In unserem Artikel werden wir betrachten, was Reinstoffe und Gemische sind, Methoden zur Trennung von Gemischen. Jeder von uns nutzt sie im Alltag. Kommen Reinstoffe überhaupt in der Natur vor? Und wie kann man sie von Mischungen unterscheiden?
Reine Stoffe und Gemische: Wege zur Trennung von Gemischen
Reine Stoffe sind Stoffe, die nur Teilchen einer bestimmten Art enth alten. Wissenschaftler glauben, dass sie in der Natur praktisch nicht vorkommen, da sie alle, wenn auch in vernachlässigbaren Anteilen, Verunreinigungen enth alten. Absolut alle Stoffe sind auch wasserlöslich. Auch wenn beispielsweise ein Silberring in diese Flüssigkeit getaucht wird, gehen die Ionen dieses Metalls in Lösung.
Ein Zeichen für Reinstoffe ist die Konstanz der Zusammensetzung und der physikalischen Eigenschaften. Bei ihrer Bildung tritt eine Änderung der Energiemenge auf. Darüber hinaus kann es sowohl zunehmen als auch abnehmen. Ein Reinstoff kann nur durch eine chemische Reaktion in seine einzelnen Bestandteile zerlegt werden. Beispielsweise hat nur destilliertes Wasser einen für diesen Stoff typischen Siede- und Gefrierpunkt,Mangel an Geschmack und Geruch. Und sein Sauerstoff und Wasserstoff kann nur durch Elektrolyse zersetzt werden.
Und wie unterscheiden sich ihre Aggregate von reinen Substanzen? Die Chemie hilft uns, diese Frage zu beantworten. Verfahren zur Trennung von Gemischen sind physikalisch, da sie zu keiner Veränderung der chemischen Zusammensetzung von Stoffen führen. Im Gegensatz zu reinen Stoffen haben Gemische eine variable Zusammensetzung und Eigenschaften und können durch physikalische Methoden getrennt werden.
Was ist eine Mischung
Ein Gemisch ist eine Ansammlung von Einzelstoffen. Ein Beispiel ist Meerwasser. Im Gegensatz zu Destillat hat es einen bitteren oder salzigen Geschmack, kocht bei einer höheren Temperatur und gefriert bei einer niedrigeren Temperatur. Methoden zur Trennung von Stoffgemischen sind physikalische. So kann aus Meerwasser durch Verdunstung und anschließende Kristallisation reines Salz gewonnen werden.
Arten von Gemischen
Wenn du Zucker in Wasser gibst, lösen sich seine Partikel nach einer Weile auf und werden unsichtbar. Daher sind sie mit bloßem Auge nicht zu unterscheiden. Solche Mischungen werden als homogen oder homogen bezeichnet. Luft, Benzin, Brühe, Parfüm, Süß- und Salzwasser und eine Legierung aus Kupfer und Aluminium sind ebenfalls Beispiele dafür. Wie Sie sehen, können homogene Mischungen in verschiedenen Aggregatzuständen vorliegen, am häufigsten sind jedoch Flüssigkeiten. Sie werden auch Lösungen genannt.
In heterogenen oder heterogenen Gemischen können Partikel einzelner Stoffe unterschieden werden. Typische Beispiele sind Eisen- und Holzspäne, Sand und Kochsalz. Heterogene Mischungen werden auch als Suspensionen bezeichnet. Darunter werden Suspensionen und Emulsionen unterschieden. Ersteres besteht aus einer Flüssigkeit und einem Feststoff. Eine Emulsion ist also eine Mischung aus Wasser und Sand. Eine Emulsion ist eine Kombination aus zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Dichte.
Es gibt heterogene Mischungen mit speziellen Namen. Ein Beispiel für Schaum ist also Schaum, und Aerosole umfassen Nebel, Rauch, Deodorants, Lufterfrischer, antistatische Mittel.
Methoden zur Trennung von Gemischen
Natürlich haben viele Mischungen wertvollere Eigenschaften als einzelne Einzelstoffe, aus denen sie bestehen. Aber auch im Alltag gibt es Situationen, in denen sie getrennt werden müssen. Und in der Industrie basieren ganze Branchen auf diesem Prozess. Aus Erdöl werden beispielsweise durch dessen Verarbeitung Benzin, Gasöl, Kerosin, Heizöl, Solar- und Maschinenöl, Raketentreibstoff, Acetylen und Benzol gewonnen. Stimmen Sie zu, es ist rentabler, diese Produkte zu verwenden, als gedankenlos Öl zu verbrennen.
Mal sehen, ob es chemische Methoden zur Trennung von Mischungen gibt. Angenommen, wir müssen reine Substanzen aus einer wässrigen Salzlösung gewinnen. Dazu muss die Mischung erhitzt werden. Dadurch verwandelt sich das Wasser in Dampf und das Salz kristallisiert. Aber gleichzeitig wird es keine Umwandlung einer Substanz in eine andere geben. Das bedeutet, dass die Grundlage dieses Prozesses physikalische Phänomene sind.
Methoden zur Trennung von Gemischen hängen vom Aggregatzustand, der Löslichkeit, dem Siedepunktunterschied, der Dichte und der Zusammensetzung seiner Bestandteile ab. Lassen Sie uns jeden von ihnen genauer betrachtenBeispiele.
Filterung
Diese Trennmethode eignet sich für Mischungen, die eine Flüssigkeit und einen unlöslichen Feststoff enth alten. Zum Beispiel Wasser und Flusssand. Diese Mischung muss durch einen Filter geleitet werden. Infolgedessen fließt sauberes Wasser ungehindert hindurch und der Sand bleibt zurück.
Siedlung
Einige Methoden zur Trennung von Gemischen beruhen auf der Einwirkung der Schwerkraft. So können Suspensionen und Emulsionen in Reinstoffe zerlegt werden. Gelangt Pflanzenöl ins Wasser, muss die Mischung zuerst geschüttelt werden. Dann lassen Sie es für eine Weile. Infolgedessen befindet sich das Wasser am Boden des Gefäßes und das Öl bedeckt es in Form eines Films.
Unter Laborbedingungen wird ein Scheidetrichter zum Absetzen verwendet. Als Ergebnis seiner Arbeit wird die dichtere Flüssigkeit in das Gefäß abgelassen, während die leichte zurückbleibt.
Settling zeichnet sich durch eine geringe Geschwindigkeit des Prozesses aus. Es dauert eine gewisse Zeit, bis sich der Niederschlag bildet. Unter industriellen Bedingungen wird diese Methode in speziellen Strukturen durchgeführt, die als Absetzbecken bezeichnet werden.
Aktion mit Magnet
Wenn das Gemisch Metall enthält, kann es mit einem Magneten getrennt werden. Trennen Sie zum Beispiel Eisen- und Holzspäne. Aber haben alle Metalle diese Eigenschaften? Gar nicht. Für dieses Verfahren sind nur Mischungen geeignet, die Ferromagnete enth alten. Neben Eisen gehören dazu Nickel, Kob alt, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium.
Destillation
Das ist der Titel inübersetzt aus dem Lateinischen bedeutet "Tropfen abtropfen lassen". Die Destillation ist ein Verfahren zur Trennung von Gemischen auf der Grundlage des Siedepunktunterschieds von Stoffen. So können auch zu Hause Alkohol und Wasser getrennt werden. Bereits bei einer Temperatur von 78 Grad Celsius beginnt der erste Stoff zu verdampfen. Beim Berühren der k alten Oberfläche kondensiert der Alkoholdampf und geht in einen flüssigen Zustand über.
In der Industrie werden auf diese Weise Erdölraffinerieprodukte, Aromastoffe, reine Metalle gewonnen.
Verdampfung und Kristallisation
Diese Trennverfahren eignen sich für flüssige Lösungen. Die Stoffe, aus denen sie zusammengesetzt sind, unterscheiden sich in ihrem Siedepunkt. So ist es möglich, Salz- oder Zuckerkristalle aus dem Wasser zu gewinnen, in dem sie gelöst sind. Dazu werden die Lösungen erhitzt und bis zur Sättigung eingedampft. Dabei werden die Kristalle abgeschieden. Wenn es notwendig ist, reines Wasser zu gewinnen, wird die Lösung zum Sieden gebracht, gefolgt von der Kondensation der Dämpfe auf einer kälteren Oberfläche.
Verfahren zur Trennung von Gasgemischen
Gasgemische werden durch Labor- und Industriemethoden getrennt, da dieser Prozess eine spezielle Ausrüstung erfordert. Der Rohstoff natürlichen Ursprungs ist Luft, Koks, Generator-, Begleit- und Erdgas, das eine Kombination von Kohlenwasserstoffen ist.
Physikalische Methoden zur Trennung von Gemischen im gasförmigen Zustand sind wie folgt:
- Kondensation ist ein allmählicher ProzessAbkühlen der Mischung, während der die Kondensation ihrer Komponenten erfolgt. Dabei gehen zunächst Hochsieder in den flüssigen Zustand über, die in Abscheidern gesammelt werden. Auf diese Weise wird aus Kokereigas Wasserstoff gewonnen und auch Ammoniak aus dem nicht umgesetzten Teil des Gemisches abgetrennt.
- Sorption ist die Aufnahme einiger Substanzen durch andere. Dieser Prozess hat entgegengesetzte Komponenten, zwischen denen sich während der Reaktion ein Gleichgewicht einstellt. Die Vorwärts- und Rückwärtsprozesse erfordern unterschiedliche Bedingungen. Im ersten Fall ist es eine Kombination aus hohem Druck und niedriger Temperatur. Dieser Vorgang wird als Sorption bezeichnet. Andernfalls werden die umgekehrten Bedingungen verwendet: niedriger Druck bei hoher Temperatur.
- Die Membrantrennung ist eine Methode, bei der die Eigenschaft halbdurchlässiger Trennwände genutzt wird, um Moleküle verschiedener Substanzen selektiv durchzulassen.
- Refluxation - der Prozess der Kondensation hochsiedender Teile von Mischungen infolge ihrer Abkühlung. Dabei sollte sich die Übergangstemperatur in den flüssigen Zustand der einzelnen Komponenten deutlich unterscheiden.
Chromatographie
Der Name dieser Methode lässt sich mit "Ich schreibe mit Farbe" übersetzen. Stellen Sie sich vor, dem Wasser wird Tinte zugesetzt. Wenn Sie das Ende des Filterpapiers in eine solche Mischung absenken, beginnt es zu absorbieren. In diesem Fall wird Wasser schneller absorbiert als Tinte, was mit einem unterschiedlichen Sorptionsgrad dieser Substanzen verbunden ist. Die Chromatographie ist nicht nur eine Methode zur Trennung von Gemischen, sondern auch eine Methode zur Untersuchung von Stoffeigenschaften wie Diffusion und Löslichkeit.
Also haben wir uns getroffenmit Begriffen wie „reinen Stoffen“und „Gemischen“. Die ersten sind Elemente oder Verbindungen, die nur aus Teilchen einer bestimmten Art bestehen. Ihre Beispiele sind Salz, Zucker, destilliertes Wasser. Gemische sind eine Sammlung von Einzelstoffen. Eine Reihe von Methoden werden verwendet, um sie zu trennen. Die Art und Weise, wie sie getrennt werden, hängt von den physikalischen Eigenschaften seiner Bestandteile ab. Die wichtigsten sind Absetzen, Verdampfen, Kristallisation, Filtration, Destillation, Magnetisierung und Chromatographie.
