Версия 14:18, 17 сентября 2012

Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 7 класс>> Чистые вещества и смеси. Отстаивание. Разделение смеси трех твердых веществ

Чистые вещества и смеси

Материал параграфа поможет вам:

>  осознать, что абсолютно чистых веществ не существует;
>  различать однородные  и  неоднородные смеси  веществ;
>  выяснить,  в  каких  смесях  физические  свойства компонентов сохраняются, а в каких — нет;
>  выбрать метод разделения смеси веществ в зависимости от ее типа.

Чистые  вещества  и  смеси.

Каждое  вещество всегда содержит определенное количество примесей.  Вещество,  в  котором  почти  нет  примесей, называют чистым. С такими веществами работают  в  научной  лаборатории,  школьном  химическом  кабинете.  Заметим,  что  абсолютно  чистых веществ не существует.

Если  содержание  примесей  в  веществе  значительно,  тогда  это  —  смесь веществ.  Смесями являются почти все природные вещества, продукты питания (кроме соли,  сахара, некоторых  других),  многие  лекарственные  и
косметические средства, товары бытовой химии, строительные материалы.

Каждое  вещество,  содержащееся  в смеси, называют компонентом.

Существуют  однородные  и  неоднородные смеси.

Однородные  смеси. 

Добавим  небольшую  порцию  сахара  в  стакан  с  водой и будем перемешивать,  пока весь  сахар не растворится.  Жидкость  будет  иметь сладкий  вкус.  Таким  образом,  сахар  не исчез, а остался в смеси. Ho его кристалликов мы не увидим, даже рассматривая каплю жидкости  в  мощный  микроскоп.


Рис.  26. Однородная смесь (водный раствор сахара) 
 
Приготовленная  смесь  сахара  и  воды  является однородной (рис.  26);  в ней равномерно перемешаны мельчайшие частицы этих веществ.

Смеси, в которых компоненты невозможно обнаружить наблюдением, называют однородными.

Большинство  металлических  сплавов —  также однородные  смеси.  Например,  в  сплаве  золота  с медью  (его используют для изготовления ювелирных  украшений)  отсутствуют  красные  частицы меди и желтые частицы золота.

Из материалов, которые являются однородными смесями  веществ,  изготовляют  много  предметов разнообразного назначения (рис. 27).

К  однородным  смесям  принадлежат  все  смеси газов,  в  том  числе  и  воздух.  Существует  немало однородных  смесей жидкостей.  


Рис. 27. Предметы, изготовленные из однородных смесей

Такая  смесь образуется при смешивании, например, спирта и воды.

► Приведите свой пример однородной смеси.

Однородные  смеси  еще  называют растворами, даже если они твердые или газообразные.

По  некоторым физическим  свойствам  однородные  смеси  отличаются  от  их  компонентов.  Так, сплав олова со свинцом, используемый для паяния, плавится при более низкой температуре, чем чистые металлы. Вода закипает при температуре  100  °С,  а водный раствор соли — при более высокой температуре. Если воду охладить до температуры 0  °С,  она  начнет  превращаться  в  лед. Раствор соли при этих условиях остается жидкостью (он замерзает при температуре ниже 0 °С). В этом можно убедиться зимой, когда дороги и тротуары, покрытые льдом, посыпают смесью соли с песком. Лед под действием соли плавится; образуется водный раствор соли,  не замерзающий на слабом морозе. А песок нужен для того, чтобы дорога не была скользкой.


Рис. 28. Неоднородная смесь мела и воды

Неоднородные смеси.

Вам известно, что мел не растворяется в воде. Если его порошок всыпать в стакан с водой, то в образовавшейся смеси всегда можно обнаружить частицы  мела,  которые  видны  невооруженным глазом или в микроскоп (рис. 28).

Смеси, в которых компоненты можно обнаружить наблюдением, называют неоднородными.

К  неоднородным  смесям  (рис.  29)  относятся большинство минералов, почва, строительные материалы,  живые  ткани,  мутная  вода,  молоко  и другие продукты питания, некоторые лекарственные и косметические средства.

► Приведите свой пример неоднородной смеси.

В  неоднородной  смеси  физические  свойства компонентов сохраняются. Так, железные опилки, смешанные с медными или алюминиевыми, не теряют  способности  притягиваться  к  магниту.

Рис. 29. Неоднородные смеси:
а — смесь воды и серы;
б — смесь растительного масла и воды;
в — смесь воздуха и воды

Вода в смеси с песком, мелом или глиной замерзает при температуре О 0C и закипает при 100 °С.

Некоторые  виды  неоднородных  смесей  имеют специальные  названия:  пена  (например,  пенопласт,  мыльная  пена),  суспензия  (смесь  воды  с небольшим  количеством  муки),  эмульсия  (молоко,  хорошо  взболтанные  растительное  масло  с водой), аэрозоль (дым, туман).

► В каких агрегатных состояниях находятся компоненты в каждой названной смеси?

Материал, изложенный выше, обобщен в схеме 3.

Схема 3. Вещества и смеси

Методы разделения смесей.

Часто возникает необходимость  разделить  смесь,  чтобы  получить  ее компоненты или очистить вещество от примесей.

Существует  много  методов  разделения  смесей. Их  выбирают,  учитывая  тип  смеси,  агрегатное состояние  и  различия  в  физических  свойствах компонентов  (схема  4).  Некоторые  методы  вам известны из курса природоведения.

Схема 4. Методы разделения смесей

► Объясните,  благодаря  каким  свойствам  компонентов  возможно  разделение  каждой  неоднородной смеси, указанной на схеме.


Рис. 30. Рабочий в распираторе

Рассмотрим, как используют некоторые методы разделения смесей.

Процесс  фильтрования  лежит  в  основе работы респиратора — устройства, которое защищает легкие человека, работающего в сильно  запыленном  помещении.  В  респираторе имеются фильтры, препятствующие попаданию пыли  в легкие  (рис.  30).  Простейший  респиратор  —  повязка  из  нескольких  слоев  марли.  Фильтр,  извлекающий пыль из воздуха, есть и в пылесосе.

С помощью магнита в промышленности обогащают  железную  руду  —  магнетит.

Благодаря  способности  притягиваться  к  магниту руда  отделяется  от  песка,  глины,  земли  и  др. Таким  способом  извлекают  железо  из  промышленных и бытовых отходов.

Важным  методом  разделения  однородных  смесей  жидкостей  является  перегонка,  или  дистилляция1. Этот метод позволяет очистить природную воду от примесей. Полученную чистую (дистиллированную)  воду  используют  в научно-исследовательских  лабораториях,  в  производстве  веществ для современной техники, в медицине для приготовления  лекарств. 

¹ Термин происходит от латинского слова distillatio — стекание каплями.

В  промышленности  перегонкой  нефти  (смесь  многих  веществ,  преимущественно — жидкостей) получают бензин, керосин, дизельное горючее.

В  лаборатории  перегонку  осуществляют  на  специальной установке (рис. 31). При нагревании смеси жидкостей  сначала  закипает  вещество  с  наиболее низкой температурой кипения. Его пар выходит из сосуда, охлаждается, конденсируется1, и образовавшаяся  жидкость  стекает  в  приемник.  Когда  этого вещества уже не будет в смеси, температура начнет повышаться, и со временем закипает другой жидкий компонент. Нелетучие жидкости остаются в сосуде.

Рис. 31.Лабораторная установка для перегонки:

а — обычная;
1 — смесь жидкостей с разными температурами кипения;
2 — термометр;
3 — водяной холодильник;
4 — приемник
6 — упрощенная

Разделение различных смесей происходит и в природе. Из  воздуха оседают частицы пыли,  а во время дождя и снега —  капельки  воды,  снежинки.  В  результате  отстаивания мутная  вода  становится прозрачной. От нерастворимых веществ вода очищается и при прохождении  через  песок.  После  испарения воды  на  берегах  лиманов  остаются соли,  которые  были  растворены  в  ней. Из  воды,  вытекающей  из  скважины, выделяются растворенные газы.

¹ Термин  происходит  от  латинского  слова  condensatio - сгущение, уплотнение.

Выводы

Каждое вещество содержит примеси. Чистым считают вещество, в котором примесей почти нет.

Смеси веществ бывают однородными и неоднородными. В однородной смеси компоненты невозможно обнаружить наблюдением, а в неоднородной смеси это возможно.

Некоторые  физические  свойства  однородной смеси отличаются от свойств компонентов. В неоднородной смеси свойства компонентов сохраняются.

Неоднородные смеси  веществ разделяют отстаиванием, фильтрованием,  иногда — действием магнита, а однородные — выпариванием и перегонкой (дистилляцией).

?
29.  Какие типы смесей существуют и чем они отличаются?

30.  Запишите  приведенные  слова  и  словосочетания  в  соответствующие столбцы  помещенной  ниже  таблицы:  алюминий,  пепел,  газетная бумага,  ртуть,  воздух,  йодная  настойка,  гранит,  лед  из  чистой  воды, углекислый  газ, железобетон.

31.  Назовите  несколько  продуктов  питания,  которые  являются  растворами.

32.  Какой популярный напиток в зависимости от способа приготовления бывает однородной или неоднородной смесью?

33.  Можно ли водный раствор поваренной соли превратить в неоднород­ ную смесь? Если можно, то как это сделать?

34.  Какие смеси можно разделить фильтрованием: а) смесь песка и  гли­ны; б) смесь спирта и медных опилок; в) смесь воды и бензина; г) смесь воды с кусочками пластмассы? Назовите вещества, которые останут­ся на фильтре.

35.  Как бы  вы  разделили смесь:  а) поваренной  соли  и  мела; б) спирта  и  воды?  Какие  различия  в  свойствах  веществ  дают  возможность  использовать выбранный вами метод?

36.  Продумайте эксперимент по разделению смеси поваренной соли, песка, железных и древесных опилок. Составьте его план, кратко опишите каждый этап эксперимента и расскажите об ожидаемых результатах.

Экспериментируем дома

Отстаивание

В два  стакана  налейте  воды.  В  один  стакан  насыпьте  1/2  чайной ложки песка, а в другой — столько же крахмала. Одновременно перемешайте обе смеси. С одинаковой ли скоростью оседают частицы  веществ в воде? Если нет, то какие частицы оседают быстрее и почему?

Свои наблюдения запишите в тетрадь.

Разделение смеси трех твердых веществ

Смешайте небольшие количества измельченного пенопласта, песка и  поваренной соли.

Какие методы можно использовать для разделения этой смеси?

Разделите  смесь¹.  Если  необходимо  нагревание,  осуществляйте его очень осторожно.

Каждый этап эксперимента опишите в тетради.

Попель П. П., Крикля Л. С., Хімія: Підруч. для 7 кл. загальноосвіт. навч. закл. — К.: ВЦ «Академія», 2008. — 136 с.: іл.

Содержание урока
 конспект урока и опорный каркас
 презентация урока
 интерактивные технологии 
 акселеративные методы обучения

Практика
 тесты, тестирование онлайн
 задачи и упражнения 
 домашние задания
 практикумы и тренинги
 вопросы для дискуссий в классе

Иллюстрации
 видео- и аудиоматериалы
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, анекдоты, приколы, цитаты

Дополнения
 рефераты
 шпаргалки 
 фишки для любознательных 
 статьи (МАН)
 литература основная и дополнительная
 словарь терминов

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 календарные планы
 учебные программы
 методические рекомендации  
 обсуждения

 Идеальные уроки-кейсы

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.