Στην 8η τάξη, οι μαθητές μελετούν καθαρές ουσίες και μείγματα σε ένα μάθημα χημείας. Το άρθρο μας θα τους βοηθήσει να κατανοήσουν αυτό το θέμα. Θα σας πούμε ποιες ουσίες ονομάζονται καθαρές και ποιες μείγματα. Έχετε σκεφτεί ποτέ την ερώτηση: «Υπάρχει μια απολύτως καθαρή ουσία;» Η απάντηση μπορεί να σας εκπλήξει.
Γιατί διδάσκεται αυτό το θέμα στο σχολείο;
Πριν εξετάσουμε τον ορισμό της "καθαρής ουσίας", είναι απαραίτητο να ασχοληθούμε με το ερώτημα: "Με ποια ουσία πραγματικά έχουμε να κάνουμε - καθαρή ουσία ή μείγμα;"
Πάντα, η καθαρότητα της ύλης ανησυχούσε όχι μόνο τους ερευνητές, τους επιστήμονες, αλλά και τους απλούς ανθρώπους. Τι εννοούμε συνήθως με αυτή την έννοια; Καθένας από εμάς θέλει να πίνει νερό χωρίς ακαθαρσίες βαρέων μετάλλων. Θέλουμε να αναπνέουμε καθαρό αέρα που δεν μολύνεται από τα καυσαέρια του αυτοκινήτου. Μπορούν όμως το μη μολυσμένο νερό και ο αέρας να ονομαστούν καθαρές ουσίες; Επιστημονικά, όχι.
Τι είναι ένα μείγμα;
Έτσι, ένα μείγμα είναι μια ουσία που περιέχει διάφορους τύπους μορίων. Τώρα σκεφτείτε τη σύνθεση του νερού που ρέειαπό τη βρύση - ναι, ναι, έχει πολλές ακαθαρσίες. Με τη σειρά τους, οι ουσίες που αποτελούν το μείγμα ονομάζονται συστατικά. Εξετάστε ένα παράδειγμα. Ο αέρας που αναπνέουμε είναι ένα μείγμα διαφορετικών αερίων. Τα συστατικά που συνθέτουν τη σύνθεσή του είναι το οξυγόνο, το άζωτο, το διοξείδιο του άνθρακα κ.λπ. Εάν η μάζα ενός συστατικού είναι δέκα φορές μικρότερη από τη μάζα ενός άλλου, τότε μια τέτοια ουσία ονομάζεται ακαθαρσία. Συχνά στη φύση υπάρχει αέρας που είναι μολυσμένος με ακαθαρσίες υδρόθειου. Αυτό το αέριο μυρίζει σαν σάπια αυγά και είναι δηλητηριώδες για τον άνθρωπο. Όταν οι παραθεριστές κάνουν φωτιά στην όχθη του ποταμού, μολύνει τον αέρα με διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο είναι επίσης επικίνδυνο σε μεγάλες ποσότητες.
Ιδιαίτερα γρήγοροι τύποι μπορεί να έχουν ήδη μια ερώτηση: "Ποια είναι πιο κοινή - καθαρές ουσίες ή μείγματα;" Για να απαντήσω στην ερώτησή σας: "Βασικά όλα γύρω μας είναι μείγματα."
Η φύση είναι τόσο καταπληκτική.
Λίγα λόγια για τα είδη των καθαρών ουσιών
Στην αρχή του άρθρου, υποσχεθήκαμε να μιλήσουμε για το αν υπάρχουν ουσίες απολύτως χωρίς ακαθαρσίες. Πιστεύετε ότι υπάρχουν τέτοια; Έχουμε ήδη μιλήσει για το νερό της βρύσης. Μπορεί όμως το νερό της πηγής να περιέχει ακαθαρσίες; Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα είναι απλή: απολύτως καθαρές ουσίες δεν υπάρχουν στη φύση. Ωστόσο, στους επιστημονικούς κύκλους συνηθίζεται να γίνεται λόγος για τη σχετική καθαρότητα μιας ουσίας. Ακούγεται κάπως έτσι: «Η ουσία είναι καθαρή, αλλά με μια προειδοποίηση». Έτσι, για παράδειγμα, μπορεί να είναι τεχνικά καθαρό. Τα μαύρα και μοβ μελάνια περιέχουν ακαθαρσίες. Εάν δεν μπορούν να ανιχνευθούν με χημική αντίδραση, τότε αυτόη ουσία λέγεται ότι είναι χημικά καθαρή. Αυτό είναι απεσταγμένο νερό.
Σχετικά με την καθαριότητα
Λοιπόν, ήρθε η ώρα να μιλήσουμε για την καθαρή ύλη. Πρόκειται για μια ουσία που στη σύνθεσή της έχει σωματίδια ενός μόνο τύπου. Αποδεικνύεται ότι έχει ειδικές ιδιότητες. Έχει άλλο όνομα: ατομική ουσία. Ας προσπαθήσουμε να χαρακτηρίσουμε τις ιδιότητες του καθαρού νερού:
- μεμονωμένη ουσία: απεσταγμένο νερό;
- σημείο βρασμού - 100°C;
- σημείο τήξεως - 0°C;
- αυτό το νερό δεν έχει γεύση, οσμή ή χρώμα.
Πώς να διαχωρίσετε τις ουσίες;
Αυτή η ερώτηση είναι επίσης σχετική. Πολύ συχνά στην καθημερινή ζωή και στην εργασία (σε μεγαλύτερο βαθμό) ένα άτομο διαχωρίζει ουσίες. Έτσι, για παράδειγμα, σχηματίζεται κρέμα στο γάλα, η οποία μπορεί να συλλεχθεί από την επιφάνεια εάν χρησιμοποιηθεί η μέθοδος καθίζησης. Κατά τη διάρκεια της διύλισης του πετρελαίου, ένα άτομο παράγει βενζίνη, καύσιμο πυραύλων, κηροζίνη, λάδι μηχανής και ούτω καθεξής. Σε όλα τα στάδια της επεξεργασίας, ένα άτομο χρησιμοποιεί μια ποικιλία μεθόδων για τον διαχωρισμό μειγμάτων, οι οποίες εξαρτώνται από την κατάσταση συσσωμάτωσης της ουσίας. Ας ρίξουμε μια ματιά στο καθένα.
Φιλτράρισμα
Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται όταν υπάρχει υγρή ουσία που περιέχει αδιάλυτα στερεά σωματίδια. Για παράδειγμα, νερό και άμμος ποταμού. Αυτό το μείγμα περνά μέσα από ένα φίλτρο. Έτσι, η άμμος συγκρατείται στο φίλτρο και το καθαρό νερό περνά μέσα από αυτό ήρεμα. Σπάνια δίνουμε σημασία σε αυτό, αλλά καθημερινά στην κουζίνα, πολλοί κάτοικοι της πόλης τρέχουν νερό βρύσηςφίλτρα καθαρισμού. Ως ένα βαθμό λοιπόν, μπορείς να θεωρείς τον εαυτό σου επιστήμονα!
Διακανονισμός
Είπαμε λίγα λόγια για αυτή τη μέθοδο ακριβώς από πάνω. Ωστόσο, ας το εξετάσουμε πιο αναλυτικά. Οι χημικοί καταφεύγουν σε αυτή τη μέθοδο όταν είναι απαραίτητος ο διαχωρισμός εναιωρημάτων ή γαλακτωμάτων. Για παράδειγμα, εάν το φυτικό λάδι έχει διεισδύσει σε καθαρό νερό, τότε το μείγμα που προκύπτει πρέπει να ανακινηθεί και, στη συνέχεια, αφήστε το να παρασκευαστεί για λίγο. Μετά από αυτό, ένα άτομο θα παρατηρήσει ένα φαινόμενο όταν το λάδι σε μορφή φιλμ καλύπτει το νερό.
Στα εργαστήρια, οι χημικοί χρησιμοποιούν μια άλλη μέθοδο που ονομάζεται διαχωριστική χοάνη. Όταν χρησιμοποιείται αυτή η μέθοδος καθαρισμού, ένα πυκνό υγρό διεισδύει στο δοχείο και ό,τι είναι ελαφρύτερο παραμένει.
Η μέθοδος καθίζησης έχει ένα σοβαρό μειονέκτημα - είναι η χαμηλή ταχύτητα της διαδικασίας. Σε αυτή την περίπτωση χρειάζεται πολύς χρόνος για τον σχηματισμό ιζήματος. Σε βιομηχανικές επιχειρήσεις, αυτή η μέθοδος εξακολουθεί να χρησιμοποιείται. Οι μηχανικοί σχεδιάζουν ειδικές κατασκευές που ονομάζονται "κάρτερ".
Μαγνήτης
Καθένας από εμάς έπαιξε με έναν μαγνήτη τουλάχιστον μία φορά στη ζωή του. Η εκπληκτική του ικανότητα να προσελκύει μέταλλα φαινόταν μαγική. Οι πολυμήχανοι άνθρωποι μάντεψαν ότι χρησιμοποιούσαν μαγνήτη για να διαχωρίσουν μείγματα. Για παράδειγμα, ο διαχωρισμός ρινισμάτων ξύλου και σιδήρου είναι δυνατός με μαγνήτη. Αλλά αξίζει να ληφθεί υπόψη ότι δεν μπορεί να προσελκύσει όλα τα μέταλλα, μόνο εκείνα τα μείγματα που περιέχουν σιδηρομαγνήτες υπόκεινται σε αυτό. Αυτά περιλαμβάνουν το νικέλιο, το τέρβιο, το κοβάλτιο, το έρβιο καικ.λπ.
Απόσταξη
Αυτός ο όρος έχει λατινικές ρίζες, στη μετάφραση σημαίνει "στραγγίζοντας σταγόνες". Αυτή η μέθοδος είναι ο διαχωρισμός των μειγμάτων με βάση τις διαφορές στο σημείο βρασμού των ουσιών. Είναι αυτή η μέθοδος που θα βοηθήσει στον διαχωρισμό του νερού και του αλκοόλ. Η τελευταία ουσία εξατμίζεται στους +78°C. Όταν οι ατμοί του αγγίζουν ψυχρούς τοίχους και επιφάνειες, οι ατμοί συμπυκνώνονται και μετατρέπονται σε υγρή ουσία.
Στη βαριά βιομηχανία, τα προϊόντα πετρελαίου, τα καθαρά μέταλλα και οι διάφορες αρωματικές ουσίες εξάγονται με αυτή τη μέθοδο.
Μπορούν να διαχωριστούν τα αέρια;
Μιλήσαμε για καθαρές ουσίες και μείγματα σε υγρή και στερεή κατάσταση. Τι γίνεται όμως αν είναι απαραίτητο να διαχωριστούν τα μείγματα αερίων; Οι έξυπνοι επικεφαλής της χημικής βιομηχανίας σήμερα εξασκούν διάφορες φυσικές μεθόδους για τον διαχωρισμό αερίων μειγμάτων:
- συμπύκνωση;
- ροφή;
- διαχωρισμός μεμβράνης;
- παλινδρόμηση.
Λοιπόν, στο άρθρο μας εξετάσαμε την έννοια των καθαρών ουσιών και μειγμάτων. Ανακαλύψαμε τι είναι πιο κοινό στη φύση. Τώρα γνωρίζετε τους διαφορετικούς τρόπους διαχωρισμού των μειγμάτων - και μπορείτε να επιδείξετε μερικούς από αυτούς μόνοι σας, όπως έναν μαγνήτη. Ελπίζουμε ότι το άρθρο μας ήταν χρήσιμο για εσάς. Μάθετε την επιστήμη σήμερα, ώστε αύριο να σας βοηθήσει να λύσετε οποιοδήποτε πρόβλημα - τόσο στο σπίτι όσο και στην παραγωγή!
