สารบริสุทธิ์และสารผสม วิธีการแยกสารผสม วิธีการแยกสารผสม คุณรู้จักวิธีการแยกสารผสมอะไรบ้าง?
บทคัดย่อเกี่ยวกับระเบียบวินัย:เคมี
ในหัวข้อ: วิธีการแยกสารผสม
ริกา - 2009
บทนำ……………………………………………………………………………………..หน้า 3
ประเภทของสารผสม………………………………………………………………………………… หน้า 4
วิธีการแยกสารผสม……………………………………………..หน้า 6
สรุป………………………………………………………………………………….หน้า 11
รายการวรรณกรรมที่ใช้แล้ว…………………………………………......หน้า 12
การแนะนำ
ในธรรมชาติ สารที่อยู่ในรูปบริสุทธิ์นั้นหาได้ยากมาก วัตถุรอบตัวเราส่วนใหญ่ประกอบด้วยสารผสม ในห้องปฏิบัติการเคมี นักเคมีทำงานกับสารบริสุทธิ์ หากสารมีสิ่งเจือปน นักเคมีก็สามารถแยกสารที่จำเป็นสำหรับการทดลองออกจากสารเจือปนได้ เพื่อศึกษาคุณสมบัติของสารจำเป็นต้องทำให้สารนี้บริสุทธิ์เช่น แบ่งออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ การแยกส่วนผสมเป็นกระบวนการทางกายภาพ วิธีการแยกสารทางกายภาพมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการเคมี ในการผลิตผลิตภัณฑ์อาหาร และในการผลิตโลหะและสารอื่นๆ
ประเภทของสารผสม
ไม่มีสารบริสุทธิ์ในธรรมชาติ เมื่อตรวจสอบก้อนหินและหินแกรนิต เรามั่นใจว่าพวกมันประกอบด้วยเมล็ดและเส้นที่มีสีต่างกัน นมประกอบด้วยไขมัน โปรตีน และน้ำ น้ำมันและก๊าซธรรมชาติมีสารอินทรีย์ที่เรียกว่าไฮโดรคาร์บอน อากาศมีก๊าซหลายชนิด น้ำธรรมชาติไม่ใช่สารบริสุทธิ์ทางเคมี สารผสมคือส่วนผสมของสารที่แตกต่างกันตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป
สารผสมสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ (ri
หากมองเห็นส่วนประกอบของสารผสมด้วยตาเปล่าก็จะเรียกว่าสารผสมดังกล่าว ต่างกันตัวอย่างเช่น ส่วนผสมของตะไบไม้และเหล็ก ส่วนผสมของน้ำและน้ำมันพืช ส่วนผสมของทรายแม่น้ำและน้ำ เป็นต้น
หากไม่สามารถแยกแยะส่วนประกอบของสารผสมด้วยตาเปล่าได้ ก็จะเรียกสารผสมดังกล่าว เป็นเนื้อเดียวกัน. สารผสม เช่น นม น้ำมัน สารละลายน้ำตาลในน้ำ ฯลฯ จัดเป็นสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน
มีทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ สารสามารถผสมได้ในสถานะการรวมกลุ่มใดๆ สถานะของการรวมตัวของสารผสมจะถูกกำหนดโดยสารซึ่งมีปริมาณเหนือกว่าสารอื่นๆ ในเชิงปริมาณ
สารผสมที่ต่างกันเกิดจากสารที่มีสถานะการรวมตัวต่างกันเมื่อสารไม่ละลายร่วมกันและผสมกันไม่ดี (ตารางที่ 1)
ประเภทของสารผสมที่ต่างกัน |
|
ก่อนผสม |
ตัวอย่าง |
แข็ง/แข็ง |
แร่ธาตุ; เหล็ก/กำมะถัน |
ของแข็ง/ของเหลว |
ปูนขาว; น้ำเสีย |
ของแข็ง/ก๊าซ |
ควัน; อากาศที่เต็มไปด้วยฝุ่น |
ของเหลว/ของแข็ง |
เพิร์ล; แร่ธาตุ; น้ำ/น้ำแข็ง |
ของเหลว/ของเหลว |
น้ำนม; น้ำมันพืช/น้ำ |
ของเหลว/ก๊าซ |
หมอก; เมฆ |
ก๊าซ/ของแข็ง |
โฟม |
ก๊าซ/ของเหลว |
สบู่ฟอง |
สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันเกิดขึ้นเมื่อสารละลายกันดีและผสมกันได้ดี (ตารางที่ 2)
ประเภทของสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน |
|
สภาพทางกายภาพของส่วนประกอบ ก่อนผสม |
ตัวอย่าง |
แข็ง/แข็ง |
โลหะผสมของทองคำและเงิน |
ของแข็ง/ของเหลว |
น้ำตาล/น้ำ |
ของแข็ง/ก๊าซ |
ไอโอดีนในอากาศ |
ของเหลว/ของแข็ง |
เจลาตินบวม |
ของเหลว/ของเหลว |
แอลกอฮอล์/น้ำ |
ของเหลว/ก๊าซ |
น้ำ/อากาศ |
ก๊าซ/ของแข็ง |
ไฮโดรเจนในแพลเลเดียม |
ก๊าซ/ของเหลว |
เมื่อเกิดสารผสม มักจะไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี และสารในส่วนผสมจะคงคุณสมบัติไว้ ความแตกต่างของคุณสมบัติของสารใช้ในการแยกสารผสม
วิธีการแยกสารผสม
สารผสมทั้งชนิดต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกันสามารถแบ่งออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ ได้ เช่น สำหรับสารบริสุทธิ์ สารบริสุทธิ์คือสารที่ไม่สามารถแยกออกเป็นสารอื่นสองชนิดขึ้นไปได้โดยใช้วิธีการทางกายภาพ และไม่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพของสารบริสุทธิ์ มีหลายวิธีในการแยกสารผสม โดยบางวิธีในการแยกสารผสมนั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของส่วนผสม
- การคัดกรอง;
- การกรอง;
- การสนับสนุน;
- การแยกขวด
- การหมุนเหวี่ยง;
- การระเหย;
- การระเหย;
- การตกผลึกซ้ำ;
- การกลั่น (การกลั่น);
- หนาวจัด;
- การกระทำของแม่เหล็ก
- โครมาโตกราฟี;
- การสกัด;
- การดูดซับ
มาทำความรู้จักกับพวกเขากันดีกว่า ควรสังเกตว่าสารผสมที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันนั้นแยกได้ง่ายกว่าสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ด้านล่างนี้ เราจะให้ตัวอย่างการแยกสารออกจากสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันและไม่เป็นเนื้อเดียวกัน
การคัดกรอง
ลองจินตนาการว่าน้ำตาลทรายเข้าไปในแป้ง บางทีวิธีแยกที่ง่ายที่สุดก็คือ การคัดกรอง. เมื่อใช้ตะแกรง คุณสามารถแยกแป้งอนุภาคเล็กๆ ออกจากผลึกน้ำตาลที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ได้อย่างง่ายดาย ในการเกษตร การกรองจะใช้เพื่อแยกเมล็ดพืชออกจากเศษแปลกปลอม ในการก่อสร้าง นี่คือวิธีการแยกกรวดออกจากทราย
การกรอง
ส่วนประกอบที่เป็นของแข็งของสารแขวนลอยจะถูกแยกออกจากของเหลว การกรองโดยใช้กระดาษหรือผ้ากรอง สำลี ทรายละเอียดบางๆ ลองจินตนาการว่าเราได้รับส่วนผสมของเกลือแกง ทราย และดินเหนียว จำเป็นต้องแยกเกลือแกงออกจากส่วนผสม ในการทำเช่นนี้ ให้ใส่ส่วนผสมลงในบีกเกอร์ที่มีน้ำแล้วเขย่า เกลือแกงละลายและทรายก็ตกตะกอน ดินเหนียวไม่ละลายและไม่เกาะก้นแก้ว น้ำจึงยังคงขุ่นอยู่ ในการกำจัดอนุภาคดินเหนียวที่ไม่ละลายน้ำออกจากสารละลาย ส่วนผสมจะถูกกรอง ในการทำเช่นนี้ คุณจะต้องประกอบอุปกรณ์กรองขนาดเล็กจากกรวยแก้ว กระดาษกรอง และขาตั้งกล้อง สารละลายเกลือถูกกรอง ในการทำเช่นนี้ สารละลายที่กรองแล้วจะถูกเทลงในช่องทางอย่างระมัดระวังโดยมีตัวกรองที่สอดแน่น อนุภาคทรายและดินเหนียวยังคงอยู่ในตัวกรอง และสารละลายเกลือใสจะผ่านตัวกรอง หากต้องการแยกเกลือแกงที่ละลายในน้ำ จะใช้วิธีการตกผลึกซ้ำ
การตกผลึกซ้ำ การระเหย
การตกผลึกซ้ำเป็นวิธีการทำให้บริสุทธิ์โดยให้สารละลายในน้ำก่อนแล้วจึงระเหยสารละลายของสารในน้ำออกไป ส่งผลให้น้ำระเหยและสารถูกปล่อยออกมาในรูปของผลึก
ยกตัวอย่าง: จำเป็นต้องแยกเกลือแกงออกจากสารละลาย
ข้างต้นเราดูตัวอย่างเมื่อจำเป็นต้องแยกเกลือแกงออกจากส่วนผสมที่ต่างกัน ทีนี้มาแยกเกลือแกงออกจากส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน สารละลายที่ได้จากการกรองเรียกว่าการกรอง ควรเทสารกรองลงในถ้วยพอร์ซเลน วางถ้วยที่มีสารละลายไว้บนวงแหวนขาตั้งกล้อง และตั้งสารละลายให้ร้อนเหนือเปลวไฟของตะเกียงแอลกอฮอล์ น้ำจะเริ่มระเหยและปริมาตรของสารละลายจะลดลง กระบวนการนี้เรียกว่า โดยการระเหยเมื่อน้ำระเหย สารละลายจะมีความเข้มข้นมากขึ้น เมื่อสารละลายถึงสภาวะอิ่มตัวด้วยเกลือแกง ผลึกจะปรากฏบนผนังถ้วย ณ จุดนี้ ให้หยุดการให้ความร้อนและทำให้สารละลายเย็นลง เกลือแกงที่แช่เย็นจะแยกออกมาเป็นผลึก หากจำเป็น สามารถแยกผลึกเกลือออกจากสารละลายได้โดยการกรอง ไม่ควรระเหยสารละลายจนกว่าน้ำจะระเหยหมด เนื่องจากสิ่งเจือปนที่ละลายน้ำได้อื่นๆ อาจตกตะกอนในรูปของผลึกและปนเปื้อนเกลือแกง
ปักหลัก, ริน
ใช้เพื่อแยกสารที่ไม่ละลายน้ำออกจากของเหลว การสนับสนุน. หากอนุภาคของแข็งมีขนาดใหญ่เพียงพอ อนุภาคเหล่านั้นจะตกลงสู่ด้านล่างอย่างรวดเร็วและของเหลวจะใส สามารถระบายออกจากตะกอนได้อย่างระมัดระวังและการดำเนินการที่เรียบง่ายนี้ก็มีชื่อของตัวเองเช่นกัน - การแยกน้ำ.
ยิ่งอนุภาคของแข็งในของเหลวมีขนาดเล็กลง ส่วนผสมก็จะยิ่งจับตัวนานขึ้นเท่านั้น คุณยังสามารถแยกของเหลวสองชนิดที่ไม่ผสมกันออกได้
การหมุนเหวี่ยง
หากอนุภาคของของผสมที่ต่างกันมีขนาดเล็กมาก ก็ไม่สามารถแยกออกจากกันโดยการตกตะกอนหรือการกรอง ตัวอย่างของสารผสมดังกล่าวได้แก่ นมและยาสีฟันที่ผสมน้ำ สารผสมดังกล่าวจะถูกแยกออกจากกัน การหมุนเหวี่ยง. ของผสมที่มีของเหลวดังกล่าวจะถูกวางในหลอดทดลองและหมุนด้วยความเร็วสูงในอุปกรณ์พิเศษ - เครื่องหมุนเหวี่ยง ผลจากการหมุนเหวี่ยง อนุภาคที่หนักกว่าจะถูก "กด" ไปที่ด้านล่างของภาชนะ และอนุภาคที่เบากว่าจะไปอยู่ด้านบน นมคืออนุภาคไขมันเล็กๆ ที่กระจายอยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำของสารอื่นๆ เช่น น้ำตาล โปรตีน ในการแยกส่วนผสมดังกล่าวจะใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงพิเศษที่เรียกว่าเครื่องแยก เมื่อแยกนม ไขมันจะปรากฏบนพื้นผิวและแยกออกได้ง่าย สิ่งที่เหลืออยู่คือน้ำที่มีสารละลายอยู่ - นี่คือนมพร่องมันเนย
การดูดซับ
ในด้านเทคโนโลยี งานมักเกิดจากการทำให้ก๊าซบริสุทธิ์ เช่น อากาศ จากส่วนประกอบที่ไม่ต้องการหรือเป็นอันตราย สสารหลายชนิดมีคุณสมบัติที่น่าสนใจอย่างหนึ่ง นั่นคือสามารถ "จับ" กับพื้นผิวของสสารที่มีรูพรุน เช่น เหล็กกับแม่เหล็ก การดูดซับคือความสามารถของสารแข็งบางชนิดในการดูดซับก๊าซหรือสารที่ละลายบนพื้นผิว สารที่สามารถดูดซับได้เรียกว่าตัวดูดซับ ตัวดูดซับเป็นสารที่เป็นของแข็งซึ่งมีช่องทางภายในมากมาย ช่องว่าง รูพรุน เช่น พวกมันมีพื้นผิวดูดซับรวมขนาดใหญ่มาก ตัวดูดซับคือถ่านกัมมันต์, ซิลิกาเจล (ในกล่องรองเท้าใหม่คุณจะพบถั่วขาวถุงเล็ก - นี่คือซิลิกาเจล), กระดาษกรอง สารต่างๆ “เกาะติด” กับพื้นผิวของตัวดูดซับต่างกัน: บางชนิดเกาะแน่นบนพื้นผิว ส่วนบางชนิดมีความแข็งแรงน้อยกว่า ถ่านกัมมันต์สามารถดูดซับได้ไม่เพียงแต่สารที่เป็นก๊าซเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารที่ละลายในของเหลวด้วย ในกรณีที่เป็นพิษจะต้องดำเนินการเพื่อให้สารพิษถูกดูดซับ
การกลั่น (การกลั่น)
ของเหลวสองชนิดที่ก่อให้เกิดส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน เช่น เอทิลแอลกอฮอล์และน้ำ จะถูกแยกออกจากกันโดยการกลั่นหรือการกลั่น วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าของเหลวได้รับความร้อนจนถึงจุดเดือด และไอของของเหลวถูกระบายออกทางท่อจ่ายก๊าซไปยังภาชนะอื่น เมื่อไอน้ำเย็นตัวลง ก็จะควบแน่นและทิ้งสิ่งเจือปนไว้ในขวดกลั่น อุปกรณ์การกลั่นจะแสดงในรูปที่ 2
วางของเหลวไว้ในขวด Wurtz (1) ปิดคอของขวด Wurtz ให้แน่นโดยใช้จุกที่มีเทอร์โมมิเตอร์เสียบอยู่ (2) และถังเก็บที่มีสารปรอทควรอยู่ที่ระดับช่องเปิดของท่อทางออก ปลายท่อทางออกถูกเสียบผ่านปลั๊กที่แน่นหนาเข้าไปในตู้เย็น Liebig (3) ที่ปลายอีกด้านหนึ่งซึ่งมีการเสริมความแข็งแรงของ allonge (4) ปลายที่แคบของ allonge จะลดลงไปที่ตัวรับ (5) ปลายล่างของแจ็คเก็ตตู้เย็นเชื่อมต่อโดยใช้ท่อยางเข้ากับก๊อกน้ำ และทำท่อระบายน้ำจากปลายด้านบนลงในอ่างล้างจานเพื่อระบายน้ำ แจ็คเก็ตตู้เย็นควรเต็มไปด้วยน้ำเสมอ ขวด Wurtz และตู้เย็นติดตั้งอยู่ในขาตั้งแยกกัน ของเหลวถูกเทลงในขวดโดยใช้ช่องทางที่มีท่อยาว โดยเติมขวดกลั่นให้เหลือ 2/3 ของปริมาตร เพื่อให้แน่ใจว่าเดือดสม่ำเสมอ ให้วางหม้อต้มหลายๆ เครื่องที่ด้านล่างของขวด โดยมีเส้นเลือดฝอยแก้วปิดผนึกอยู่ที่ปลายด้านหนึ่ง หลังจากปิดขวดแล้ว ให้เติมน้ำลงในตู้เย็นและให้ความร้อนของเหลวในขวด การทำความร้อนสามารถทำได้โดยใช้เตาแก๊ส เตาไฟฟ้า น้ำ ทราย หรืออ่างน้ำมัน ขึ้นอยู่กับจุดเดือดของของเหลว ของเหลวที่ติดไฟได้และติดไฟได้ (แอลกอฮอล์ อีเทอร์ อะซิโตน ฯลฯ) ไม่ควรให้ความร้อนเหนือกองไฟเพื่อหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุ ควรใช้เฉพาะน้ำหรืออ่างอื่นเท่านั้น ของเหลวไม่ควรระเหยจนหมด: 10-15% ของปริมาตรที่นำมาเริ่มแรกควรคงอยู่ในขวด สามารถเทของเหลวส่วนใหม่ได้เฉพาะเมื่อขวดเย็นลงเล็กน้อยเท่านั้น
หนาวจัด
สารที่มีจุดหลอมเหลวต่างกันจะถูกแยกออกโดยใช้วิธีการ หนาวจัด,ทำให้สารละลายเย็นลง โดยการแช่แข็งคุณจะได้น้ำบริสุทธิ์มากที่บ้าน โดยเทน้ำประปาลงในขวดหรือแก้วแล้วนำไปแช่ในช่องแช่แข็งของตู้เย็น (หรือนำออกไปแช่เย็นในฤดูหนาว) ทันทีที่น้ำประมาณครึ่งหนึ่งกลายเป็นน้ำแข็ง ส่วนที่ยังไม่แข็งตัวซึ่งมีสิ่งสกปรกสะสมอยู่จะต้องถูกเทออกและน้ำแข็งจะละลายได้
ในอุตสาหกรรมและในห้องปฏิบัติการ จะมีการใช้วิธีการแยกสารผสมโดยอิงตามคุณสมบัติที่แตกต่างกันอื่นๆ ของส่วนประกอบของสารผสม ตัวอย่างเช่น ตะไบเหล็กสามารถแยกออกจากส่วนผสมได้ แม่เหล็ก. ความสามารถของสารในการละลายในตัวทำละลายต่างๆจะใช้เมื่อใด การสกัด– วิธีการแยกของผสมที่เป็นของแข็งหรือของเหลวโดยการบำบัดด้วยตัวทำละลายต่างๆ ตัวอย่างเช่น ไอโอดีนสามารถแยกได้จากสารละลายที่เป็นน้ำด้วยตัวทำละลายอินทรีย์บางชนิด ซึ่งไอโอดีนจะละลายได้ดีกว่า
บทสรุป
ในทางปฏิบัติในห้องปฏิบัติการและในชีวิตประจำวัน บ่อยครั้งจำเป็นต้องแยกส่วนประกอบแต่ละส่วนออกจากส่วนผสมของสาร โปรดทราบว่าสารผสมประกอบด้วยสารตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปและแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน มีหลายวิธีในการแยกสารผสม เช่น การกรอง การระเหย การกลั่น (การกลั่น) และอื่นๆ วิธีการแยกสารผสมขึ้นอยู่กับชนิดและองค์ประกอบของสารผสมเป็นหลัก
รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว
1. S. Ozols, E. Lepiņš เคมีสำหรับโรงเรียนประถมศึกษา, 1996. หน้า 289
2. ข้อมูลจากอินเทอร์เน็ต
- กฎการทำงานในห้องปฏิบัติการ
- เครื่องแก้วและอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการ
- กฎความปลอดภัยเมื่อทำงานกับสารกัดกร่อน ไวไฟ และเป็นพิษ สารเคมีในครัวเรือน
- วิธีการทางวิทยาศาสตร์ในการศึกษาสารเคมีและการเปลี่ยนแปลง วิธีการแยกสารผสมและสารบริสุทธิ์
กฎการทำงานในห้องปฏิบัติการ
ห้ามมิให้ทำงานตามลำพังในห้องปฏิบัติการโดยเด็ดขาด เนื่องจากในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุจะไม่มีใครช่วยเหลือผู้ประสบภัยและกำจัดผลที่ตามมาจากอุบัติเหตุ
ขณะทำงานในห้องปฏิบัติการ จำเป็นต้องรักษาความสะอาด ความเงียบ ความเป็นระเบียบเรียบร้อย และกฎความปลอดภัย เนื่องจากความเร่งรีบและความประมาทเลินเล่อมักนำไปสู่อุบัติเหตุที่ส่งผลร้ายแรง
ผู้ปฏิบัติงานทุกคนจะต้องรู้ว่าอุปกรณ์ป้องกันอัคคีภัยและชุดปฐมพยาบาลที่มีทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับการปฐมพยาบาลอยู่ที่ใดในห้องปฏิบัติการ
คุณไม่สามารถเริ่มทำงานได้จนกว่านักเรียนจะเชี่ยวชาญเทคนิคทั้งหมดในการทำสิ่งนี้
การทดลองควรทำในภาชนะเคมีที่สะอาดเท่านั้น หลังจากเสร็จสิ้นการทดลอง ควรล้างจานทันที
ในระหว่างการทำงานจำเป็นต้องรักษาความสะอาดและความแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าสารจะไม่สัมผัสกับผิวหน้าและมือเนื่องจากสารหลายชนิดทำให้เกิดการระคายเคืองต่อผิวหนังและเยื่อเมือก
ห้ามชิมสารใดๆ ในห้องปฏิบัติการ คุณสามารถสูดดมสารได้โดยการนำไอหรือก๊าซเข้าหาตัวคุณอย่างระมัดระวังโดยขยับมือเพียงเล็กน้อยเท่านั้น และห้ามโน้มตัวไปทางภาชนะและโดยไม่หายใจเข้าลึกๆ
ภาชนะใด ๆ ที่เก็บรีเอเจนต์จะต้องมีฉลากระบุชื่อของสาร
ภาชนะที่มีสารหรือสารละลายต้องใช้มือข้างหนึ่งจับที่คอ และอีกมือหนึ่งก็ประคองก้นไว้
เมื่อให้ความร้อนแก่ของเหลวและสารที่เป็นของแข็งในหลอดทดลองและขวด อย่าชี้ช่องเปิดของสารเหล่านั้นไปที่ตัวคุณเองหรือเพื่อนบ้าน คุณไม่ควรมองจากด้านบนเข้าไปในภาชนะที่ให้ความร้อนแบบเปิดเผย เพื่อหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บที่อาจเกิดขึ้นเมื่อมีการปล่อยมวลร้อนออกมา
หลังจากเสร็จงานต้องปิดแก๊ส น้ำ และไฟฟ้า
ห้ามมิให้เทสารละลายกรดและด่างเข้มข้นรวมถึงตัวทำละลายอินทรีย์ต่าง ๆ สารที่มีกลิ่นแรงและติดไฟได้ง่ายลงในอ่างล้างจานโดยเด็ดขาด ของเสียทั้งหมดนี้ต้องเทลงในขวดพิเศษ
ห้องปฏิบัติการทุกแห่งจะต้องมีหน้ากากป้องกันและแว่นตาป้องกัน
ในห้องปฏิบัติการแต่ละห้องจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ป้องกันอัคคีภัย: กล่องที่มีทรายร่อนและที่ตัก, ผ้าห่มกันไฟ (แร่ใยหินหรือผ้าสักหลาดหนา), ถังดับเพลิงที่มีประจุ
กฎความปลอดภัยเมื่อทำงานกับสารกัดกร่อน ไวไฟ และเป็นพิษ สารเคมีในครัวเรือน
เพื่อเร่งการละลายของแข็งในหลอดทดลอง อย่าปิดช่องด้วยนิ้วของคุณเมื่อเขย่า
ควรละลายอัลคาไลในชามพอร์ซเลนโดยเติมสารส่วนเล็กๆ ลงในน้ำ และคนอย่างต่อเนื่อง
เมื่อพิจารณากลิ่นของสาร ห้ามโน้มตัวหรือสูดดมไอระเหยหรือก๊าซที่ปล่อยออกมา คุณต้องขยับมือเบา ๆ บนคอของหลอดเลือดเพื่อส่งไอน้ำหรือก๊าซไปที่จมูกและหายใจเข้าอย่างระมัดระวัง
กรดหรือด่างที่หกรั่วไหลควรคลุมด้วยทรายแห้งที่สะอาด และผสมจนของเหลวทั้งหมดถูกดูดซับจนหมด ตักทรายเปียกลงในภาชนะแก้วกว้างเพื่อล้างและทำให้เป็นกลางในภายหลัง
ต้องเทสารละลายจากขวดรีแอคทีฟเพื่อว่าเมื่อเอียงฉลากจะอยู่ด้านบน (ฉลากอยู่ในฝ่ามือ) หากสารละลายอัลคาไลหรือกรดสัมผัสกับผิวหนังจำเป็นต้องล้างออกหลังจากเขย่าหยดที่มองเห็นด้วยน้ำเย็นที่แรงจัดจากนั้นจึงทำการบำบัดด้วยสารละลายที่ทำให้เป็นกลาง (สารละลายกรดอะซิติก 2% หรือ 2% สารละลายโซเดียมไบคาร์บอเนต) แล้วล้างออกด้วยน้ำสะอาด
วิธีการแยกสารผสมและสารบริสุทธิ์ สารบริสุทธิ์และสารผสมสาร
ของผสมคือวัสดุที่ประกอบด้วยสารตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป โดยสุ่มสลับกันในอวกาศ
สารบริสุทธิ์คือวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกันทางกายภาพและทางเคมีซึ่งมีคุณสมบัติถาวรบางประการ เนื้อหาของสิ่งเจือปนในการเตรียมที่มีความบริสุทธิ์สูงวัดเป็นล้านและหนึ่งในพันล้านเปอร์เซ็นต์
ส่วนผสม |
|
เป็นเนื้อเดียวกัน (เป็นเนื้อเดียวกัน) | ต่างกัน (ต่างกัน) |
สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันคือสารที่ไม่สามารถตรวจจับอนุภาคด้วยสายตาหรือใช้เครื่องมือทางแสง เนื่องจากสารมีสถานะกระจัดกระจายในระดับจุลภาค | สารผสมที่สามารถตรวจจับอนุภาคได้ด้วยสายตาหรือโดยใช้เครื่องมือทางแสงเรียกว่าต่างกัน นอกจากนี้สารเหล่านี้ยังอยู่ในสถานะการรวมตัวที่แตกต่างกัน (ระยะ) |
ตัวอย่างของสารผสม | |
สารละลายที่แท้จริง (เกลือแกง + น้ำ สารละลายแอลกอฮอล์ในน้ำ) | สารแขวนลอย (ของแข็ง + ของเหลว) เช่น น้ำ + ทราย |
สารละลายที่เป็นของแข็ง โลหะผสม เช่น ทองเหลือง ทองแดง | อิมัลชัน (ของเหลว + ของเหลว) เช่น น้ำ + ไขมัน |
สารละลายแก๊ส (ส่วนผสมของปริมาณและจำนวนก๊าซเท่าใดก็ได้) | ละอองลอย (ก๊าซ + ของเหลว) เช่น หมอก |
การตกตะกอนเป็นวิธีการขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสารที่แตกต่างกัน
ตัวอย่างเช่น ส่วนผสมของน้ำมันพืชและน้ำสามารถแยกออกเป็นน้ำมันและน้ำได้โดยปล่อยให้ส่วนผสมอยู่เฉยๆ
การกรองเป็นวิธีการขึ้นอยู่กับความสามารถที่แตกต่างกันของตัวกรองในการส่งผ่านสารที่ประกอบขึ้นเป็นส่วนผสม ตัวอย่างเช่น สามารถใช้ตัวกรองเพื่อแยกสิ่งเจือปนที่เป็นของแข็งออกจากของเหลวได้
การระเหยคือการแยกของแข็งไม่ระเหยออกจากสารละลายในตัวทำละลายระเหย โดยเฉพาะน้ำ ตัวอย่างเช่น หากต้องการแยกเกลือที่ละลายในน้ำ คุณเพียงแค่ต้องระเหยน้ำออก น้ำจะระเหยไปแต่เกลือจะยังคงอยู่
บล็อกทางทฤษฎี
คำจำกัดความของแนวคิด "ส่วนผสม" มีให้ไว้ในศตวรรษที่ 17 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ โรเบิร์ต บอยล์: “ของผสมคือระบบบูรณาการที่ประกอบด้วยส่วนประกอบที่ต่างกัน”
ลักษณะเปรียบเทียบของสารผสมและสารบริสุทธิ์
สัญญาณของการเปรียบเทียบ | สารบริสุทธิ์ | ส่วนผสม |
คงที่ | ไม่แน่นอน |
|
สาร | เดียวกัน | หลากหลาย |
คุณสมบัติทางกายภาพ | ถาวร | ไม่แน่นอน |
การเปลี่ยนแปลงพลังงานระหว่างการก่อตัว | กำลังเกิดขึ้น | ไม่ได้เกิดขึ้น |
แยก | โดยผ่านปฏิกิริยาเคมี | โดยวิธีการทางกายภาพ |
ส่วนผสมมีลักษณะแตกต่างกันออกไป
การจำแนกประเภทของสารผสมแสดงไว้ในตาราง:
เราจะยกตัวอย่างสารแขวนลอย (ทรายแม่น้ำ + น้ำ) อิมัลชัน (น้ำมันพืช + น้ำ) และสารละลาย (อากาศในขวด เกลือแกง + น้ำ การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย: อลูมิเนียม + ทองแดง หรือ นิกเกิล + ทองแดง)
วิธีการแยกสารผสม
ในธรรมชาติ สารมีอยู่ในรูปของสารผสม สำหรับการวิจัยในห้องปฏิบัติการ การผลิตทางอุตสาหกรรม และสำหรับความต้องการด้านเภสัชวิทยาและการแพทย์ จำเป็นต้องใช้สารบริสุทธิ์
มีการใช้วิธีการต่างๆ มากมายในการแยกสารผสมเพื่อทำให้สารบริสุทธิ์
การระเหยคือการแยกของแข็งที่ละลายในของเหลวโดยแปลงเป็นไอน้ำ
การกลั่น-การกลั่น การแยกสารที่บรรจุอยู่ในของเหลวผสมตามจุดเดือด ตามด้วยการระบายความร้อนของไอน้ำ
ในธรรมชาติ น้ำไม่ได้เกิดขึ้นในรูปแบบบริสุทธิ์ (ไม่มีเกลือ) มหาสมุทร ทะเล แม่น้ำ บ่อน้ำ และน้ำพุเป็นสารละลายประเภทเกลือในน้ำ อย่างไรก็ตาม ผู้คนมักต้องการน้ำสะอาดที่ไม่มีเกลือ (ใช้ในเครื่องยนต์ของรถยนต์ ในการผลิตสารเคมีเพื่อให้ได้สารละลายและสารต่างๆ ในการถ่ายภาพ) น้ำดังกล่าวเรียกว่าน้ำกลั่น และวิธีการได้มาเรียกว่าการกลั่น
การกรอง - กรองของเหลว (ก๊าซ) ผ่านตัวกรองเพื่อทำความสะอาดจากสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็ง
วิธีการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพของส่วนประกอบของสารผสม
พิจารณาวิธีการแยก ต่างกันและของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน.
ตัวอย่างของส่วนผสม | วิธีการแยก |
ระบบกันสะเทือน - ส่วนผสมของทรายแม่น้ำและน้ำ | การสนับสนุน แยก ปกป้องขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสารที่แตกต่างกัน ทรายที่หนักกว่าจะตกลงไปที่ด้านล่าง คุณยังสามารถแยกอิมัลชันออกได้ โดยแยกน้ำมันหรือน้ำมันพืชออกจากน้ำ ในห้องปฏิบัติการสามารถทำได้โดยใช้กรวยแยก ปิโตรเลียมหรือน้ำมันพืชจะอยู่ชั้นบนสุดและสีอ่อนกว่า ผลจากการตกตะกอน น้ำค้างตกลงมาจากหมอก เขม่าจางหายไปจากควัน และครีมก็ตกตะกอนในนม แยกส่วนผสมของน้ำและน้ำมันพืชโดยการตกตะกอน |
ส่วนผสมของทรายและเกลือแกงในน้ำ | การกรอง พื้นฐานสำหรับการแยกสารผสมที่ต่างกันโดยใช้คืออะไร การกรองความสามารถในการละลายที่แตกต่างกันของสารในน้ำและขนาดอนุภาคที่แตกต่างกัน มีเพียงอนุภาคของสารที่เทียบเคียงได้เท่านั้นที่จะผ่านเข้าไปในรูพรุนของตัวกรอง ในขณะที่อนุภาคขนาดใหญ่กว่าจะยังคงอยู่บนตัวกรอง วิธีนี้จะทำให้คุณสามารถแยกส่วนผสมที่ต่างกันของเกลือแกงและทรายแม่น้ำออกได้ 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 หากสารเช่นน้ำตาลสลายตัวเมื่อถูกความร้อนน้ำจะไม่ระเหยไปจนหมด - สารละลายจะระเหยออกไปจากนั้นผลึกน้ำตาลจะตกตะกอนจากสารละลายอิ่มตัว บางครั้งจำเป็นต้องขจัดสิ่งเจือปนออกจากตัวทำละลายที่มีจุดเดือดต่ำกว่า เช่น เกลือ ออกจากน้ำ ในกรณีนี้ ไอระเหยของสารจะต้องถูกรวบรวมและควบแน่นเมื่อเย็นตัวลง วิธีการแยกส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันนี้เรียกว่า การกลั่นหรือการกลั่น. ในอุปกรณ์พิเศษ - เครื่องกลั่นจะได้รับน้ำกลั่นซึ่งใช้สำหรับความต้องการของเภสัชวิทยาห้องปฏิบัติการและระบบทำความเย็นในรถยนต์ ที่บ้านคุณสามารถสร้างเครื่องกลั่นได้: หากคุณแยกส่วนผสมของแอลกอฮอล์กับน้ำ แอลกอฮอล์ที่มีจุดเดือด = 78 °C จะถูกกลั่นออกก่อน (เก็บในหลอดทดลองที่รับ) และน้ำจะยังคงอยู่ในหลอดทดลอง การกลั่นใช้ในการผลิตน้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด และน้ำมันแก๊สจากน้ำมัน การแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน |
วิธีการพิเศษในการแยกส่วนประกอบโดยพิจารณาจากการดูดซึมที่แตกต่างกันของสารบางชนิดคือ โครมาโตกราฟี.
นักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซียใช้โครมาโทกราฟีในการแยกคลอโรฟิลล์จากส่วนสีเขียวของพืชเป็นครั้งแรก ในอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการ แป้ง ถ่านหิน หินปูน และอลูมิเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้แทนกระดาษกรองสำหรับโครมาโตกราฟี จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์เท่ากันเสมอหรือไม่
เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์ต่างกัน น้ำปรุงอาหารควรปล่อยให้ยืนเพียงพอเพื่อขจัดสิ่งเจือปนและคลอรีนที่ใช้ฆ่าเชื้อ ต้องต้มน้ำสำหรับดื่มก่อน และในห้องปฏิบัติการเคมีเพื่อเตรียมสารละลายและทำการทดลองในทางการแพทย์จำเป็นต้องใช้น้ำกลั่นและทำให้บริสุทธิ์จากสารที่ละลายในนั้นให้มากที่สุด สารบริสุทธิ์โดยเฉพาะซึ่งมีปริมาณสารเจือปนไม่เกินหนึ่งในล้านเปอร์เซ็นต์นั้นถูกใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ เทคโนโลยีนิวเคลียร์ และอุตสาหกรรมที่มีความแม่นยำอื่นๆ
วิธีแสดงองค์ประกอบของสารผสม
· เศษส่วนมวลของส่วนประกอบในส่วนผสม- อัตราส่วนของมวลของส่วนประกอบต่อมวลของส่วนผสมทั้งหมด โดยปกติแล้วเศษส่วนมวลจะแสดงเป็น % แต่ก็ไม่จำเป็นเสมอไป
ω ["โอเมก้า"] = mcomponent / mmmixture
· เศษส่วนโมลของส่วนประกอบในส่วนผสม- อัตราส่วนของจำนวนโมล (ปริมาณของสาร) ของส่วนประกอบต่อจำนวนโมลทั้งหมดของสารทั้งหมดในส่วนผสม ตัวอย่างเช่น หากส่วนผสมมีสาร A, B และ C ดังนั้น:
χ ["chi"] องค์ประกอบ A = ส่วนประกอบ A / (n(A) + n(B) + n(C))
· อัตราส่วนฟันกรามของส่วนประกอบบางครั้งปัญหาของส่วนผสมอาจบ่งบอกถึงอัตราส่วนโมลของส่วนประกอบต่างๆ ตัวอย่างเช่น:
ไม่มีองค์ประกอบ A: ไม่มีองค์ประกอบ B = 2: 3
· ปริมาตรของส่วนประกอบในส่วนผสม (สำหรับก๊าซเท่านั้น)- อัตราส่วนของปริมาตรของสาร A ต่อปริมาตรรวมของส่วนผสมก๊าซทั้งหมด
φ ["phi"] = Vcomponent / Vmixture
บล็อกการปฏิบัติ
ลองดูตัวอย่างปัญหาสามประการที่สารผสมของโลหะทำปฏิกิริยากัน เกลือกรด:
ตัวอย่างที่ 1เมื่อส่วนผสมของทองแดงและเหล็กน้ำหนัก 20 กรัมสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน จะปล่อยก๊าซ 5.6 ลิตร (n.e.) ออกมา กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม
ในตัวอย่างแรก ทองแดงไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก กล่าวคือ ไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาเมื่อกรดทำปฏิกิริยากับเหล็ก ดังนั้นเมื่อรู้ปริมาตรของไฮโดรเจน เราก็สามารถหาปริมาณและมวลของเหล็กได้ทันที และตามด้วยเศษส่วนมวลของสารในส่วนผสม
วิธีแก้ตัวอย่างที่ 1
n = V / Vm = 5.6 / 22.4 = 0.25 โมล
2. ตามสมการปฏิกิริยา:
3. ปริมาณธาตุเหล็กก็เท่ากับ 0.25 โมล คุณสามารถค้นหามวลของมันได้:
mFe = 0.25 56 = 14 กรัม
คำตอบ: เหล็ก 70%, ทองแดง 30%
ตัวอย่างที่ 2เมื่อส่วนผสมของอะลูมิเนียมและเหล็กน้ำหนัก 11 กรัมสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน จะปล่อยก๊าซ (หมายเลข) จำนวน 8.96 ลิตร กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม
ในตัวอย่างที่สอง ปฏิกิริยาคือ ทั้งคู่โลหะ ในกรณีนี้ ไฮโดรเจนถูกปล่อยออกมาจากกรดแล้วในปฏิกิริยาทั้งสอง ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้การคำนวณโดยตรงได้ที่นี่ ในกรณีเช่นนี้ จะสะดวกในการแก้โดยใช้ระบบสมการง่ายๆ โดยให้ x เป็นจำนวนโมลของโลหะชนิดใดชนิดหนึ่ง และ y เป็นปริมาณของสารในวินาที
วิธีแก้ตัวอย่างที่ 2
1. ค้นหาปริมาณไฮโดรเจน:
n = V / Vm = 8.96 / 22.4 = 0.4 โมล
2. ให้ปริมาณอะลูมิเนียมเท่ากับ x โมล และปริมาณเหล็กเท่ากับ x โมล จากนั้นเราสามารถแสดงปริมาณไฮโดรเจนที่ปล่อยออกมาในรูปของ x และ y ได้:
2HCl = FeCl2 + |
4. เรารู้ปริมาณไฮโดรเจนทั้งหมด: 0.4 โมล วิธี,
1.5x + y = 0.4 (นี่คือสมการแรกในระบบ)
5. สำหรับส่วนผสมของโลหะคุณต้องแสดงออก มวลชนผ่านปริมาณของสาร
ม. = ม
ดังนั้นมวลของอะลูมิเนียม
มอล = 27x,
มวลของเหล็ก
ม.เฟ = 56у,
และมวลของส่วนผสมทั้งหมด
27x + 56y = 11 (นี่คือสมการที่สองในระบบ)
6. เรามีระบบสองสมการ:
7. สะดวกกว่ามากในการแก้ระบบดังกล่าวโดยใช้วิธีการลบโดยคูณสมการแรกด้วย 18:
27x + 18y = 7.2
และลบสมการแรกออกจากสมการที่สอง:
8. (56 − 18)y = 11 − 7.2
y = 3.8 / 38 = 0.1 โมล (เฟ)
x = 0.2 โมล (อัล)
mFe = n M = 0.1 56 = 5.6 กรัม
มิลลิอัล = 0.2 27 = 5.4 กรัม
ωFe = mFe / mm ส่วนผสม = 5.6 / 11 = 0.50.91%)
ตามลำดับ
ωอัล = 100% - 50.91% = 49.09%
คำตอบ: เหล็ก 50.91%, อลูมิเนียม 49.09%
ตัวอย่างที่ 3ส่วนผสมของสังกะสีอลูมิเนียมและทองแดง 16 กรัมได้รับการบำบัดด้วยสารละลายกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน ในกรณีนี้ปล่อยก๊าซ (n.o.) จำนวน 5.6 ลิตร และสาร 5 กรัมไม่ละลาย กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม
ในตัวอย่างที่สาม โลหะสองชนิดทำปฏิกิริยา แต่โลหะตัวที่สาม (ทองแดง) ไม่ทำปฏิกิริยา ดังนั้นส่วนที่เหลือของ 5 กรัมคือมวลของทองแดง ปริมาณของโลหะสองชนิดที่เหลือ ได้แก่ สังกะสีและอะลูมิเนียม (โปรดทราบว่ามวลรวมของโลหะทั้งสองคือ 16 − 5 = 11 กรัม) สามารถพบได้โดยใช้ระบบสมการ ดังตัวอย่างที่ 2
ตอบตัวอย่างที่ 3: สังกะสี 56.25%, อลูมิเนียม 12.5%, ทองแดง 31.25%
ตัวอย่างที่ 4ส่วนผสมของเหล็ก อลูมิเนียม และทองแดงได้รับการบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเย็นที่มากเกินไป ในกรณีนี้ส่วนผสมบางส่วนละลายและปล่อยก๊าซ 5.6 ลิตร (n.o.) ของผสมที่เหลือถูกบำบัดด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่มากเกินไป ปล่อยก๊าซออกมา 3.36 ลิตร และยังมีสารตกค้างที่ไม่ละลายน้ำ 3 กรัม กำหนดมวลและองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้นของโลหะ
ในตัวอย่างนี้ เราต้องจำไว้ว่า เข้มข้นเย็นกรดซัลฟิวริกไม่ทำปฏิกิริยากับเหล็กและอลูมิเนียม (ทู่) แต่ทำปฏิกิริยากับทองแดง สิ่งนี้จะปล่อยซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์ออกมา
มีฤทธิ์เป็นด่างตอบสนอง อลูมิเนียมเท่านั้น- โลหะแอมโฟเทอริก (นอกเหนือจากอลูมิเนียม สังกะสี และดีบุกยังละลายในอัลคาไล และเบริลเลียมก็สามารถละลายในอัลคาไลเข้มข้นที่ร้อนได้เช่นกัน)
เฉลยตัวอย่างที่ 4
1. มีเพียงทองแดงเท่านั้นที่ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้น จำนวนโมลของก๊าซ:
nSO2 = V / Vm = 5.6 / 22.4 = 0.25 โมล
2H2SO4 (เข้มข้น) = CuSO4 + |
2. (อย่าลืมว่าปฏิกิริยาดังกล่าวจะต้องทำให้เท่ากันโดยใช้เครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์)
3. เนื่องจากอัตราส่วนโมลของทองแดงและซัลเฟอร์ไดออกไซด์คือ 1:1 ดังนั้นทองแดงจึงเป็น 0.25 โมลด้วย คุณสามารถค้นหามวลทองแดงได้:
mCu = n M = 0.25 64 = 16 กรัม
4. อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไลซึ่งส่งผลให้เกิดไฮดรอกโซคอมเพล็กซ์ของอลูมิเนียมและไฮโดรเจน:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2
Al0 − 3e = Al3+ | ||
5. จำนวนโมลของไฮโดรเจน:
nH2 = 3.36 / 22.4 = 0.15 โมล
อัตราส่วนโมลของอลูมิเนียมและไฮโดรเจนคือ 2:3 ดังนั้น
nAl = 0.15 / 1.5 = 0.1 โมล
น้ำหนักอลูมิเนียม:
mAl = n M = 0.1 27= 2.7 กรัม
6. ส่วนที่เหลือเป็นเหล็กหนัก 3 กรัม คุณสามารถหามวลของส่วนผสมได้:
มิลลิเมตรส่วนผสม = 16 + 2.7 + 3 = 21.7 กรัม
7. เศษส่วนมวลของโลหะ:
ωCu = mCu / mm ส่วนผสม = 16 / 21.7 = 0.7.73%)
ωอัล = 2.7 / 21.7 = 0.1.44%)
ωเฟ = 13.83%
คำตอบ: ทองแดง 73.73% อลูมิเนียม 12.44% เหล็ก 13.83%
ตัวอย่างที่ 5ของผสมของสังกะสีและอะลูมิเนียม 21.1 กรัมถูกละลายในสารละลายกรดไนตริก 565 มิลลิลิตรที่มี 20 น้ำหนัก % НNO3 และมีความหนาแน่น 1.115 กรัม/มิลลิลิตร ปริมาตรของก๊าซที่ปล่อยออกมาซึ่งเป็นสารเดี่ยวและเป็นผลิตภัณฑ์เดียวที่ช่วยลดกรดไนตริกได้คือ 2.912 ลิตร (หมายเลข) กำหนดองค์ประกอบของสารละลายที่ได้เป็นเปอร์เซ็นต์มวล (สธธ.)
ข้อความของปัญหานี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงผลคูณของการลดไนโตรเจน - "สารธรรมดา" เนื่องจากกรดไนตริกกับโลหะไม่ได้ผลิตไฮโดรเจน จึงเป็นไนโตรเจน โลหะทั้งสองละลายในกรด
ปัญหาไม่ได้ถามถึงองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้นของโลหะ แต่เป็นองค์ประกอบของสารละลายที่เกิดขึ้นหลังปฏิกิริยา ทำให้งานยากขึ้น
เฉลยตัวอย่างที่ 5
1. กำหนดปริมาณของสารก๊าซ:
nN2 = V / Vm = 2.912 / 22.4 = 0.13 โมล
2. หามวลของสารละลายกรดไนตริก มวลและปริมาณของ HNO3 ที่ละลาย:
msolution = ρ V = 1.115 565 = 630.3 กรัม
mHNO3 = ω mสารละลาย = 0.2 630.3 = 126.06 กรัม
nHNO3 = m / M = 126.06 / 63 = 2 โมล
โปรดทราบว่าเนื่องจากโลหะละลายหมดแล้ว จึงหมายความว่า - มีกรดเพียงพอแน่นอน(โลหะเหล่านี้ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบ มีกรดมากเกินไปหรือไม่?และจะเหลือปริมาณเท่าใดหลังจากปฏิกิริยาในสารละลายที่ได้
3. เราเขียนสมการปฏิกิริยา ( อย่าลืมเกี่ยวกับเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ของคุณ) และเพื่อความสะดวกในการคำนวณ เราจะเอา 5x เป็นปริมาณสังกะสี และ 10y เป็นปริมาณอะลูมิเนียม จากนั้นตามค่าสัมประสิทธิ์ในสมการ ไนโตรเจนในปฏิกิริยาแรกจะเป็น x โมล และในวินาที - 3y โมล:
12HNO3 = 5Zn(NO3)2 + |
Zn0 − 2e = Zn2+ | ||
36HNO3 = 10อัล(NO3)3 + |
Al0 − 3e = Al3+ | ||
5. จากนั้น เมื่อพิจารณาว่ามวลของส่วนผสมของโลหะคือ 21.1 กรัม มวลโมลของพวกมันคือ 65 กรัม/โมลสำหรับสังกะสี และ 27 กรัม/โมลสำหรับอะลูมิเนียม เราจะได้ระบบสมการต่อไปนี้:
6. สะดวกในการแก้ระบบนี้โดยการคูณสมการแรกด้วย 90 แล้วลบสมการแรกออกจากสมการที่สอง
7. x = 0.04 ซึ่งหมายถึง nZn = 0.04 5 = 0.2 โมล
y = 0.03 ซึ่งหมายถึง nAl = 0.03 10 = 0.3 โมล
8. ตรวจสอบมวลของส่วนผสม:
0.2 65 + 0.3 27 = 21.1 ก.
9. ตอนนี้เรามาดูองค์ประกอบของการแก้ปัญหากันดีกว่า จะสะดวกในการเขียนปฏิกิริยาอีกครั้งและเขียนปริมาณของสารที่เกิดปฏิกิริยาและเกิดทั้งหมดเหนือปฏิกิริยา (ยกเว้นน้ำ):
10. คำถามต่อไป สารละลายมีกรดไนตริกเหลืออยู่หรือไม่ และเหลืออยู่เท่าใด
ตามสมการปฏิกิริยา ปริมาณของกรดที่ทำปฏิกิริยา:
nHNO3 = 0.48 + 1.08 = 1.56 โมล
กล่าวคือ มีกรดมากเกินไป และคุณสามารถคำนวณส่วนที่เหลือในสารละลายได้:
nHNO3res = 2 − 1.56 = 0.44 โมล
11. เอาล่ะเข้า ทางออกสุดท้ายประกอบด้วย:
ซิงค์ไนเตรตในปริมาณ 0.2 โมล:
mZn(NO3)2 = n M = 0.2 189 = 37.8 กรัม
อลูมิเนียมไนเตรตจำนวน 0.3 โมล:
มิลลิอัล(NO3)3 = n M = 0.3 · 213 = 63.9 กรัม
กรดไนตริกส่วนเกินในปริมาณ 0.44 โมล:
mHNO3rest. = n M = 0.44 63 = 27.72 กรัม
12. มวลของสารละลายสุดท้ายคือเท่าใด?
ให้เราจำไว้ว่ามวลของสารละลายสุดท้ายประกอบด้วยส่วนประกอบที่เราผสม (สารละลายและสารต่างๆ) ลบด้วยผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาที่ทิ้งสารละลายไว้ (ตะกอนและก๊าซ):
13.
จากนั้นสำหรับงานของเรา:
14. มนิว สารละลาย = มวลของสารละลายกรด + มวลของโลหะผสม - มวลของไนโตรเจน
mN2 = n M = 28 (0.03 + 0.09) = 3.36 กรัม
ใหม่ สารละลาย = 630.3 + 21.1 − 3.36 = 648.04 กรัม
ωZn(NO3)2 = mv-va / mr-ra = 37.8 / 648.04 = 0.0583
ωAl(NO3)3 = mv-va / mr-ra = 63.9 / 648.04 = 0.0986
ωHNO3ส่วนที่เหลือ = mv-va / mr-ra = 27.72 / 648.04 = 0.0428
คำตอบ: ซิงค์ไนเตรต 5.83%, อลูมิเนียมไนเตรต 9.86%, กรดไนตริก 4.28%
ตัวอย่างที่ 6เมื่อส่วนผสมของทองแดง เหล็ก และอลูมิเนียม 17.4 กรัมได้รับการบำบัดด้วยกรดไนตริกเข้มข้นที่มากเกินไป จะปล่อยก๊าซ 4.48 ลิตร (n.e.) ออกมา และเมื่อส่วนผสมนี้สัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกินที่มีมวลเท่ากัน จะได้ 8.96 ลิตรของ ก๊าซ (n.e.) ถูกปล่อยออกมา ย.) กำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้น (สธธ.)
เมื่อแก้ไขปัญหานี้ เราต้องจำไว้ว่า ประการแรก กรดไนตริกเข้มข้นกับโลหะที่ไม่ใช้งาน (ทองแดง) จะผลิต NO2 แต่เหล็กและอลูมิเนียมไม่ทำปฏิกิริยากับมัน กรดไฮโดรคลอริกไม่ทำปฏิกิริยากับทองแดง
ตอบตัวอย่างที่ 6: ทองแดง 36.8%, เหล็ก 32.2%, อลูมิเนียม 31%
ปัญหาสำหรับการแก้ปัญหาอย่างอิสระ
1. ปัญหาง่ายๆ กับส่วนผสมสองอย่าง
1-1. ส่วนผสมของทองแดงและอลูมิเนียมที่มีน้ำหนัก 20 กรัมได้รับการบำบัดด้วยสารละลายกรดไนตริก 96% และปล่อยก๊าซ 8.96 ลิตร (n.e.) หาสัดส่วนมวลของอะลูมิเนียมในส่วนผสม
1-2. ส่วนผสมของทองแดงและสังกะสีที่มีน้ำหนัก 10 กรัมได้รับการบำบัดด้วยสารละลายอัลคาไลเข้มข้น ในกรณีนี้มีการปล่อยก๊าซ 2.24 ลิตร (ny) คำนวณเศษส่วนมวลของสังกะสีในส่วนผสมตั้งต้น.
1-3. ส่วนผสมของแมกนีเซียมและแมกนีเซียมออกไซด์ที่มีน้ำหนัก 6.4 กรัมได้รับการบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริกเจือจางในปริมาณที่เพียงพอ ในกรณีนี้ปล่อยก๊าซ (n.o.) จำนวน 2.24 ลิตร หาสัดส่วนมวลของแมกนีเซียมในส่วนผสม.
1-4. ส่วนผสมของสังกะสีและซิงค์ออกไซด์ที่มีน้ำหนัก 3.08 กรัมถูกละลายในกรดซัลฟิวริกเจือจาง เราได้รับซิงค์ซัลเฟตน้ำหนัก 6.44 กรัม คำนวณเศษส่วนมวลของสังกะสีในส่วนผสมดั้งเดิม
1-5. เมื่อส่วนผสมของเหล็กและผงสังกะสีที่มีน้ำหนัก 9.3 กรัมสัมผัสกับสารละลายคอปเปอร์ (II) คลอไรด์ส่วนเกิน จะเกิดทองแดงขึ้น 9.6 กรัม กำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้น
1-6. ต้องใช้สารละลายกรดไฮโดรคลอริก 20% มวลเท่าใดในการละลายส่วนผสมของสังกะสีและซิงค์ออกไซด์ 20 กรัมอย่างสมบูรณ์หากปล่อยไฮโดรเจนด้วยปริมาตร 4.48 ลิตร (หมายเลข)
1-7. เมื่อส่วนผสมของเหล็กและทองแดง 3.04 กรัมละลายในกรดไนตริกเจือจาง ไนโตรเจนออกไซด์ (II) จะถูกปล่อยออกมาด้วยปริมาตร 0.896 ลิตร (หมายเลข) กำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้น
1-8. เมื่อส่วนผสมของตะไบเหล็กและอะลูมิเนียม 1.11 กรัมละลายในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 16% (ρ = 1.09 กรัม/มิลลิลิตร) ไฮโดรเจน 0.672 ลิตร (n.e.) จะถูกปล่อยออกมา ค้นหาเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสมและหาปริมาตรของกรดไฮโดรคลอริกที่ใช้ไป
2. งานมีความซับซ้อนมากขึ้น
2-1. ส่วนผสมของแคลเซียมและอลูมิเนียมน้ำหนัก 18.8 กรัมถูกเผาโดยไม่มีอากาศและมีผงกราไฟท์มากเกินไป ผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาได้รับการบำบัดด้วยกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง และก๊าซ 11.2 ลิตร (n.o.) ถูกปล่อยออกมา กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม
2-2. ในการละลายโลหะผสมแมกนีเซียม-อลูมิเนียม 1.26 กรัม ให้ใช้สารละลายกรดซัลฟิวริก 19.6% 35 มล. (ρ = 1.1 กรัม/มิลลิลิตร) กรดส่วนเกินทำปฏิกิริยากับสารละลายโพแทสเซียมไบคาร์บอเนต 28.6 มิลลิลิตร ที่ความเข้มข้น 1.4 โมล/ลิตร กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในโลหะผสมและปริมาตรของก๊าซ (หมายเลข) ที่ปล่อยออกมาระหว่างการละลายของโลหะผสม
สารทุกชนิดมีสิ่งเจือปน สารจะถือว่าบริสุทธิ์หากแทบไม่มีสิ่งเจือปนเลย
ส่วนผสมของสารอาจเป็นเนื้อเดียวกันหรือต่างกันก็ได้ ในของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันนั้น ไม่สามารถตรวจพบส่วนประกอบโดยการสังเกตได้ แต่ในของผสมที่ต่างกันก็เป็นไปได้
คุณสมบัติทางกายภาพบางประการของส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันแตกต่างจากคุณสมบัติของส่วนประกอบ
ในส่วนผสมที่ต่างกันจะคงคุณสมบัติของส่วนประกอบไว้
ของผสมที่แตกต่างกันของสารจะถูกแยกออกโดยการตกตะกอน การกรอง และบางครั้งโดยการกระทำของแม่เหล็ก และของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันจะถูกแยกออกโดยการระเหยและการกลั่น (การกลั่น)
สารบริสุทธิ์และสารผสม
เราอยู่ท่ามกลางสารเคมี เราสูดอากาศซึ่งเป็นส่วนผสมของก๊าซ (ไนโตรเจน ออกซิเจน และอื่นๆ) และหายใจออกคาร์บอนไดออกไซด์ เราล้างตัวเองด้วยน้ำ - นี่เป็นสารอีกชนิดหนึ่งที่พบมากที่สุดในโลก เราดื่มนม - ส่วนผสมของน้ำที่มีไขมันนมหยดเล็กๆ และไม่เพียงเท่านั้น ยังมีเคซีนโปรตีนนม เกลือแร่ วิตามินและแม้แต่น้ำตาล แต่ไม่ใช่สิ่งที่คุณดื่มชา แต่เป็นโปรตีนนมชนิดพิเศษ - แลคโตส เรากินแอปเปิ้ลซึ่งประกอบด้วยสารเคมีทั้งชุด - ที่นี่มีน้ำตาล กรดมาลิก และวิตามิน... เมื่อชิ้นแอปเปิ้ลเคี้ยวเข้าไปในกระเพาะ น้ำย่อยของมนุษย์จะเริ่มทำหน้าที่ซึ่งช่วยดูดซับความอร่อยทั้งหมด และสารที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพไม่เพียงแต่แอปเปิ้ลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอาหารอื่นๆ ด้วย เราไม่เพียงแต่อยู่ท่ามกลางสารเคมีเท่านั้น แต่เราเองก็สร้างจากสารเคมีเหล่านั้นด้วย ทุกคน ผิวหนัง กล้ามเนื้อ เลือด ฟัน กระดูก ผม ถูกสร้างขึ้นจากสารเคมี เหมือนกับบ้านที่ทำด้วยอิฐ ไนโตรเจน ออกซิเจน น้ำตาล วิตามิน เป็นสารที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติ แก้ว ยาง เหล็ก ก็เป็นสารหรือวัสดุ (สารผสม) เช่นกัน ทั้งแก้วและยางมีต้นกำเนิดเทียมและไม่มีอยู่ในธรรมชาติ สารบริสุทธิ์อย่างแน่นอนไม่พบในธรรมชาติหรือพบได้น้อยมาก
สารแต่ละชนิดมีสิ่งเจือปนจำนวนหนึ่งเสมอ สารที่แทบไม่มีสิ่งเจือปนเลยเรียกว่าบริสุทธิ์ พวกมันทำงานร่วมกับสารดังกล่าวในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์หรือห้องปฏิบัติการเคมีของโรงเรียน โปรดทราบว่าไม่มีสารบริสุทธิ์อย่างแน่นอน
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: "ส่วนผสมคือระบบที่ประกอบด้วยส่วนประกอบที่ต่างกัน"
ส่วนผสมประกอบด้วยสารจากธรรมชาติเกือบทั้งหมด ผลิตภัณฑ์อาหาร (ยกเว้นเกลือ น้ำตาล และอื่นๆ บางชนิด) ยาและเครื่องสำอางหลายชนิด สารเคมีในครัวเรือน และวัสดุก่อสร้าง
ลักษณะเปรียบเทียบของสารผสมและสารบริสุทธิ์
สารแต่ละชนิดที่อยู่ในสารผสมเรียกว่าส่วนประกอบ
การจำแนกประเภทของสารผสม
มีส่วนผสมของเนื้อเดียวกันและต่างกัน
สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน (เป็นเนื้อเดียวกัน)
เติมน้ำตาลเล็กน้อยลงในแก้วน้ำแล้วคนให้เข้ากันจนน้ำตาลละลายหมด น้ำยาจะมีรสหวาน ดังนั้นน้ำตาลจึงไม่หายไป แต่ยังคงอยู่ในส่วนผสม แต่เราจะไม่เห็นผลึกของมัน แม้ว่าจะตรวจสอบหยดของเหลวผ่านกล้องจุลทรรศน์อันทรงพลังก็ตาม ส่วนผสมของน้ำตาลและน้ำที่เตรียมไว้เป็นเนื้อเดียวกันอนุภาคที่เล็กที่สุดของสารเหล่านี้ผสมกันอย่างเท่าเทียมกัน
สารผสมที่ไม่สามารถตรวจพบส่วนประกอบโดยการสังเกตได้เรียกว่าเป็นเนื้อเดียวกัน
โลหะผสมส่วนใหญ่เป็นของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ในโลหะผสมของทองคำและทองแดง (ใช้ทำเครื่องประดับ) ไม่มีอนุภาคทองแดงสีแดงและอนุภาคทองคำสีเหลือง
สิ่งของหลายอย่างเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ ทำจากวัสดุที่เป็นส่วนผสมของสารที่เป็นเนื้อเดียวกัน
ของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ได้แก่ ของผสมของก๊าซทั้งหมด รวมถึงอากาศด้วย มีของเหลวผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันหลายชนิด
สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันเรียกอีกอย่างว่าสารละลาย แม้ว่าจะเป็นของแข็งหรือก๊าซก็ตาม
เราจะยกตัวอย่างวิธีแก้ปัญหา (อากาศในขวด เกลือแกง + น้ำ การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย: อลูมิเนียม + ทองแดง หรือนิกเกิล + ทองแดง)
สารผสมต่างกัน (ต่างกัน)
คุณรู้ไหมว่าชอล์กไม่ละลายในน้ำ หากเทผงลงในแก้วน้ำจากนั้นในส่วนผสมที่ได้คุณจะพบอนุภาคชอล์กที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าหรือผ่านกล้องจุลทรรศน์
สารผสมที่ส่วนประกอบสามารถตรวจพบได้ด้วยการสังเกตเรียกว่าต่างกัน
สารผสมที่ต่างกัน ได้แก่ แร่ธาตุส่วนใหญ่ ดิน วัสดุก่อสร้าง เนื้อเยื่อมีชีวิต น้ำโคลน นมและผลิตภัณฑ์อาหารอื่น ๆ ยาและเครื่องสำอางบางชนิด
ในส่วนผสมที่ต่างกัน คุณสมบัติทางกายภาพของส่วนประกอบจะยังคงอยู่ ดังนั้นตะไบเหล็กที่ผสมกับทองแดงหรืออลูมิเนียมจึงไม่สูญเสียความสามารถในการดึงดูดแม่เหล็ก
ส่วนผสมที่ต่างกันบางประเภทมีชื่อพิเศษ: โฟม (เช่นโฟมโพลีสไตรีน, สบู่ฟอง), สารแขวนลอย (ส่วนผสมของน้ำกับแป้งจำนวนเล็กน้อย), อิมัลชัน (นม, น้ำมันพืชและน้ำที่เขย่าอย่างดี), ละอองลอย ( ควันหมอก)
วิธีการแยกสารผสม
ในธรรมชาติ สารมีอยู่ในรูปของสารผสม สำหรับการวิจัยในห้องปฏิบัติการ การผลิตทางอุตสาหกรรม และสำหรับความต้องการด้านเภสัชวิทยาและการแพทย์ จำเป็นต้องใช้สารบริสุทธิ์
มีหลายวิธีในการแยกสารผสม โดยจะเลือกโดยคำนึงถึงประเภทของส่วนผสม สถานะของการรวมตัว และความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพของส่วนประกอบ
วิธีการแยกสารผสม
วิธีการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพของส่วนประกอบของสารผสม
พิจารณาวิธีแยกสารผสมที่ต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกัน
ตัวอย่างของส่วนผสม |
วิธีการแยก |
ระบบกันสะเทือน - ส่วนผสมของทรายแม่น้ำและน้ำ |
การสนับสนุน การแยกด้วยการตกตะกอนจะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสารที่แตกต่างกัน ทรายที่หนักกว่าจะตกลงไปที่ด้านล่าง คุณยังสามารถแยกอิมัลชันออกได้ โดยแยกน้ำมันหรือน้ำมันพืชออกจากน้ำ ในห้องปฏิบัติการสามารถทำได้โดยใช้กรวยแยก ปิโตรเลียมหรือน้ำมันพืชจะอยู่ชั้นบนสุดและสีอ่อนกว่า ผลจากการตกตะกอน น้ำค้างตกลงมาจากหมอก เขม่าจางหายไปจากควัน และครีมก็ตกตะกอนในนม |
ส่วนผสมของทรายและเกลือแกงในน้ำ |
การกรอง การแยกสารผสมที่ต่างกันโดยการกรองจะขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายของสารต่างๆ ในน้ำและขนาดอนุภาคที่แตกต่างกัน มีเพียงอนุภาคของสารที่เทียบเคียงได้เท่านั้นที่จะผ่านเข้าไปในรูพรุนของตัวกรอง ในขณะที่อนุภาคขนาดใหญ่กว่าจะยังคงอยู่บนตัวกรอง วิธีนี้จะทำให้คุณสามารถแยกส่วนผสมที่ต่างกันของเกลือแกงและทรายแม่น้ำออกได้ 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”) |
ส่วนผสมของเหล็กและผงกำมะถัน |
การกระทำด้วยแม่เหล็กหรือน้ำ ผงเหล็กถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็ก แต่ผงกำมะถันไม่ได้ถูกดึงดูด ผงกำมะถันที่ไม่เปียกลอยอยู่บนผิวน้ำ และผงเหล็กหนักที่เปียกได้ตกลงไปที่ด้านล่าง |
สารละลายเกลือในน้ำเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน |
การระเหยหรือการตกผลึก น้ำจะระเหยออกไป เหลือผลึกเกลือไว้ในถ้วยพอร์ซเลน เมื่อน้ำระเหยจากทะเลสาบ Elton และ Baskunchak จะได้เกลือแกง วิธีการแยกนี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของจุดเดือดของตัวทำละลายและตัวถูกละลาย หากสารเช่นน้ำตาลสลายตัวเมื่อถูกความร้อนน้ำจะไม่ระเหยไปจนหมด - สารละลายจะระเหยออกไปจากนั้นผลึกน้ำตาลจะตกตะกอนจากสารละลายอิ่มตัว บางครั้งจำเป็นต้องขจัดสิ่งเจือปนออกจากตัวทำละลายที่มีจุดเดือดต่ำกว่า เช่น เกลือ ออกจากน้ำ ในกรณีนี้ ไอระเหยของสารจะต้องถูกรวบรวมและควบแน่นเมื่อเย็นตัวลง วิธีการแยกส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันนี้เรียกว่าการกลั่นหรือการกลั่น ในอุปกรณ์พิเศษ - เครื่องกลั่นจะได้รับน้ำกลั่นซึ่งใช้สำหรับความต้องการของเภสัชวิทยาห้องปฏิบัติการและระบบทำความเย็นในรถยนต์ คุณสามารถสร้างเครื่องกลั่นที่บ้านได้ หากคุณแยกส่วนผสมของแอลกอฮอล์กับน้ำ แอลกอฮอล์ที่มีจุดเดือด = 78 °C จะถูกกลั่นออกก่อน (เก็บในหลอดทดลองที่รับ) และน้ำจะยังคงอยู่ในหลอดทดลอง การกลั่นใช้ในการผลิตน้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด และน้ำมันแก๊สจากน้ำมัน |
วิธีการพิเศษในการแยกส่วนประกอบตามการดูดซึมที่แตกต่างกันของสารชนิดใดชนิดหนึ่งคือโครมาโตกราฟี
หากคุณแขวนแถบกระดาษกรองไว้บนภาชนะที่มีหมึกสีแดง ให้จุ่มเฉพาะปลายแถบกระดาษลงไป สารละลายจะถูกดูดซับโดยกระดาษและลอยขึ้นมาตามนั้น แต่ขอบเขตการขึ้นสีจะช้ากว่าขอบเขตการขึ้นของน้ำ นี่คือวิธีการแยกสารสองชนิด: น้ำและสารสีในหมึก
M.S. Tsvet นักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซียเป็นคนแรกที่แยกคลอโรฟิลล์ออกจากส่วนสีเขียวของพืชโดยใช้โครมาโตกราฟี ในอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการ แป้ง ถ่านหิน หินปูน และอลูมิเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้แทนกระดาษกรองสำหรับโครมาโตกราฟี จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์เท่ากันเสมอหรือไม่
เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์ต่างกัน น้ำปรุงอาหารควรปล่อยให้ยืนเพียงพอเพื่อขจัดสิ่งเจือปนและคลอรีนที่ใช้ฆ่าเชื้อ ต้องต้มน้ำสำหรับดื่มก่อน และในห้องปฏิบัติการเคมีเพื่อเตรียมสารละลายและทำการทดลองในทางการแพทย์จำเป็นต้องใช้น้ำกลั่นและทำให้บริสุทธิ์จากสารที่ละลายในนั้นให้มากที่สุด สารบริสุทธิ์โดยเฉพาะซึ่งมีปริมาณสารเจือปนไม่เกินหนึ่งในล้านเปอร์เซ็นต์นั้นถูกใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ เทคโนโลยีนิวเคลียร์ และอุตสาหกรรมที่มีความแม่นยำอื่นๆ
1. เติมช่องว่างในข้อความโดยใช้คำว่า "ส่วนประกอบ", "ความแตกต่าง", "สอง", "ทางกายภาพ"
สามารถเตรียมส่วนผสมได้โดยการผสมสารอย่างน้อยสองชนิด ของผสมสามารถแยกออกเป็นส่วนประกอบแต่ละส่วนได้โดยใช้วิธีการทางกายภาพโดยพิจารณาจากความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพของส่วนประกอบต่างๆ
2. เติมประโยคให้สมบูรณ์
ก) วิธีการตกตะกอนจะขึ้นอยู่กับความจริงก็คืออนุภาคของสารของแข็งมีขนาดค่อนข้างใหญ่พวกมันจะตกลงสู่ก้นบ่ออย่างรวดเร็วและสามารถระบายของเหลวออกจากตะกอนอย่างระมัดระวัง
b) วิธีการปั่นแยกจะขึ้นอยู่กับการกระทำของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ - อนุภาคที่หนักกว่าจะจับตัวอยู่ และอนุภาคที่เบาก็จะไปอยู่ด้านบน
c) วิธีการกรองจะขึ้นอยู่กับการส่งผ่านสารละลายของของแข็งผ่านตัวกรองโดยที่อนุภาคของแข็งจะยังคงอยู่ในตัวกรอง
3. เติมคำที่หายไป:
ก) แป้งและน้ำตาลทราย - ตะแกรง; ตะไบกำมะถันและเหล็ก - แม่เหล็ก
b) น้ำและน้ำมันดอกทานตะวัน - ช่องทางแยก น้ำและทรายแม่น้ำ - กรอง
c) อากาศและฝุ่น - เครื่องช่วยหายใจ; อากาศและก๊าซพิษ - ตัวดูดซับ
4.จัดทำรายการอุปกรณ์การกรองที่จำเป็น
ก) ตัวกรองกระดาษ
b) แก้วที่มีสารละลาย
c) ช่องทางแก้ว
d) กระจกที่สะอาด
ง) แท่งแก้ว
e) ขาตั้งกล้องด้วยเท้า
5. ประสบการณ์ห้องปฏิบัติการ การทำฟิลเตอร์แบบธรรมดาและแบบจีบจากกระดาษกรองหรือกระดาษเช็ดปาก
คุณคิดว่าตัวกรองใดที่สารละลายจะผ่านได้เร็วกว่า - แบบปกติหรือแบบพับ ทำไม
ผ่านการพับ - พื้นที่สัมผัสของการกรองมีขนาดใหญ่กว่าตัวกรองทั่วไป
6. เสนอแนะวิธีแยกสารผสมดังตารางที่ 16
วิธีการแยกสารผสมบางชนิด
7. ประสบการณ์ที่บ้าน การดูดซับสารแต่งสีเป๊ปซี่-โคล่าด้วยถ่านกัมมันต์
รีเอเจนต์และอุปกรณ์:เครื่องดื่มอัดลม, ถ่านกัมมันต์; กระทะ, กรวย, กระดาษกรอง, เตาไฟฟ้า (แก๊ส)
ความคืบหน้า.เทเครื่องดื่มอัดลมครึ่งถ้วย (100 มล.) ลงในกระทะ เพิ่มถ่านกัมมันต์ 5 เม็ดที่นั่น ตั้งกระทะบนเตาเป็นเวลา 10 นาที กรองคาร์บอน. อธิบายผลการทดลอง
สารละลายเปลี่ยนสีเนื่องจากการดูดซับสีด้วยถ่านกัมมันต์
8. ประสบการณ์ที่บ้าน การดูดซับไอระเหยด้วยแท่งข้าวโพด
รีเอเจนต์และอุปกรณ์: แท่งข้าวโพด น้ำหอม หรือโคโลญจน์; ขวดแก้ว 2 ใบเหมือนกันพร้อมฝาปิด
ความคืบหน้า.ใส่น้ำหอมลงในขวดแก้วสองใบ ใส่ข้าวโพด 4-5 แท่งลงในขวดโหล ปิดฝาขวดทั้งสองใบ เขย่าขวดที่มีแท่งข้าวโพดเล็กน้อย เพื่ออะไร?
เพื่อเพิ่มอัตราการดูดซับ
เปิดทั้งสองขวด อธิบายผลการทดลอง
ไม่มีกลิ่นในโถที่มีแท่งข้าวโพดอยู่เนื่องจากมันดูดซับกลิ่นน้ำหอม