Чем отличается состав индивидуального вещества от смеси. Чистые вещества и смеси. Разделение смесей

Чистое вещество имеет определенный постоянный состав или структуру (соль, сахар).

Чистое вещество может быть элементом или соединением .

Атом - это наименьшая частица элемента, сохраняющая все его свойства . Химический элемент состоит из атомов одного вида. В элементе все атомы одинаковы и имеют одинаковое число протонов. Элементы - это, своего рода, "строительные блоки" любого вещества. Можно привести строительную аналогию:

Стройматериалы (кирпич, бетон, песок…) - это элементы
Строительные конструкции (дома, мосты, дороги…) - это вещество

2. Соединения элементов

Соединение состоит, как минимум, из двух элементов. Все та же вода состоит из соединения двух элементов водорода и одного элемента кислорода - H 2 O. Другими словами, соединив эти два элемента таким образом, мы получим воду и только воду!

Несмотря на то, что вода состоит из элементов водорода и кислорода, ее химические и физические свойства отличаются от свойств чистого водорода и кислорода.

Чтобы "разделить" воду на водород и кислород, необходимо произвести химическую реакцию.

3. Смеси

Смеси - это физические сочетания чистых веществ, не имеющие определенного или чистого состава.

Примером смеси может служить обыкновенный чай (напиток), который многие самостоятельно готовят и пьют по утрам. Кто-то любит крепкий чай (большое кол-во заварки), кто-то любит сладкий чай (большое кол-во сахара)… Как видим, смесь под названием "чай" всегда получается немного разной, хотя и состоит из одних и тех же компонентов (ингредиентов). Однако, следует отметить, что каждый компонент смеси сохраняет набор своих характеристик, поэтому, разные вещества можно выделить из смеси. Например, можно без особого труда разделить смесь из соли и песка. Для этого достаточно поместить смесь в воду, подождать пока соль растворится и отфильтровать полученный раствор. В результате получим чистый песок.

Смеси могут быть однородными и неоднородными.

В однородной смеси нельзя обнаружить частицы веществ, из которых состоит смесь. Пробы, взятые в разных местах такой смеси будут одинаковы (например, сладкий чай, в котором полностью растворился насыпанный сахар).

Однако, если в стакане с чаем сахар растворится не полностью, то мы получим неоднородную смесь. Действительно, если попробовать такой чай, то с поверхности он будет не таким сладким, как со дна, т.к. концентрация сахара будет разной.

РАЗДЕЛ И. ОБЩАЯ ХИМИЯ

6. Смеси веществ. Растворы

6.2. Смеси, их типы, названия, состав, методы разделения

Смеси - это совокупность различных веществ, из которых может складываться одно физическое тело. Каждое вещество, что содержится в смеси, называют компонентом. При смешивании новое вещество не возникает. Все вещества, которые входят в состав смеси, сохраняют присущие им свойства. Но физические свойства смеси, как правило, отличаются от физических свойств отдельных компонентов. Смеси бывают однородными и неоднородными.

Однородные (гомогенные) смеси - это смеси, в которых компоненты смешаны на молекулярном уровне (однофазный материал); их невозможно обнаружить при рассматривании невооруженным глазом и даже при использовании мощных оптических приборов. Например, водные растворы сахара, поваренной соли, спирта, уксусной кислоты, металлические сплавы, воздух.

Неоднородные (гетерогенные) смеси формируют так называемые дисперсные системы. Они образуются при смешивании двух и более веществ, которые не растворяются друг в друге (не образуют однородных систем) и не реагируют химически. Компоненты дисперсных систем называют дисперсионным средой и дисперсной фазой; между ними существует поверхность раздела.

По размеру частиц дисперсной фазы системы разделяют на:

Грубодисперсные (> 10 -5 м);

Мікрогетерогенні (10 -7 -10 -5 м);

Ультрамікрогетерогенні (10 -9 -10 -7 м), или золи (коллоидные системы) 1 .

Если частицы дисперсной фазы имеют одинаковый размер, системы называют монодисперсними; если разный - полідисперсними (таковыми являются практически все природные системы). В зависимости от агрегатного состояния дисперсионной среды и дисперсной фазы, различают такие простые дисперсные системы:

* Газы образуют однородные смеси (газообразные растворы).

** Пористые тела по размеру полостей разделяют на:

Микропористые (2 нм);

Лезопористі (2-50 нм);

Макропористые (> 50 нм).

Смеси разделяют с помощью физических методов. Для разделения неоднородных смесей используют отстаивание, фильтрование, флотацию и иногда действие магнита.

Для разделения однородных смесей используют выпаривание и перегонку (дистилляцию).

_____________________________________________________________

1 Если размеры частиц дисперсной фазы не превышают размеров молекул или ионов (до 1 нм), такие системы называют истинными растворами.

Каждое вещество обладает присущим только ему набором свойств, однако эти свойства являются вполне определенными только для отдельно взятого индивидуального вещества, не смешанного с другими веществами. Поэтому необходимо отличать чистые вещества от смесей веществ.

ЧИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА

Физические и химические свойства постоянны, если вещество является чистым.

Примерами практически чистых веществ могут служить некоторые металлы, у которых содержание примесей не превышает нескольких сотых или тысячных долей процента по массе. Например, медь с чистотой 99,99 % или слитки золота, в которых его содержание выражается цифрами 99,999 %. Это означает, что на 100 000 атомов металла приходится лишь 1 другой атом.

Чистыми называют вещества, не содержащие примесей других веществ. Любое чистое вещество обладает присущим только ему набором свойств. Постоянство свойств является признаком чистоты вещества.

СМЕСИ ВЕЩЕСТВ

В природе вещества почти никогда не встречаются в чистом виде. Одни вещества смешаны вместе с другими образуют смеси.

Если смесь почти целиком состоит из одного вещества, то ее обычно называют так же, как и само это вещество. Примеры смесей, с которыми вы встречаетесь в повседневной жизни, даны на рисунке.

Можно заметить, что эти смеси состоят из нескольких составных частей — компонентов.

Минералы - смесь нескольких веществ

Молоко - неоднородная смесь

РАЗДЕЛЕНИЕ СМЕСЕЙ

Чистые вещества встречаются редко, например, в химических лабораториях, в аптеке, на химических предприятиях (примеры чистых веществ - на рисунке).

Чтобы их получить, необходимо научиться разделять смеси и выделять каждое вещество в отдельности. Для этого существуют различные методы разделения смесей.

РАЗДЕЛЕНИЕ НЕОДНОРОДНЫХ СМЕСЕЙ

Один из самых простых методов разделения — отстаивание . Этот метод основан на различной плотности компонентов смеси и может быть использован для разделения неоднородных смесей двух жидких веществ (например, бензин — вода), жидкого и твердого вещества (например, песок — вода).

Такой метод, как фильтрование , основан на способности некоторых пористых материалов задерживать частицы, размер которых больше размера пор данного материала. С помощью фильтрования можно разделить неоднородные смеси твердого и жидкого веществ (мел — вода, глина — вода).

Разделение смесей различных веществ, с помощью отстаивания и фильтрования

РАЗДЕЛЕНИЕ ОДНОРОДНЫХ СМЕСЕЙ

- Выпаривание . Метод основан на различии температур кипения компонентов смеси и может быть использован для разделения однородных смесей твердых и жидких веществ (соль — вода, сахар — вода). Метод выпаривания обычно используется тогда, когда из однородной смеси твердого и жидкого веществ необходимо выделить только твердое вещество.

Выпаривание. Выпаривание соли на соляном озере

- Дистилляция (или перегонка) основан на разности температур кипения компонентов смеси. Чаще всего дистилляцию применяют для разделения однородных смесей нескольких жидких компонентов или твердого и жидкого компонентов. В отличие от метода выпаривания дистилляцию применяют для выделения из смеси всех компонентов. В химических лабораториях с помощью этого метода получают дистиллированную воду, не содержащую растворенных солей. В странах Ближнего Востока этот метод широко используется для получения питьевой воды из морской.

Лабораторная установка для перегонки жидкостей

Итак, сегодня мы узнали:

Чистыми называют вещества, которые не содержат примесей других веществ;

Чистое вещество обладает постоянными свойствами, по которым его можно отличить от других веществ;

Смеси бывают однородные и неоднородные;

Выделить вещества из неоднородной смеси можно с помощью отстаивания и фильтрования;

Выделить вещества из однородной смеси можно с помощью выпаривания и дистилляции.

Пройти тест по параграфу

Все существующие предметы, жидкости и газы представляют собой чистые вещества и смеси. Не зная, что они такое, очень легко их спутать. Как же отличить одно от другого? Давайте разбираться.

От элементов к веществу

В настоящий момент в мире известно 118 химических элементов. Они обладают своими названиями и химическими символами, которые обозначаются латинскими буквами. Каждый из них представляет один вид атомов, которые обладают определенным количеством электронов, расположенных в строгом порядке.

Элементы - это своеобразные строительные материалы. Их можно сравнить с кирпичами: соприкасаясь, они формируют стены, а то и целое здание. Так, соединяясь друг с другом, атомы одного элемента могут «построить» простое вещество (кислород O 2 , водород H 2 , азот N 2 и т.д.). Сложное, в свою очередь, образуется от слияния разных элементов (вода H 2 O, аммиак NH 3 и т.д.).

И в том, и в другом случае они являются чистыми веществами. Почему? Потому что соединение происходит при помощи химических реакций. При этом может выделяться или поглощаться энергия.

Что такое смесь?

Смесь тоже состоит из двух или более различных компонентов. Но её составляющими частями являются не отдельные элементы, а вещества (могут быть и сложными, и простыми). Смеси бывают гетерогенные и гомогенные.

Первые понять гораздо проще. В них компоненты смешиваются чисто механически и спокойно отделяются друг от друга фильтрацией, магнитом, отстаиванием и другими методами. Гетерогенные смеси неоднородны, а их компоненты целиком сохраняют индивидуальные свойства.

Примером такого образования может служить добавление речного песка в воду. Они не смогут смешаться и образовать новое вещество, и легко отделяются, если использовать сито.

Гомогенные смеси образуют однородное на первый взгляд вещество. Они представляют собой газы, твердые или жидкие растворы. Их компоненты тоже сохраняют первичные свойства, но не могут быть отделены механическим способом. Для их разделения используют более изощренные методы: перегонку, кристаллизацию, сорбцию (поглощение), экстракцию (растворение одного компонента) т. д.

Типичная гомогенная смесь - это воздух. Он состоит из различных газов, крупинок пыли, капель воды. Морская вода тоже не является чистым веществом. Кроме собственно воды, в ней содержатся соли металлов (натрия, хлора, калия и других).

Отличия смеси от веществ

Порой смеси и чистые вещества очень просто перепутать. Например, латунь обладает металлическими свойствами и внешне напоминает какой-нибудь металл. Однако она является сплавом, который состоит из меди, цинка и других компонентов (часто это бывает олово, никель, свинец, железо).

В чем же разница? Главным отличием является то, что вещество - это полностью однородное образование. Разделить его составные части можно, только используя химические реакции. Свойства чистого вещества отличаются от свойств его компонентов по-отдельности, оно является новой структурой и приобретает иные качества.

Кроме того, вещество обладает постоянным составом. Существует даже специальный реестр с перечнем всех известных структур. Смесь, наоборот, не обладает четким составом. В той же латуни может быть меньше никеля, и больше другого металла, но это все равно латунь. В чай, например, можно добавить больше или меньше сахара, но чаем он от этого быть не перестанет. Если же из молекулы чистой воды H 2 O убрать кислород (O), то это будет не вода, а молекула водорода - бесцветного газа.

Особо чистое вещество

В природе чаще встречаются смеси, чем вещества. Так, в земной коре залегает множество минералов, металлических руд и газов, но чистыми их назвать сложно. Большинство из них содержат примеси.

Для промышленного производства они, как правило, не подходят. Поэтому их очищают и отделяют друг от друга всевозможными способами. Вещества, которые содержат настолько небольшой процент примесей, что они не могут повлиять на его свойства, называют ультрачистыми или особо чистыми. Их получают при помощи очень тщательной очистки. Так, для создания полупроводников нужно максимально однородное вещество, поэтому от примесей избавляют не только материал для него, но и воздух в помещении, где его производят.