Unser ganzes Leben ist buchstäblich auf der Arbeit verschiedener Chemikalien aufgebaut. Wir atmen Luft, die viele verschiedene Gase enthält. Der Ausstoß ist Kohlendioxid, das dann von Pflanzen verarbeitet wird. Wir trinken Wasser oder Milch, die eine Mischung aus Wasser und anderen Bestandteilen (Fett, Mineralsalze, Eiweiß usw.) ist.
Ein banaler Apfel ist ein ganzer Komplex komplexer Chemikalien, die miteinander und mit unserem Körper interagieren. Sobald etwas in unseren Magen gelangt, beginnen die in dem von uns aufgenommenen Produkt enth altenen Substanzen mit dem Magensaft zu interagieren. Absolut jedes Objekt: eine Person, ein Gemüse, ein Tier ist eine Reihe von Partikeln und Substanzen. Letztere werden in zwei unterschiedliche Typen eingeteilt: Reinstoffe und Gemische. In diesem Material werden wir herausfinden, welche Substanzen rein sind und welche zur Kategorie der Gemische gehören. Ziehen Sie Methoden zum Trennen von Gemischen in Betracht. Und schauen Sie sich auch typische Beispiele für Reinstoffe an.
Reine Stoffe
Reine Stoffe sind also in der Chemie solche Stoffe, die immer nur aus einer einzigen Art von Teilchen bestehen. Und das ist die erste wichtige Eigenschaft. Ein Reinstoff ist beispielsweise Wasser, das aus bestehtausschließlich aus Wassermolekülen (d. h. ihren eigenen). Auch ein Reinstoff hat immer eine konstante Zusammensetzung. Somit besteht jedes Wassermolekül aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom.
Die Eigenschaften reiner Substanzen sind im Gegensatz zu Mischungen dauerhaft und ändern sich, wenn Verunreinigungen auftreten. Nur destilliertes Wasser hat einen Siedepunkt, während Meerwasser bei einer höheren Temperatur siedet. Dabei ist zu beachten, dass nicht jede reine Substanz absolut rein ist, da auch reines Aluminium eine Verunreinigung in der Zusammensetzung aufweist, obwohl es einen Anteil von 0,001 % hat. Es stellt sich die Frage, wie man die Masse eines reinen Stoffes findet? Die Formel zur Berechnung lautet wie folgt: m (Masse) eines reinen Stoffes \u003d W (Konzentration) eines reinen StoffesGemisch / 100%.
Es gibt auch solche reinen Stoffe wie Reinststoffe (ultra-pure, high-purity). Solche Stoffe werden bei der Herstellung von Halbleitern in verschiedenen Mess- und Rechengeräten, der Kernenergie und in vielen anderen Berufsfeldern verwendet.
Beispiele für Reinstoffe
Wir haben bereits herausgefunden, dass eine reine Substanz etwas ist, das Elemente derselben Art enthält. Schnee ist ein gutes Beispiel für eine reine Substanz. Tatsächlich ist dies das gleiche Wasser, aber im Gegensatz zu dem Wasser, dem wir täglich begegnen, ist dieses Wasser viel sauberer und enthält keine Verunreinigungen. Auch Diamant ist ein Reinstoff, da er nur Kohlenstoff ohne Verunreinigungen enthält. Gleiches gilt für Bergkristall. Auf derTäglich werden wir mit einem weiteren Beispiel einer reinen Substanz konfrontiert – raffiniertem Zucker, der nur Saccharose enthält.
Mischungen
Wir haben bereits reine Stoffe und Beispiele für reine Stoffe betrachtet, jetzt kommen wir zu einer anderen Kategorie von Stoffen - Gemischen. Eine Mischung liegt vor, wenn mehrere Stoffe miteinander vermischt werden. Auch im Alltag begegnen uns ständig Vermischungen. Die gleichen Tee- oder Seifenlösungen sind Mischungen, die wir täglich verwenden. Mischungen können von Menschen geschaffen oder natürlich sein. Sie liegen in festem, flüssigem und gasförmigem Zustand vor. Wie oben erwähnt, ist derselbe Tee eine Mischung aus Wasser, Zucker und Tee. Dies ist ein Beispiel für eine künstliche Mischung. Milch ist eine natürliche Mischung, wie sie ohne menschlichen Eingriff in den Entstehungsprozess entsteht und viele verschiedene Bestandteile enthält.
Vom Menschen geschaffene Mischungen sind fast immer h altbar, und natürliche Mischungen beginnen unter Hitzeeinwirkung in einzelne Partikel zu zerfallen (Milch zum Beispiel, Sauerteig nach einigen Tagen). Gemische werden auch in heterogen und homogen unterteilt. Heterogene Mischungen sind heterogen, und ihre Bestandteile sind mit bloßem Auge und unter einem Mikroskop sichtbar. Solche Gemische nennt man Suspensionen, die wiederum in Suspensionen (ein Stoff in festem und ein Stoff in flüssigem Zustand) und Emulsionen (zwei Stoffe in flüssigem Zustand) unterteilt werden. Homogene Mischungen sind homogen, ihre Einzelkomponenten können nicht berücksichtigt werden. Sie werden auch Lösungen genannt (es können Stoffe in gasförmigen,flüssiger oder fester Zustand).
Mischungs- und Reinstoffeigenschaften
Zur besseren Übersichtlichkeit sind die Informationen tabellarisch dargestellt.
| Vergleichszeichen | Reine Stoffe | Mischungen |
| Stoffzusammensetzung | H alte die Zusammensetzung konstant | Habe eine variable Zusammensetzung |
| Stoffarten | Enthält einen Stoff | Verschiedene Substanzen enth alten |
| Physikalische Eigenschaften | Konstante physikalische Eigenschaften | Haben instabile physikalische Eigenschaften |
| Änderung der Energie der Materie | Ändert sich, wenn Energie erzeugt wird | Keine Änderung |
Methoden zur Reinstoffgewinnung
In der Natur kommen viele Stoffe als Gemische vor. Sie werden in der Pharmakologie und in der industriellen Produktion verwendet.
Um reine Substanzen zu erh alten, werden verschiedene Trennverfahren eingesetzt. Heterogene Gemische werden durch Absetzen und Filtrieren getrennt. Homogene Gemische werden durch Eindampfen und Destillation getrennt. Betrachten Sie jede Methode separat.
Siedlung
Dieses Verfahren wird verwendet, um Suspensionen wie eine Mischung aus Flusssand und Wasser zu trennen. Das Hauptprinzip, auf dem der Absetzvorgang basiert, ist der Unterschied in der Dichte dieserzu trennende Stoffe. Zum Beispiel eine schwere Substanz und Wasser. Welcher Reinstoff ist schwerer als Wasser? Dies ist zum Beispiel Sand, der sich aufgrund seiner Masse auf dem Boden abzusetzen beginnt. Unterschiedliche Emulsionen werden auf die gleiche Weise getrennt. Beispielsweise kann Pflanzenöl oder Öl von Wasser getrennt werden. Diese Stoffe bilden beim Abscheidungsprozess einen kleinen Film auf der Wasseroberfläche. Unter Laborbedingungen wird der gleiche Vorgang mit einem Scheidetrichter durchgeführt. Diese Methode der Mischungstrennung funktioniert auch in der Natur (ohne menschliches Zutun). Zum Beispiel Ablagerung von Ruß durch Rauch und Absetzen von Rahm in Milch.
Filterung
Diese Methode eignet sich zur Gewinnung reiner Substanzen aus heterogenen Mischungen, beispielsweise aus einer Mischung aus Wasser und Kochsalz. Wie funktioniert also die Filtration beim Trennen der Partikel einer Mischung? Unter dem Strich haben Substanzen unterschiedliche Löslichkeitsgrade und Partikelgrößen.
Der Filter ist so ausgelegt, dass ihn nur Partikel mit gleicher Löslichkeit oder gleicher Größe passieren können. Größere und andere ungeeignete Partikel können den Filter nicht passieren und werden ausgesiebt. Die Rolle von Filtern können nicht nur spezielle Geräte und Lösungen im Labor spielen, sondern auch vertraute Dinge wie Watte, Kohle, gebrannter Ton, Pressglas und andere poröse Gegenstände. Filter werden im wirklichen Leben viel häufiger verwendet, als Sie vielleicht denken.
Nach diesem Prinzip funktioniert bei uns allen der bekannte Staubsauger, der Großes trenntSchmutzpartikel und saugt geschickt kleine auf, die den Mechanismus nicht beschädigen können. Wenn Sie krank sind, tragen Sie eine Mullbinde, die Bakterien ausmerzen kann. Arbeiter, deren Beruf mit der Verbreitung gefährlicher Gase und Stäube verbunden ist, tragen zum Schutz vor Vergiftungen Atemschutzmasken.
Einwirkung von Magnet und Wasser
So kannst du das Gemisch aus Eisenpulver und Schwefel trennen. Das Trennprinzip beruht auf der Wirkung eines Magneten auf Eisen. Die Eisenpartikel werden vom Magneten angezogen, während der Schwefel an Ort und Stelle bleibt. Die gleiche Methode kann verwendet werden, um andere Metallteile aus einer Masse unterschiedlicher Materialien zu trennen.
Wenn mit Eisenpulver vermischtes Schwefelpulver in Wasser gegossen wird, schwimmen nicht benetzbare Schwefelpartikel an die Wasseroberfläche, während schweres Eisen sofort zu Boden fällt.
Verdampfung und Kristallisation
Diese Methode funktioniert mit homogenen Mischungen wie einer Lösung von Salz in Wasser. Es funktioniert in natürlichen Prozessen und unter Laborbedingungen. Zum Beispiel verdunsten einige Seen beim Erhitzen Wasser und Kochsalz bleibt an seiner Stelle. Aus chemischer Sicht beruht dieser Vorgang darauf, dass der Siedepunktunterschied zweier Stoffe diese nicht gleichzeitig verdampfen lässt. Das zerstörte Wasser verwandelt sich in Dampf und das verbleibende Salz bleibt in seinem normalen Zustand.
Wenn der zu extrahierende Stoff (zB Zucker) beim Erhitzen schmilzt, wird das Wasser nicht vollständig verdampft. Die Mischung wird zuerst erhitzt und dann das resultierende modifiziertDie Mischung wird darauf bestanden, dass sich die Zuckerpartikel am Boden absetzen. Manchmal gibt es eine schwierigere Aufgabe - die Trennung einer Substanz mit einem höheren Siedepunkt. Zum Beispiel Wasser von Salz trennen. In diesem Fall muss der verdampfte Stoff gesammelt, gekühlt und kondensiert werden. Dieses Verfahren zur Trennung homogener Gemische wird Destillation (oder einfach Destillation) genannt. Es gibt spezielle Geräte, die Wasser destillieren. Solches Wasser (destilliert) wird aktiv in der Pharmakologie oder in Automobilkühlsystemen verwendet. Natürlich verwenden Menschen die gleiche Methode, um Alkohol zu destillieren.
Chromatographie
Die letzte Trennmethode ist die Chromatographie. Sie beruht darauf, dass manche Stoffe dazu neigen, andere Stoffbestandteile zu absorbieren. Es funktioniert so. Wenn Sie ein Stück Papier oder Stoff nehmen, auf dem etwas mit Tinte geschrieben ist, und einen Teil davon in Wasser tauchen, werden Sie Folgendes bemerken: Das Wasser beginnt, vom Papier oder Stoff absorbiert zu werden und wird hochkriechen, aber die Färbung Sache wird ein wenig hinterherhinken. Mit dieser Technik konnte der Wissenschaftler M. S. Tsvet Chlorophyll (eine Substanz, die Pflanzen grüne Farbe verleiht) von den grünen Pflanzenteilen trennen.
