A 8. osztályban a tanulók tiszta anyagokat és keverékeket tanulnak kémia szakon. Cikkünk segít nekik megérteni ezt a témát. Megmondjuk, mely anyagokat nevezzük tisztának, és melyeket keverékeknek. Gondolkoztál már azon a kérdésen: „Létezik-e teljesen tiszta anyag?” A válasz meglepheti Önt.
Miért tanítják ezt a témát az iskolában?
Mielőtt a "tiszta anyag" definícióját megvizsgálnánk, meg kell vizsgálnunk a kérdést: "Melyik anyaggal van valójában dolgunk - tiszta anyaggal vagy keverékkel?"
Az anyag tisztasága mindig is aggasztotta nemcsak a kutatókat, tudósokat, hanem a hétköznapi embereket is. Általában mit értünk ezen a fogalom alatt? Mindannyian nehézfém-szennyeződésektől mentes vizet akarunk inni. Friss levegőt szeretnénk beszívni, amelyet nem szennyez az autók kipufogója. De nevezhető-e tiszta anyagoknak a szennyezetlen víz és levegő? Tudományosan nem.
Mi az a keverék?
Tehát a keverék olyan anyag, amely többféle molekulát tartalmaz. Most gondoljon az áramló víz összetételérea csapból - igen, igen, sok szennyeződés van benne. A keveréket alkotó anyagokat viszont komponenseknek nevezzük. Vegyünk egy példát. A levegő, amit belélegzünk, különböző gázok keveréke. Az összetételét alkotó összetevők az oxigén, nitrogén, szén-dioxid stb. Ha az egyik komponens tömege tízszer kisebb, mint a másiké, akkor az ilyen anyagot szennyeződésnek nevezzük. A természetben gyakran van hidrogén-szulfid szennyeződésekkel szennyezett levegő. Ez a gáz rohadt tojásszagú, és mérgező az emberre. Amikor a nyaralók tüzet raknak a folyóparton, az szén-dioxiddal szennyezi a levegőt, ami szintén nagy mennyiségben veszélyes.
A különösen gyors észjárású srácoknak máris felmerülhet a kérdésük: „Mi a gyakoribb – a tiszta anyagok vagy keverékek?” Kérdésedre válaszolva: „Lényegében minden, ami körülöttünk van, keverék.”
A természet olyan csodálatos.
Pár szó a tiszta anyagok típusairól
A cikk elején megígértük, hogy beszélünk arról, hogy léteznek-e az anyagok abszolút szennyeződések nélkül. Szerinted vannak ilyenek? A csapvízről már beszéltünk. De tartalmazhat-e szennyeződéseket a forrásvíz? A válasz erre a kérdésre egyszerű: abszolút tiszta anyagok nem fordulnak elő a természetben. Tudományos körökben azonban szokás egy anyag relatív tisztaságáról beszélni. Ez így hangzik: "Az anyag tiszta, de óvatosan." Így például műszakilag tiszta lehet. A fekete és lila tinták szennyeződéseket tartalmaznak. Ha kémiai reakcióval nem mutathatók ki, akkor ezaz anyag állítólag vegytiszta. Ez desztillált víz.
A tisztaságról
Szóval itt az ideje, hogy a tiszta anyagról beszéljünk. Ez egy olyan anyag, amely összetételében csak egy típusú részecskéket tartalmaz. Kiderül, hogy különleges tulajdonságokkal rendelkezik. Más neve is van: egyéni anyag. Próbáljuk meg jellemezni a tiszta víz tulajdonságait:
- egyedi anyag: desztillált víz;
- forráspont - 100°C;
- olvadáspont - 0°C;
- ennek a víznek nincs íze, szaga vagy színe.
Hogyan kell szétválasztani az anyagokat?
Ez a kérdés is releváns. Nagyon gyakran a mindennapi életben és a munkahelyen (nagyobb mértékben) az ember elválasztja az anyagokat. Így például a tejben tejszín képződik, amelyet az ülepítési módszerrel a felszínről össze lehet gyűjteni. Az olajfinomítás során az ember benzint, rakéta-üzemanyagot, kerozint, gépolajat stb. A feldolgozás minden szakaszában a személy különféle módszereket alkalmaz a keverékek szétválasztására, amelyek az anyag aggregáltsági állapotától függenek. Vessünk egy pillantást mindegyikre.
Szűrés
Ezt a módszert akkor használják, ha olyan folyékony anyag van, amely oldhatatlan szilárd részecskéket tartalmaz. Például víz és folyami homok. Ezt a keveréket szűrőn engedjük át. Így a homok megmarad a szűrőben, és a tiszta víz nyugodtan halad át rajta. Ritkán tulajdonítunk ennek jelentőséget, de a konyhában nap mint nap sok városlakó engedi át a csapvizettisztító szűrők. Tehát bizonyos mértékig tudósnak tekintheti magát!
Elszámolás
A fenti módszerről ejtettünk néhány szót. Tekintsük azonban részletesebben. A vegyészek ehhez a módszerhez folyamodnak, ha szuszpenziókat vagy emulziókat kell szétválasztani. Például, ha a növényi olaj tiszta vízbe jutott, akkor a kapott keveréket fel kell rázni, majd hagyni egy ideig főzni. Ezt követően az ember megfigyel egy jelenséget, amikor az olaj filmréteg formájában befedi a vizet.
A laboratóriumokban a vegyészek egy másik módszert is alkalmaznak, az úgynevezett elválasztótölcsért. Ezzel a tisztítási módszerrel sűrű folyadék hatol be a tartályba, és ami könnyebb, az marad.
Az ülepítési módszernek van egy komoly hátránya - a folyamat alacsony sebessége. Ebben az esetben hosszú időre van szükség a csapadék képződéséhez. Az ipari vállalkozásokban még mindig ezt a módszert alkalmazzák. A mérnökök speciális szerkezeteket terveznek, amelyeket "zsumpoknak" neveznek.
Mágnes
Mindannyian játszottunk életében legalább egyszer mágnessel. Csodálatos fémek vonzásának képessége varázslatosnak tűnt. A találékony emberek arra tippeltek, hogy mágnest használnak a keverékek szétválasztására. Például a fa- és vasreszelék szétválasztása mágnessel lehetséges. De érdemes megfontolni, hogy nem tud minden fémet vonzani, csak azok a keverékek vannak kitéve, amelyek ferromágneseket tartalmaznak. Ide tartozik a nikkel, a terbium, a kob alt, az erbium ésstb.
Desztilláció
Ennek a kifejezésnek latin gyökerei vannak, fordítása azt jelenti, hogy "cseppek leeresztése". Ez a módszer a keverékek szétválasztása az anyagok forráspontjának különbsége alapján. Ez a módszer segít elválasztani a vizet és az alkoholt. Az utolsó anyag +78°C-on elpárolog. Amikor gőzei hideg falakat és felületeket érintenek, a gőzök lecsapódnak, és folyékony anyaggá alakulnak.
A nehéziparban ezzel a módszerrel nyerik ki az olajtermékeket, a tiszta fémeket és a különféle illatos anyagokat.
Elválaszthatók a gázok?
Tiszta anyagokról és folyékony és szilárd halmazállapotú keverékekről beszéltünk. De mi van akkor, ha el kell különíteni a gázelegyeket? A vegyipar fényes fejei manapság számos fizikai módszert alkalmaznak a gázelegyek szétválasztására:
- kondenzáció;
- szorpció;
- membránleválasztás;
- reflux.
Tehát cikkünkben a tiszta anyagok és keverékek fogalmát vettük figyelembe. Megtudtuk, mi a gyakoribb a természetben. Most már ismeri a keverékek szétválasztásának különböző módjait – és néhányat saját maga is bemutathat, például mágnest. Reméljük, hogy cikkünk hasznos volt az Ön számára. Tanuljon tudományt még ma, hogy holnap segítsen megoldani bármilyen problémát – otthon és a termelésben egyaránt!
