alkol ile suyu ayırabilirsiniz. İlk madde zaten 78 santigrat derece sıcaklıkta buharlaşmaya başlar. Soğuk bir yüzeye temas ettiğinde alkol buharı yoğunlaşarak sıvı hale gelir.
Sanayide petrol ürünleri, aromatik maddeler ve saf metaller bu yolla elde edilir.
Buharlaşma ve kristalleşme
Karışımları ayırmaya yönelik bu yöntemler sıvı çözeltiler için uygundur. Bunları oluşturan maddelerin kaynama noktaları farklılık gösterir. Bu sayede çözündükleri sudan tuz veya şeker kristalleri elde edilebilir. Bunu yapmak için çözeltiler ısıtılır ve doymuş bir duruma buharlaştırılır. Bu durumda kristaller biriktirilir. Temiz su elde edilmesi gerekiyorsa, çözelti kaynatılır ve ardından buharlar daha soğuk bir yüzeyde yoğunlaştırılır.
Gaz karışımlarını ayırma yöntemleri
Bu işlem özel ekipman gerektirdiğinden gazlı karışımlar laboratuvar ve endüstriyel yöntemlerle ayrılır. Doğal kökenli hammaddeler hava, kok fırını, jeneratör, ilgili ve hidrokarbonların birleşimi olan doğal gazdır.
Gaz halindeki karışımları ayırmak için kullanılan fiziksel yöntemler şunlardır:
- Yoğunlaşma, bileşenlerinin yoğunlaşmasının meydana geldiği bir karışımın kademeli olarak soğutulması işlemidir. Bu durumda öncelikle separatörlerde toplanan yüksek kaynama noktalı maddeler sıvı hale geçer. Bu sayede karışımın reaksiyona girmemiş kısmından hidrojen elde edilir ve amonyak da ayrıştırılır.
- Emme, bazı maddelerin diğerleri tarafından emilmesidir. Bu işlem, reaksiyon sırasında aralarında dengenin kurulduğu zıt bileşenlere sahiptir. İleri ve geri işlemler için farklı koşullar gereklidir. İlk durumda, yüksek basınç ve düşük sıcaklığın birleşimidir. Bu işleme sorpsiyon denir. Aksi halde tam tersi koşullar kullanılır: yüksek sıcaklıkta düşük basınç.
- Membran ayırma, çeşitli maddelerin moleküllerinin seçici olarak geçmesine izin vermek için yarı geçirgen bölmelerin özelliğini kullanan bir yöntemdir.
- Geri akış, karışımların yüksek kaynama noktalı kısımlarının soğutulması sonucu yoğunlaşması işlemidir. Bu durumda, bireysel bileşenlerin sıvı durumuna geçiş sıcaklığı önemli ölçüde farklı olmalıdır.
Kromatografi
Bu yöntemin adı “renkli yazı” olarak tercüme edilebilir. Suya mürekkep eklediğinizi hayal edin. Bir filtre kağıdının ucunu bu karışıma batırırsanız emilmeye başlayacaktır. Bu durumda su, bu maddelerin farklı derecelerdeki emiliminden dolayı mürekkepten daha hızlı emilecektir. Kromatografi sadece karışımları ayırmak için bir yöntem değil, aynı zamanda maddelerin difüzyon ve çözünürlük gibi özelliklerini incelemek için de bir yöntemdir.
Böylece “saf maddeler” ve “karışımlar” gibi kavramlarla tanıştık. Birincisi, yalnızca belirli bir türdeki parçacıklardan oluşan elementler veya bileşiklerdir. Bunlara örnek olarak tuz, şeker, damıtılmış su verilebilir. Karışımlar tek tek maddelerin birleşimidir. Bunları ayırmak için çeşitli yöntemler kullanılır. Ayrılma yöntemi, bileşenlerinin fiziksel özelliklerine bağlıdır. Başlıcaları çökeltme, buharlaştırma, kristalleştirme, filtrasyon, damıtma, manyetik etki ve kromatografiyi içerir.