Puhtad ained ja segud. Segude eraldamise meetodid

28.09.2019

Tunnimaterjal sisaldab teavet erinevate segude eraldamise ja ainete puhastamise meetodite kohta. Õpid kasutama teadmisi segu komponentide omaduste erinevustest, et valida optimaalne meetod antud segu eraldamiseks.

Teema: Algsed keemilised ideed

Õppetund: Segude eraldamise ja ainete puhastamise meetodid

Määratleme erinevuse "segude eraldamise meetodite" ja "ainete puhastamise meetodite" vahel. Esimesel juhul on oluline saada puhtal kujul kõik komponendid, millest segu koosneb. Aine puhastamisel jäetakse tavaliselt tähelepanuta lisandite saamine puhtal kujul.

ASULEMINE

Kuidas eraldada liiva ja savi segu? See on keraamika tootmise üks etappidest (näiteks telliste valmistamisel). Sellise segu eraldamiseks kasutatakse settimismeetodit. Segu asetatakse vette ja segatakse. Savi ja liiv koos erinevatel kiirustel vees elama. Seetõttu settib liiv palju kiiremini kui savi (joonis 1).

Riis. 1. Savi ja liiva segu eraldamine setitamisega

Setitamismeetodit kasutatakse ka erineva tihedusega vees lahustumatute tahkete ainete segude eraldamiseks. Näiteks nii saate eraldada segu rauast ja puidust (puitviilud ujuvad vees, samal ajal kui rauaviilud settivad).

Segu taimeõli ja vett saab eraldada ka setitamisega, kuna õli ei lahustu vees ja selle tihedus on väiksem (joonis 2). Seega on settimisega võimalik eraldada üksteises lahustumatud ja erineva tihedusega vedelike segusid.

Riis. 2. Taimeõli ja vee segu eraldamine setitamisega

Lauasoola segu eraldamiseks ja jõe liiv võite kasutada settimismeetodit (veega segamisel sool lahustub ja liiv settib), kuid usaldusväärsem on eraldada liiv soolalahusest mõne muu meetodiga - filtreerimismeetodiga.

Selle segu filtreerimiseks võib kasutada paberfiltrit ja klaasi langetatud lehtrit. Filterpaberile jäävad liivaterad ja läbi filtri läbib selge lauasoola lahus. IN sel juhul jõeliiv on sete ja soolalahus filtraat (joonis 3).

Riis. 3. Filtreerimismeetodi kasutamine jõeliiva eraldamiseks soolalahusest

Filtreerimiseks võib kasutada mitte ainult filterpaberit, vaid ka muid poorseid või puistematerjale. Näiteks puistematerjalide hulka kuuluvad kvartsliiv ja poorsete materjalide hulka klaasvill ja küpsetatud savi.

Mõningaid segusid saab eraldada "kuumfiltreerimise" meetodil. Näiteks väävli- ja rauapulbrite segu. Raud sulab temperatuuril üle 1500 C ja väävel umbes 120 C juures. Sulanud väävli saab rauapulbrist eraldada kuumutatud klaasvilla abil.

Soola saab filtraadist eraldada aurustamisega, st. kuumuta segu ja vesi aurustub, jättes soola portselantopsi peale. Mõnikord kasutatakse aurustamist, vee osalist aurustamist. Selle tulemusena moodustub kontsentreeritum lahus, mille jahutamisel eraldub lahustunud aine kristallidena.

Kui segus on magnetiseerumisvõimelist ainet, saab selle puhtal kujul magneti abil kergesti eraldada. Näiteks nii saate eraldada väävli- ja rauapulbrite segu.

Sama segu saab eraldada mõne muu meetodiga, kasutades teadmisi segu komponentide veega märguvuse kohta. Raud niisutab vesi, s.t. vesi levib üle raua pinna. Väävlit vesi ei niisuta. Kui paned väävlitüki vette, siis see upub, sest... Väävli tihedus on suurem kui vee tihedus. Aga väävlipulber hakkab hõljuma, sest... Õhumullid kleepuvad väävliteradele, mida vesi ei niisuta ja suruvad need pinnale. Segu eraldamiseks peate selle vette asetama. Väävlipulber hakkab hõljuma ja raud vajub alla (joonis 4).

Riis. 4. Väävli- ja rauapulbrite segu eraldamine flotatsiooniga

Segude eraldamise meetodit, mis põhineb komponentide märguvuse erinevusel, nimetatakse flotatsiooniks (prantsuse flotter - float). Vaatleme veel mitmeid ainete eraldamise ja puhastamise meetodeid.

Üks vanimaid segude eraldamise meetodeid on destilleerimine (või destilleerimine). Seda meetodit kasutades on võimalik eraldada üksteises lahustuvad ja erineva keemistemperatuuriga komponendid. Nii saadakse destilleeritud vett. Lisanditega vesi keedetakse ühes anumas. Saadud veeaur kondenseerub teises anumas jahutamisel juba destilleeritud (puhta) vee kujul.

Riis. 5. Destilleeritud vee saamine

Sarnaste omadustega komponente saab eraldada kromatograafia abil. See meetod põhineb eraldatud ainete erineval neeldumisel teise aine pinnale.

Näiteks saab punase tinti kromatograafia abil lahutada selle komponentideks (vesi ja värvaine).

Riis. 6. Punase tindi eraldamine paberkromatograafiaga

Keemialaborites toimub kromatograafia spetsiaalsete instrumentide - kromatograafide abil, mille põhiosadeks on kromatograafiakolonn ja detektor.

Adsorptsiooni kasutatakse keemias laialdaselt teatud ainete puhastamiseks. See on ühe aine kogunemine teise aine pinnale. Adsorbentide hulka kuuluvad näiteks aktiivsüsi.

Proovige panna aktiivsöe tablett värvilise veega anumasse, segage, filtreerige ja vaadake, et filtraat on muutunud värvituks. Söe aatomid tõmbavad ligi molekule, antud juhul värvaineid.

Praegu kasutatakse adsorptsiooni laialdaselt vee ja õhu puhastamiseks. Näiteks veepuhastusfiltrid sisaldavad adsorbendina aktiivsütt.

1. Ülesannete ja harjutuste kogumik keemias: 8. klass: õpiku juurde P.A. Oržekovski jt. “Keemia, 8. klass” / P.A. Oržekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M.: AST: Astrel, 2006.

2. Ušakova O.V. Töövihik keemias: 8. klass: õpikule P.A. Oržekovski ja teised.“Keemia. 8. klass” / O.V. Ušakova, P.I. Bespalov, P.A. Oržekovski; all. toim. prof. P.A. Oržekovski - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (lk 10-11)

3. Keemia: 8. klass: õpik. üldhariduse jaoks institutsioonid / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§4)

4. Keemia: inorg. keemia: õpik. 8. klassi jaoks. Üldharidus institutsioonid / G.E. Rudzitis, Fyu Feldman. – M.: Haridus, OJSC “Moskva õpikud”, 2009. (§2)

5. Entsüklopeedia lastele. Köide 17. Keemia / Peatükk. toim.V.A. Volodin, Ved. teaduslik toim. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.

Täiendavad veebiressursid

1. Digitaalsete õpperessursside ühtne kogu ().

2. Ajakirja “Chemistry and Life” elektrooniline versioon ().

Kodutöö

Õpikust P.A. Oržekovski jt. “Keemia, 8. klass” Koos. 33 nr 2,4,6,T.

Kas teate, millised meetodid on segude eraldamiseks? Ärge kiirustage negatiivse vastuse andmisega. Kasutad paljusid neist oma igapäevastes tegevustes.

Puhas aine: mis see on?

Põhilised on aatomid, molekulid, ained ja segud keemilised mõisted. Mida nad mõtlevad? D.I. Mendelejevi tabelis 118 keemilised elemendid. See Erinevat tüüpi elementaarosakesed – aatomid. Need erinevad üksteisest massi poolest.

Omavahel ühendades moodustavad aatomid molekule ehk aineid. Viimased moodustavad omavahel ühendades segusid. Puhtatel ainetel on püsiv koostis ja omadused. Need on homogeensed struktuurid. Kuid neid saab jagada komponentideks keemilised reaktsioonid.

Teadlased väidavad, et puhtaid aineid looduses praktiliselt ei eksisteeri. Igas neist on väike kogus lisandeid. See juhtub seetõttu, et enamik aineid on erineva aktiivsusega. Isegi vette kastetud metallid lahustuvad selles ioonide tasemel.

Puhaste ainete koostis on alati konstantne. Seda on lihtsalt võimatu muuta. Seega, kui suurendate süsinikdioksiidi molekulis süsiniku või hapniku kogust, on see täiesti erinev aine. Ja segus saate komponentide arvu suurendada või vähendada. See muudab selle koostist, kuid mitte selle olemasolu fakti.

Mis on segu

Mitme aine kombinatsiooni nimetatakse seguks. Neid võib olla kahte tüüpi. Kui segu üksikud komponendid on eristamatud, nimetatakse seda ühtlaseks või homogeenseks. On veel üks nimi, mida igapäevaelus kõige sagedamini kasutatakse - lahendus. Sellise segu komponente ei saa füüsikaliste meetoditega eraldada. Näiteks ei ole võimalik soolalahusest mehaaniliselt ekstraheerida selles lahustunud kristalle. Leitud mitte ainult looduses vedelad lahused. Niisiis, õhk on gaasiline homogeenne segu ja metallisulam on tahke aine.

Ebahomogeensetes või heterogeensetes segudes on üksikud osakesed palja silmaga nähtavad. Need erinevad üksteisest koostise ja omaduste poolest. See tähendab, et neid saab puhtmehaaniliselt üksteisest eraldada. Tuhkatriinu, kelle kuri kasuema sundis oad hernestest eraldama, sai selle ülesandega suurepäraselt hakkama.

Keemia: meetodid segude eraldamiseks

Leitud igapäevaelus ja looduses suur summa segud. Kuidas valida õige viis nende eraldamiseks? See peab põhinema füüsikalised omadusedüksikud komponendid. Kui ainetel on erinevad keemistemperatuurid, on efektiivne aurustamine, millele järgneb kristallisatsioon, aga ka destilleerimine. Selliseid meetodeid kasutatakse homogeensete lahuste eraldamiseks. Heterogeensete segude eraldamiseks kasutatakse nende komponentide muude omaduste erinevusi: tihedus, märguvus, lahustuvus, suurus, magnetism jne.

Segude eraldamise füüsikalised meetodid

Segu komponentide eraldamisel ainete endi koostis ei muutu. Seetõttu ei saa segude eraldamise meetodeid nimetada keemiliseks protsessiks. Seega saab üksikuid komponente mehaaniliselt eraldada settimise, filtreerimise ja magnetiga kokkupuutega. Laboris kasutatakse erinevaid instrumente: eralduslehtrit, filterpaberit, magnetribasid. Need on meetodid heterogeensete segude eraldamiseks.

Sõelumine

See meetod on võib-olla kõige lihtsam. Iga koduperenaine on sellega tuttav. See põhineb segu tahkete komponentide suuruse erinevusel. Sõelumist kasutatakse igapäevaelus jahu eraldamiseks lisanditest, putukavastsetest ja erinevatest saasteainetest. Põllumajandustootmises puhastatakse teravilja terad võõrast prahist sel viisil. Ehitustöölised sõeluvad läbi liiva ja kruusa segu.

Advokaaditöö

Seda segude eraldamise meetodit kasutatakse erineva tihedusega komponentide jaoks. Kui liiv satub vette, tuleb saadud lahust hästi segada ja jätta mõneks ajaks seisma. Sama võib teha ka vee ja taimeõli või petrooleumi seguga. Liiv settib põhja. Kuid õli, vastupidi, koguneb ülalt. Seda meetodit täheldatakse igapäevaelus ja looduses. Näiteks tahm settib suitsust ja üksikud kastepiisad udust. Ja kui jätate omatehtud piima üleöö, saate koore hommikuks koguda.

Filtreerimine

Valmistatud tee armastajad kasutavad seda meetodit iga päev. See on umbes umbes filtreerimine - segude eraldamise meetod, mis põhineb komponentide erineval lahustuvusel. Kujutage ette, et vette sattusid rauaviilud ja sool. Filtrile jäävad suured lahustumatud osakesed. Ja lahustunud sool läheb sellest läbi. Selle meetodi põhimõte on tolmuimejate töö, hingamisteede maskide ja marli sidemete toimimise aluseks.

Magneti toime

Soovitage meetodit väävli- ja rauapulbrite segude eraldamiseks. Loomulikult on see magneti toime. Kas kõik metallid on selleks võimelised? Üldse mitte. Tundlikkuse astme alusel eristatakse kolme ainerühma. Näiteks kuld, vask ja tsink ei kinnitu magneti külge. Need kuuluvad diamagnetiliste materjalide rühma. Magneesiumil, plaatinal ja alumiiniumil on nõrk taju. Kuid kui segu sisaldab ferromagneteid, on see meetod kõige tõhusam. Nende hulka kuuluvad näiteks raud, koobalt, nikkel, terbium, holmium, toolium.

Aurustumine

Milline segude eraldamise meetod sobib homogeense vesilahuse jaoks? See on aurustumine. Kui teil on ainult soolast vett, aga vajate puhast – ärge ärrituge kohe. Peate segu kuumutama keemistemperatuurini. Selle tulemusena vesi aurustub. Ja tassi põhjas on nähtavad lahustunud aine kristallid. Vee kogumiseks tuleb see kondenseerida - viia gaasilisest olekust vedelikku. Selleks aurud jahutatakse, puudutades madalama temperatuuriga pinda, ja voolavad ettevalmistatud mahutisse.

Kristallisatsioon

Teaduses käsitletakse seda mõistet laiemas tähenduses. See ei ole ainult puhaste ainete saamise meetod. Looduses leiduvate kristallide hulka kuuluvad jäämäed, mineraalid, luud ja hambaemail.

Nende kasv toimub samadel tingimustel. Kristallid tekivad vedelike jahutamise või auru üleküllastumise tagajärjel ja siis ei tohiks temperatuur enam muutuda. Seega saavutatakse esmalt mõned piiravad tingimused. Selle tulemusena tekib kristallisatsioonikeskus, mille ümber kogunevad vedeliku, sulatise, gaasi või klaasi aatomid.

Destilleerimine

Kindlasti olete kuulnud veest, mida nimetatakse destilleeritud. Seda puhastatud vedelikku on vaja teha ravimid, laboriuuringud, jahutussüsteemid. Ja nad saavad selle spetsiaalsetes seadmetes. Neid nimetatakse destilleerijateks.

Destilleerimine on erineva keemistemperatuuriga ainete segude eraldamise meetod. Tõlgitud keelest ladina keel termin tähendab "tilguti". Seda meetodit kasutades saate lahusest eraldada näiteks alkoholi ja vee. Esimene aine hakkab keema temperatuuril +78 o C. Seejärel alkoholiaur kondenseerub. Vesi jääb vedelaks.

Sarnasel viisil saadakse naftast rafineeritud tooteid: bensiin, petrooleum, gaasiõli. See protsess ei ole keemiline reaktsioon. Õli jagatakse eraldi fraktsioonideks, millest igaühel on oma keemistemperatuur. See toimub mitmes etapis. Esiteks viiakse läbi esmane õli eraldamine. See on puhastatud seotud gaasist, mehaanilistest lisanditest ja veeaurust. Järgmises etapis asetatakse saadud toode destilleerimiskolonnidesse ja hakatakse kuumutama. See on nafta atmosfääri destilleerimine. Temperatuuridel alla 62 kraadi aurustub ülejäänud seotud gaas. Segu kuumutamisel 180 kraadini saadakse bensiinifraktsioonid, kuni 240 - petrooleum, kuni 350 - diislikütus. Õli termilise rafineerimise jääk on kütteõli, mida kasutatakse määrdeainena.

Kromatograafia

See meetod sai nime selle teadlase järgi, kes seda esimest korda kasutas. Tema nimi oli Mihhail Semenovitš Tsvet. Algselt kasutati meetodit taimsete pigmentide eraldamiseks. Ja kromatograafia on kreeka keelest sõna-sõnalt tõlgitud kui "kirjutan värviga". Kastke filterpaber vee ja tindi segusse. Esimene hakkab kohe imenduma. See on tingitud erineval määral adsorbeerivad omadused. See võtab arvesse ka difusiooni ja lahustuvuse astet.

Adsorptsioon

Mõnedel ainetel on võime meelitada ligi teist tüüpi molekule. Näiteks võtame mürgistamisel aktiivsütt, et mürkidest vabaneda. See protsess nõuab liidest, mis asub kahe faasi vahel.

Seda meetodit kasutatakse keemiatööstus benseeni eraldamisel gaasisegudest, nafta rafineerimise vedelate toodete puhastamisel ja nende puhastamisel lisanditest.

Niisiis, meie artiklis vaatlesime peamisi segude eraldamise viise. Inimesed kasutavad neid nii kodus kui ka tööstuslikus mastaabis. Meetodi valik sõltub segu tüübist. Oluline tegur on selle komponentide füüsikaliste omaduste tunnused. Lahuste eraldamiseks, milles üksikud osad on visuaalselt eristamatud, kasutatakse aurustamise, kristallimise, kromatograafia ja destilleerimise meetodeid. Kui üksikud komponendid on tuvastatavad, nimetatakse selliseid segusid heterogeenseteks. Nende eraldamiseks kasutatakse settimise, filtreerimise ja magnetilise toime meetodeid.

Iga aine sisaldab lisandeid. Aine loetakse puhtaks, kui see peaaegu ei sisalda lisandeid.

Ainete segud võivad olla homogeensed või heterogeensed. Homogeenses segus ei saa komponente vaatlusega tuvastada, kuid heterogeenses segus on see võimalik.

Mõned homogeense segu füüsikalised omadused erinevad komponentide omadustest.

Heterogeenses segus säilivad komponentide omadused.

Heterogeensed ainete segud eraldatakse settimise, filtreerimise ja mõnikord ka magneti toimel, homogeensed segud aga aurustamise ja destilleerimise (destilleerimise) teel.

Puhtad ained ja segud

Elame seas keemilised ained. Me hingame sisse õhku, mis on gaaside segu (lämmastik, hapnik jt) ja välja hingame süsihappegaasi. Me peseme end veega – see on teine aine, kõige levinum Maal. Me joome piima – veesegu koos pisikeste piimarasvapiiskadega ja mitte ainult: on ka piimavalk kaseiin, mineraalsoolad, vitamiine ja isegi suhkrut, kuid mitte sellist, millega nad teed joovad, vaid spetsiaalset piima - laktoosi. Sööme õunu, mis koosnevad tervest kemikaalide komplektist - siin on suhkur, õunhape ja vitamiinid... Kui näritud õunatükid makku satuvad, hakkavad need toimima seedemahlad inimesed, kes aitavad omastada kõike maitsvat ja kasulik materjal mitte ainult õunad, vaid kõik muud toidud. Me mitte ainult ei ela kemikaalide keskel, vaid me ise oleme neist valmistatud. Iga inimene – tema nahk, lihased, veri, hambad, luud, juuksed on ehitatud kemikaalidest, nagu tellistest maja. Lämmastik, hapnik, suhkur, vitamiinid on looduslikud ained, looduslikku päritolu. Klaas, kumm, teras on samuti ained, õigemini materjalid (ainete segud). Nii klaas kui kumm on kunstlikku päritolu, looduses neid ei eksisteerinud. Absoluutselt puhtaid aineid looduses ei leidu või leidub neid väga harva.

Iga aine sisaldab alati teatud koguses lisandeid. Aine, milles peaaegu puuduvad lisandid, nimetatakse puhtaks. Selliseid aineid kasutatakse teaduslik labor, kooli keemialabor. Pange tähele, et absoluutselt puhtaid aineid pole olemas.

Üksikul puhtal ainel on teatud kogum iseloomulikke omadusi (konstantsed füüsikalised omadused). Ainult puhta destilleeritud vee sulamistemperatuur on 0 °C, keemistemperatuur = 100 °C ja sellel puudub maitse. Merevesi külmub madalamal temperatuuril ja keeb kõrgemal temperatuuril. kõrge temperatuur, selle maitse on mõrkjas ja soolane. Musta mere vesi külmub madalamal temperatuuril ja keeb kõrgemal temperatuuril kui Läänemere vesi. Miks? Asi on selles, et sisse merevesi sisaldab muid aineid, näiteks lahustunud sooli, s.t. see on segu erinevaid aineid, mille koostis varieerub suurtes piirides, kuid segu omadused ei ole püsivad. Mõiste “segu” määratlus anti 17. sajandil. Inglise teadlane Robert Boyle: "Segu on terviklik süsteem, mis koosneb heterogeensetest komponentidest."

Segudesse kuuluvad peaaegu kõik looduslikud ained, toiduained (v.a sool, suhkur, mõned teised), palju ravi- ja kosmeetikavahendid, kodukeemiakaubad, Ehitusmaterjalid.

Segu ja puhta aine võrdlusomadused

Iga segus sisalduvat ainet nimetatakse komponendiks.

Segude klassifikatsioon

On homogeenseid ja heterogeenseid segusid.

Homogeensed segud (homogeensed)

Lisame väike portsjon suhkur klaasi vette ja segada, kuni kogu suhkur on lahustunud. Vedelik maitseb magusalt. Seega suhkur ei kadunud, vaid jäi segu sisse. Kuid me ei näe selle kristalle isegi siis, kui uurime vedeliku tilka võimas mikroskoop. Valmistatud suhkru ja vee segu on homogeenne, nende ainete väikseimad osakesed segunevad ühtlaselt.

Segusid, milles komponente ei saa vaatlusega tuvastada, nimetatakse homogeenseteks.

Enamik metallisulameid on ka homogeensed segud. Näiteks kulla ja vase sulamis (kasutatakse ehete valmistamiseks) pole punaseid vaseosakesi ega kollaseid kullaosakesi.

Paljud erineva otstarbega esemed on valmistatud materjalidest, mis on homogeensed ainete segud.

Homogeensed segud hõlmavad kõiki gaaside segusid, sealhulgas õhku. Vedelike homogeenseid segusid on palju.

Homogeenseid segusid nimetatakse ka lahusteks, isegi kui need on tahked või gaasilised.

Toome näiteid lahendustest (õhk kolvis, lauasool + vesi, väike vahetus: alumiinium + vask või nikkel + vask).

Heterogeensed segud (heterogeensed)

Teate, et kriit ei lahustu vees. Kui selle pulber valada klaasi vette, võib saadud segust alati leida kriidiosakesi, mis on nähtavad palja silmaga või läbi mikroskoobi.

Segusid, milles komponente saab vaatluse teel tuvastada, nimetatakse heterogeenseteks.

Heterogeensed segud hõlmavad enamikku mineraale, mulda, ehitusmaterjale, eluskudesid, mudane vesi, piim ja muud toiduained, mõned ravimid ja kosmeetika.

Heterogeenses segus säilivad komponentide füüsikalised omadused. Seega ei kaota vase või alumiiniumiga segatud raudviilud oma võimet magneti külge tõmmata.

Teatud tüüpi heterogeensetel segudel on erinimetused: vaht (näiteks vahtpolüstüreen, seebivaht), suspensioon (vee segu väikese koguse jahuga), emulsioon (piim, hästi loksutatud taimeõli ja vesi), aerosool ( suits, udu).

Segude eraldamise meetodid

Looduses esinevad ained segudena. Laboriuuringuteks, tööstuslikuks tootmiseks ning farmakoloogia ja meditsiini vajadusteks on vaja puhtaid aineid.

Segude eraldamiseks on palju meetodeid. Need valitakse, võttes arvesse segu tüüpi, agregatsiooni olekut ja komponentide füüsikaliste omaduste erinevusi.

Segude eraldamise meetodid

Need meetodid põhinevad segu komponentide füüsikaliste omaduste erinevustel.

Vaatleme võimalusi heterogeensete ja homogeensete segude eraldamiseks.

Segu näide	Eraldamise meetod
Suspensioon - jõeliiva ja vee segu	Advokaaditöö Eraldamine settimise teel põhineb ainete erineval tihedusel. Raskem liiv settib põhja. Võite ka emulsiooni eraldada: eraldage õli või taimeõli veest. Laboris saab seda teha jaotuslehtri abil. Ülemise heledama kihi moodustab nafta või taimeõli. Setimise tulemusena langeb udu seest välja kaste, suitsust tahm, piima sisse koor.
Liiva ja lauasoola segu vees	Filtreerimine Heterogeensete segude eraldamine filtreerimise teel põhineb ainete erineval lahustuvusel vees ja erineval osakeste suurusel. Filtri pooridest läbivad ainult nendega võrreldavate ainete osakesed, suuremad osakesed aga jäävad filtrile. Nii saate eraldada lauasoola ja jõeliiva heterogeense segu. Filtritena saab kasutada erinevaid poorseid aineid: vatti, kivisütt, küpsetatud savi, pressklaasi jt. Filtreerimismeetod on kodumasinate, näiteks tolmuimejate, töötamise aluseks. Seda kasutavad kirurgid - marli sidemed; puurijad ja liftitöötajad - hingamisteede maskid. Kasutades teelehtede filtreerimiseks teesõela, suutis Ilfi ja Petrovi teose kangelane Ostap Bender võtta Ellochka the Ogressilt (“Kaksteist tooli”) ühe toolidest.
Raua ja väävli pulbri segu	Tegevus magneti või vee abil Rauapulbrit tõmbas magnet, väävlipulbrit aga mitte. Mittemärguv väävlipulber hõljus veepinnale ja raske märguv rauapulber settis põhja.
Soola lahus vees on homogeenne segu	Aurustumine või kristalliseerumine Vesi aurustub, jättes portselantopsi soolakristallid. Kui vesi aurustub Eltoni ja Baskunchaki järvedest, lauasool. See eraldamismeetod põhineb lahusti ja lahustunud aine keemispunktide erinevusel. Kui aine, näiteks suhkur, laguneb kuumutamisel, siis vesi ei aurustu täielikult - lahus aurustub ja seejärel sadestuvad küllastunud lahusest suhkrukristallid. Mõnikord on vaja eemaldada lisandid madalama keemistemperatuuriga lahustitest, näiteks soolast veest. Sel juhul tuleb aine aurud kokku koguda ja seejärel jahutamisel kondenseerida. Seda homogeense segu eraldamise meetodit nimetatakse destilleerimiseks või destilleerimiseks. Spetsiaalsetes seadmetes - destilleerijates saadakse destilleeritud vesi, mida kasutatakse farmakoloogia, laborite ja autode jahutussüsteemide vajadusteks. Sellist destilleerijat saate kodus ehitada. Kui eraldate alkoholi ja vee segu, destilleeritakse kõigepealt ära alkohol keemistemperatuuriga = 78 °C (kogutakse vastuvõtukatseklaasi) ja vesi jääb katseklaasi. Destilleerimist kasutatakse naftast bensiini, petrooleumi ja gaasiõli tootmiseks.

Eriline meetod komponentide eraldamiseks, mis põhineb nende erineval neeldumisel konkreetse aine poolt, on kromatograafia.

Kui riputate punase tindi anuma kohale filterpaberi riba, kastes sellesse ainult riba otsa. Lahus imendub paberisse ja tõuseb mööda seda. Kuid värvi tõusu piir jääb vee tõusu piirist maha. Nii eraldatakse kaks ainet: vesi ja tindis sisalduv värvaine.

Vene botaanik M. S. Tsvet eraldas kromatograafia abil esimesena klorofülli taimede rohelistest osadest. Tööstuses ja laborites kasutatakse kromatograafias filterpaberi asemel tärklist, kivisütt, lubjakivi ja alumiiniumoksiidi. Kas alati on vaja sama puhastusastmega aineid?

Erinevatel eesmärkidel on vaja erineva puhastusastmega aineid. Keeduvesi tuleks jätta piisavalt seisma, et eemaldada selle desinfitseerimiseks kasutatud lisandid ja kloor. Joogivesi tuleb esmalt keeta. Ja keemialaborites lahuste valmistamiseks ja katsete tegemiseks, meditsiinis on vaja destilleeritud vett, mis on võimalikult palju puhastatud selles lahustunud ainetest. Eriti puhtaid aineid, mille lisandite sisaldus ei ületa miljondik protsenti, kasutatakse elektroonikas, pooljuhtides, tuumatehnoloogias ja muudes täppistööstuses.

SUUR LENINGRADI RAAMATUKOGU – KOKKUVÕTE – Segude eraldamise meetodid

Segude eraldamise meetodid

Kokkuvõte distsipliinist: Keemia

Teemal: Segude eraldamise meetodid

Riia - 2009

Sissejuhatus…………………………………………………………………………………………..lk 3

Segude tüübid……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Segude eraldamise meetodid…………………………………………………………..lk 6

Järeldus…………………………………………………………………………………….lk 11

Kasutatud kirjanduse loetelu…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Sissejuhatus

Looduses on ained puhtal kujul väga haruldased. Enamik meid ümbritsevatest objektidest koosneb ainete segust. Keemialaboris töötavad keemikud puhaste ainetega. Kui aine sisaldab lisandeid, siis võib iga keemik katseks vajaliku aine lisanditest eraldada. Ainete omaduste uurimiseks on vaja seda ainet puhastada, s.o. jagada komponentideks. Segu eraldamine on füüsiline protsess. Füüsikalised meetodid ainete eraldamist kasutatakse laialdaselt keemialaborites, toiduainete tootmisel, metallide ja muude ainete tootmisel.

Segude tüübid

Looduses pole puhtaid aineid. Rahne ja graniiti uurides oleme veendunud, et need koosnevad erinevat värvi teradest ja soontest; Piim sisaldab rasvu, valke ja vett; nafta ja maagaas sisaldavad orgaanilisi aineid, mida nimetatakse süsivesinikeks; õhk sisaldab erinevaid gaase; looduslik vesi ei ole keemiliselt puhas aine. Segu on kahe või enama erineva aine segu.

Segud võib jagada kaheks suured rühmad(ri

Kui segu komponendid on palja silmaga nähtavad, siis selliseid segusid nimetatakse heterogeenne. Näiteks puidu- ja rauaviiluste segu, vee ja taimeõli segu, jõeliiva ja vee segu jne.

Kui segu komponente ei saa palja silmaga eristada, siis nimetatakse selliseid segusid homogeenne. Segud nagu piim, õli, suhkrulahus vees jne liigitatakse homogeenseteks segudeks.

Seal on tahked, vedelad, gaasilised ained. Aineid võib segada mis tahes agregatsiooni olekus. Koondamisseisund segu määrab aine, mis on ülejäänutest kvantitatiivselt parem.

Heterogeensed segud tekivad erineva agregatsiooniastmega ainetest, kui ained omavahel ei lahustu ega segune hästi (tabel 1)

Heterogeensete segude tüübid
enne segamist	Näited
Kõva/tahke	Mineraalid; raud/väävel
Tahke/vedel	mört; reovesi
Tahke/gaasiline	Suits; tolmune õhk
Vedel/tahke	Pärl; mineraalid; vesi/jää
Vedelik/vedelik	Piim; taimeõli/vesi
Vedel/gaasiline	udu; pilved
Gaasiline/tahke	Vahtpolüstürool
Gaasiline/vedel	Vahusta

Homogeensed segud tekivad siis, kui ained lahustuvad üksteises hästi ja segunevad hästi (tabel 2).

Homogeensete segude tüübid
Koondamisseisund komponendid enne segamist	Näited
Kõva/tahke	Kulla ja hõbeda sulam
Tahke/vedel	Suhkur/vesi
Tahke/gaasiline	Joodiaur õhus
Vedel/tahke	Paisunud želatiin
Vedelik/vedelik	Alkohol/vesi
Vedel/gaasiline	Vesi/õhk
Gaasiline/tahke	Vesinik pallaadiumis
Gaasiline/vedel

Segude moodustamisel keemilisi muundumisi tavaliselt ei toimu ja segus olevad ained säilitavad oma omadused. Segude eraldamiseks kasutatakse ainete omaduste erinevusi.

Segude eraldamise meetodid

Segud, nii heterogeensed kui ka homogeensed, võib jagada komponentideks, s.o. puhaste ainete jaoks. Puhtad ained on ained, mida füüsikalisi meetodeid kasutades ei saa eraldada kaheks või enamaks aineks ja mis ei muuda nende füüsikalisi omadusi. Olemas erinevaid viise segude eraldamisel kasutatakse olenevalt segu koostisest teatud segude eraldamise meetodeid.

sõelumine;
Filtreerimine;
propageerimine;
Dekanteerimine
Tsentrifuugimine;
Aurustumine;
Aurustumine;
Ümberkristalliseerimine;
Destilleerimine (destilleerimine);
Külmutamine;
Magneti toime;
kromatograafia;
Ekstraheerimine;
Adsorptsioon.

Tutvume mõnega neist. Siinkohal tuleb märkida, et mittehomogeenseid segusid on kergem eraldada kui homogeenseid Allpool toome näiteid ainete eraldamise kohta homogeensetest ja mittehomogeensetest segudest.

Sõelumine.

Kujutagem ette, et granuleeritud suhkur satub jahu sisse. Võib-olla on kõige lihtsam viis eraldada sõelumine. Sõela abil saate suhteliselt suurtest suhkrukristallidest kergesti eraldada väikesed jahuosakesed. IN põllumajandus sõelumist kasutatakse taimeseemnete eraldamiseks võõrjäätmetest. Ehituses nii eraldatakse killustik liivast.

Filtreerimine

Suspensiooni tahke komponent eraldatakse vedelikust filtreerimine, kasutades paber- või kangasfiltreid, vatti, õhukese kihi peent liiva. Kujutagem ette, et meile antakse lauasoola, liiva ja savi segu. Segust on vaja eraldada lauasool. Selleks asetage segu sisse keeduklaas veega ja loksutage. Lauasool lahustub ja liiv settib. Savi ei lahustu ega setti klaasi põhja, mistõttu vesi jääb häguseks. Lahustumatute saviosakeste eemaldamiseks lahusest segu filtreeritakse. Selleks tuleb klaaslehtrist, filterpaberist ja statiivist kokku panna väike filtreerimisseade. Soolalahus filtreeritakse. Selleks valatakse filtreeritud lahus ettevaatlikult tihedalt sisestatud filtriga lehtrisse. Liiva- ja saviosakesed jäävad filtrile ning läbi filtri läbib selge soolalahus. Vees lahustunud lauasoola eraldamiseks kasutatakse ümberkristallimise meetodit.

Ümberkristalliseerimine, aurustamine

Ümberkristalliseerimine on puhastusmeetod, mille käigus aine esmalt lahustatakse vees, seejärel aurustatakse aine lahus vees. Selle tulemusena vesi aurustub ja aine vabaneb kristallidena.
Toome näite: lauasool on vaja lahusest eraldada.
Eespool vaatlesime näidet, kui oli vaja isoleerida lauasool heterogeensest segust. Nüüd eraldame lauasoola homogeensest segust. Filtreerimisel saadud lahust nimetatakse filtraadiks. Filtraat tuleks valada portselanist tassi. Asetage tass lahusega statiivirõngale ja kuumutage lahust alkohollambi leegi kohal. Vesi hakkab aurustuma ja lahuse maht väheneb. Seda protsessi nimetatakse aurustamise teel. Kui vesi aurustub, muutub lahus kontsentreeritumaks. Kui lahus jõuab lauasoolaga küllastumise olekusse, ilmuvad tassi seintele kristallid. Sel hetkel lõpetage kuumutamine ja jahutage lahus. Jahutatud lauasool eraldub kristallidena. Vajadusel saab soolakristalle lahusest eraldada filtreerimise teel. Lahust ei tohi aurustada enne, kui vesi on täielikult aurustunud, kuna ka muud lahustuvad lisandid võivad kristallidena sadestuda ja lauasoola saastada.

Setitamine, dekanteerimine

Kasutatakse lahustumatute ainete eraldamiseks vedelikest toetades. Kui tahked osakesed on piisavalt suured, settivad need kiiresti põhja ja vedelik muutub selgeks. Seda saab setetest hoolikalt kurnata ja sellel lihtsal toimingul on ka oma nimi - dekanteerimine. Kuidas väiksem suurus tahked osakesed vedelikus, seda kauem segu settib. Samuti saate eraldada kaks vedelikku, mis ei segune üksteisega.

Tsentrifuugimine

Kui heterogeense segu osakesed on väga väikesed, ei saa seda eraldada ei settimise ega filtreerimise teel. Selliste segude näideteks on segatud piim ja vesi hambapasta. Sellised segud eraldatakse tsentrifuugimine. Sellist vedelikku sisaldavad segud asetatakse katseklaasidesse ja pööratakse suurel kiirusel spetsiaalsetes seadmetes - tsentrifuugides. Tsentrifuugimise tulemusena “pressitakse” raskemad osakesed anuma põhja ja kergemad satuvad peale. Piim on pisikesed rasvaosakesed, mis jaotuvad teiste ainete – suhkrute, valkude – vesilahuses. Sellise segu eraldamiseks kasutatakse spetsiaalset tsentrifuugi, mida nimetatakse separaatoriks. Piima eraldamisel ilmuvad pinnale rasvad ja neid on lihtne eraldada. Järele jääb vesi koos selles lahustunud ainetega - see on lõss.

Adsorptsioon

Tehnoloogias tekib sageli ülesanne gaaside, näiteks õhu, puhastamine soovimatutest või kahjulikest komponentidest. Paljudel ainetel on üks huvitav vara– need võivad "kleepuda" poorsete ainete pinnale, nagu raud magneti külge. Adsorptsioon on mõnede tahkete ainete võime absorbeerida oma pinnal olevaid gaasilisi või lahustunud aineid. Adsorptsioonivõimelisi aineid nimetatakse adsorbentideks. Adsorbendid on tahked ained, milles on palju sisekanaleid, tühimikke, poore, s.t. neil on väga suur kogu neelav pind. Adsorbendid on aktiivsüsi, silikageel (karbis koos uued kingad võite leida väikese koti valgeid herneid - see on silikageel), filterpaber. Erinevad ained “kleepuvad” adsorbentide pinnale erinevalt: ühed püsivad pinnal kindlalt, teised nõrgemini. Aktiveeritud süsinik See on võimeline absorbeerima mitte ainult gaasilisi, vaid ka vedelikes lahustunud aineid. Mürgistuse korral võetakse see nii, et mürgised ained adsorbeeritakse sellele.

Destilleerimine (destilleerimine)

Kaks vedelikku, mis tekivad homogeenne segu, Näiteks, etanool veega, eraldades destilleerimise või destilleerimisega. See meetod põhineb asjaolul, et vedelik kuumutatakse keemistemperatuurini ja selle aur juhitakse gaasi väljalasketoru kaudu teise anumasse. Aur jahtudes kondenseerub, jättes destilleerimiskolbi lisandid. Destilleerimisseade on näidatud joonisel 2

Vedelik asetatakse Wurtzi kolbi (1), Wurtzi kolbi kael suletakse tihedalt korgiga, millesse on sisestatud termomeeter (2), ja elavhõbedaga reservuaar peaks asuma väljalasketoru ava kõrgusel. Väljalasketoru ots sisestatakse läbi tihedalt kinnitatud pistiku Liebigi külmikusse (3), mille teises otsas tugevdatakse pistikut (4). Allonge kitsendatud ots lastakse vastuvõtjasse (5). Külmkapi jope alumine ots ühendatakse kummivooliku abil veekraaniga ning ülemisest otsast tehakse äravool kraanikaussi äravooluks. Külmkapi jope peaks alati olema veega täidetud. Wurtzi kolb ja külmik on paigaldatud eraldi alustele. Vedelik valatakse pika toruga lehtri kaudu kolbi, täites destilleerimiskolbi 2/3 mahust. Ühtlase keemise tagamiseks asetage kolvi põhja mitu boilerit – ühest otsast suletud klaaskapillaare. Pärast kolvi sulgemist lisage külmkappi vesi ja soojendage kolvis olevat vedelikku. Kütmist saab läbi viia gaasipõletil, elektripliidil, vee-, liiva- või õlivannil – olenevalt vedeliku keemistemperatuurist. Tuleohtlikke ja põlevaid vedelikke (alkohol, eeter, atsetoon jne) ei tohi õnnetuste vältimiseks kunagi kuumutada lahtise tule kohal: kasutada tuleb ainult vee- või muud vanni. Vedelik ei tohiks täielikult aurustuda: 10-15% algselt võetud mahust peaks jääma kolbi. Uue portsjoni vedelikku võib valada alles siis, kui kolb on veidi jahtunud.

Külmutamine

Meetodi abil eraldatakse ained, millel on erinev sulamistemperatuur külmutamine, lahuse jahutamine. Külmutades saad koju väga puhta vee. Selleks valage kraanivesi purki või kruusi ja asetage see külmkappi sügavkülma (või talvel võtke külma välja). Niipea, kui umbes pool veest muutub jääks, tuleb selle külmumata osa, kuhu kogunevad lisandid, välja valada ja lasta jääl sulada.

Tööstuses ja laboritingimustes kasutatakse segude eraldamiseks meetodeid, mis põhinevad segu komponentide muudel erinevatel omadustel. Näiteks saab segust eraldada rauaviile magnet. Ainete võimet lahustuda erinevates lahustites kasutatakse siis, kui kaevandamine– tahkete või vedelate segude eraldamise meetod, töödeldes neid erinevate lahustitega. Näiteks joodi alates vesilahus saab eraldada mõne orgaanilise lahustiga, milles jood lahustub paremini.

Järeldus

Laboripraktikas ja igapäevaelus on väga sageli vaja üksikuid komponente ainete segust eraldada. Pange tähele, et segud sisaldavad kahte või enamat ainet ja jagunevad kahte suurde rühma: homogeensed ja heterogeensed. Segude eraldamiseks on erinevaid viise, näiteks filtreerimine, aurustamine, destilleerimine (destilleerimine) jt. Segude eraldamise meetodid sõltuvad peamiselt segu tüübist ja koostisest.

Kasutatud kirjanduse loetelu

1. S. Ozols, E. Lepiņš keemia algkoolile., 1996. Lk 289

2. Info Internetist

Teoreetiline blokk.

Mõiste “segu” määratlus anti 17. sajandil. Inglise teadlane Robert Boyle: "Segu on terviklik süsteem, mis koosneb heterogeensetest komponentidest."

Segu ja puhta aine võrdlusomadused

Võrdlusmärgid	Puhas aine	Segu
	Püsiv	Tujukas
Ained	Sama	Erinevad
Füüsikalised omadused	Alaline	Tujukas
Energia muutub moodustumise ajal	Toimub	Ei juhtu
Eraldamine	Keemiliste reaktsioonide kaudu	Füüsiliste meetoditega

Segud erinevad üksteisest välimuselt.

Segude klassifikatsioon on näidatud tabelis:

Toome näiteid suspensioonidest (jõeliiv + vesi), emulsioonidest (taimeõli + vesi) ja lahustest (õhk kolvis, lauasool + vesi, väike vahetus: alumiinium + vask või nikkel + vask).

Segude eraldamise meetodid

Looduses esinevad ained segudena. Laboriuuringuteks, tööstuslikuks tootmiseks ning farmakoloogia ja meditsiini vajadusteks on vaja puhtaid aineid.

Ainete puhastamiseks kasutatakse erinevaid segude eraldamise meetodeid.

Aurutamine on vedelikus lahustunud tahkete ainete eraldamine, muutes selle auruks.

destilleerimine - destilleerimine, vedelates segudes sisalduvate ainete eraldamine keemistemperatuuride järgi, millele järgneb auru jahutamine.

Looduses vett puhtal kujul (ilma sooladeta) ei esine. Ookeani-, mere-, jõe-, kaevu- ja allikavesi on soolade vees lahused. Siiski on inimestel sageli vaja puhas vesi, mis ei sisalda sooli (kasutatakse automootorites; keemiatootmises, et saada erinevaid lahendusi ja ained; pildistamise ajal). Sellist vett nimetatakse destilleeritud ja selle saamise meetodit nimetatakse destilleerimiseks.

Filtreerimine - vedelike (gaaside) kurnamine läbi filtri, et puhastada need tahketest lisanditest.

Need meetodid põhinevad segu komponentide füüsikaliste omaduste erinevustel.

Kaaluge eraldamismeetodeid heterogeenneja homogeensed segud.

Segu näide	Eraldamise meetod
Suspensioon - jõeliiva ja vee segu	Advokaaditöö Eraldamine kaitstes mis põhinevad ainete erinevatel tihedustel. Raskem liiv settib põhja. Võite ka emulsiooni eraldada: eraldage õli või taimeõli veest. Laboris saab seda teha jaotuslehtri abil. Ülemise heledama kihi moodustab nafta või taimeõli. Setimise tulemusena langeb udu seest välja kaste, suitsust tahm, piima sisse koor. Vee ja taimeõli segu eraldamine setitamisega
Liiva ja lauasoola segu vees	Filtreerimine Mis on aluseks heterogeensete segude eraldamiseks, kasutades filtreerimine?Ainete erinevast lahustuvusest vees ja erinevatel osakeste suurustel. Filtri pooridest läbivad ainult nendega võrreldavate ainete osakesed, suuremad osakesed aga jäävad filtrile. Nii saate eraldada lauasoola ja jõeliiva heterogeense segu. Filtritena saab kasutada erinevaid poorseid aineid: vatti, kivisütt, küpsetatud savi, pressklaasi jt. Filtreerimismeetod on kodumasinate, näiteks tolmuimejate, töötamise aluseks. Seda kasutavad kirurgid - marli sidemed; puurijad ja liftitöötajad - hingamisteede maskid. Ilfi ja Petrovi teose kangelasel Ostap Benderil õnnestus teelehtede filtreerimiseks teesõelaga võtta Ellochka the Ogressi (“Kaksteist tooli”) üks toolidest. Tärklise ja vee segu eraldamine filtreerimise teel
Raua ja väävli pulbri segu	Tegevus magneti või vee abil Rauapulbrit tõmbas magnet, väävlipulbrit aga mitte. Mittemärguv väävlipulber hõljus veepinnale ja raske märguv rauapulber settis põhja. Väävli ja raua segu eraldamine magneti ja vee abil
Soola lahus vees on homogeenne segu	Aurustumine või kristalliseerumine Vesi aurustub, jättes portselantopsi soolakristallid. Eltoni ja Baskunchaki järvede vee aurustamisel saadakse lauasool. See eraldamismeetod põhineb lahusti ja lahustunud aine keemispunktide erinevusel. Kui aine, näiteks suhkur, laguneb kuumutamisel, siis vesi ei aurustu täielikult - lahus aurustub ja seejärel sadestuvad küllastunud lahusest suhkrukristallid. Mõnikord on vaja eemaldada lisandid madalama keemistemperatuuriga lahustitest, näiteks soolast veest. Sel juhul tuleb aine aurud kokku koguda ja seejärel jahutamisel kondenseerida. Seda homogeense segu eraldamise meetodit nimetatakse destilleerimine või destilleerimine. Spetsiaalsetes seadmetes - destilleerijates saadakse destilleeritud vesi, mida kasutatakse farmakoloogia, laborite ja autode jahutussüsteemide vajadusteks. Kodus saate sellist destilleerijat ehitada: Kui eraldate alkoholi ja vee segu, destilleeritakse kõigepealt ära alkohol keemistemperatuuriga = 78 °C (kogutakse vastuvõtukatseklaasi) ja vesi jääb katseklaasi. Destilleerimist kasutatakse naftast bensiini, petrooleumi ja gaasiõli tootmiseks. Homogeensete segude eraldamine

Spetsiaalne meetod komponentide eraldamiseks, mis põhineb nende erineval neeldumisel teatud aine poolt, on kromatograafia.

Vene botaanik eraldas kromatograafia abil esmalt klorofülli taimede rohelistest osadest. Tööstuses ja laborites kasutatakse kromatograafias filterpaberi asemel tärklist, kivisütt, lubjakivi ja alumiiniumoksiidi. Kas alati on vaja sama puhastusastmega aineid?

Segude koostise väljendamise meetodid.

· Komponendi massiosa segus- komponendi massi ja kogu segu massi suhe. Tavaliselt väljendatakse massiosa protsentides, kuid mitte tingimata.

ω ["omega"] = mkomponent / mm segu

· Komponendi mooliosa segus- komponendi moolide arvu (ainekoguse) suhe kõigi segus olevate ainete moolide koguarvusse. Näiteks kui segu sisaldab aineid A, B ja C, siis:

χ ["chi"] komponent A = n-komponent A / (n(A) + n(B) + n(C))

· Komponentide molaarsuhe. Mõnikord näitavad segu probleemid selle komponentide molaarsuhet. Näiteks:

mittekomponent A: mittekomponent B = 2:3

· Komponendi mahuosa segus (ainult gaaside jaoks)- aine A mahu ja kogu gaasisegu kogumahu suhe.

φ ["phi"] = Vkomponent / Vsegu

Praktiline plokk.

Vaatame kolme näidet probleemidest, millega metallide segud reageerivad soola hape:

Näide 1.Kui vase ja raua segu, mis kaalus 20 g, puutus kokku liigse vesinikkloriidhappega, vabanes 5,6 liitrit gaasi (n.e.). Määrake metallide massiosad segus.

Esimeses näites vask ei reageeri vesinikkloriidhape, see tähendab, et happe reageerimisel rauaga eraldub vesinik. Seega, teades vesiniku mahtu, saame kohe leida raua koguse ja massi. Ja vastavalt ainete massifraktsioonid segus.

Lahendus näitele 1.

n = V / Vm = 5,6 / 22,4 = 0,25 mol.

2. Vastavalt reaktsioonivõrrandile:

3. Raua kogus on samuti 0,25 mol. Selle massi leiate:
mFe = 0,25 ± 56 = 14 g.

Vastus: 70% rauda, 30% vaske.

Näide 2.Kui alumiiniumi ja raua segu, mis kaalus 11 g, puutus kokku liigse vesinikkloriidhappega, vabanes 8,96 liitrit gaasi (n.e.). Määrake metallide massiosad segus.

Teises näites on reaktsioon mõlemad metallist Siin eraldub vesinik juba mõlemas reaktsioonis happest. Seetõttu ei saa siin otsearvutust kasutada. Sellistel juhtudel on mugav lahendada väga lihtsa võrrandisüsteemi abil, kus x on ühe metalli moolide arv ja y teise metalli moolide arv.

Lahendus näitele 2.

1. Leidke vesiniku kogus:
n = V/Vm = 8,96 / 22,4 = 0,4 mol.

2. Olgu alumiiniumi kogus x mooli ja raua kogus x mooli. Seejärel saame väljendada vabanenud vesiniku kogust x ja y kaudu:


	2HCl = FeCl2+

4. Me teame kokku vesinik: 0,4 mol. Tähendab,
1,5x + y = 0,4 (see on süsteemi esimene võrrand).

5. Metallide segu jaoks peate väljendama massid ainete hulga kaudu.
m = Mn
Niisiis, alumiiniumi mass
mAl = 27x,
raua mass
mFe = 56у,
ja kogu segu mass
27x + 56y = 11 (see on süsteemi teine võrrand).

6. Seega on meil kahe võrrandi süsteem:

7. Selliseid süsteeme on palju mugavam lahendada lahutamise meetodil, korrutades esimese võrrandi 18-ga:
27x + 18a = 7,2
ja esimese võrrandi lahutamine teisest:

8. (56 − 18)y = 11 − 7,2
y = 3,8 / 38 = 0,1 mol (Fe)
x = 0,2 mol (Al)

mFe = n M = 0,1 56 = 5,6 g
mAI = 0,2 ± 27 = 5,4 g
ωFe = mFe / mm segu = 5,6 / 11 = 0,50,91%),

vastavalt
ωAl = 100% − 50,91% = 49,09%

Vastus: 50,91% rauda, 49,09% alumiiniumi.

Näide 3.16 g tsingi, alumiiniumi ja vase segu töödeldi vesinikkloriidhappe lahusega. Sel juhul eraldus 5,6 liitrit gaasi (n.o.) ja 5 g ainet ei lahustunud. Määrake metallide massiosad segus.

Kolmandas näites reageerivad kaks metalli, kuid kolmas metall (vask) ei reageeri. Seetõttu on ülejäänud 5 g vase mass. Ülejäänud kahe metalli – tsingi ja alumiiniumi (pange tähele, et nende kogumass on 16 − 5 = 11 g) kogused saab leida võrrandisüsteemi abil, nagu näites nr 2.

Vastus näitele 3: 56,25% tsinki, 12,5% alumiiniumi, 31,25% vaske.

Näide 4.Raua, alumiiniumi ja vase segu töödeldi külma kontsentreeritud väävelhappe liiaga. Sel juhul lahustus osa segust ja eraldus 5,6 liitrit gaasi (n.o.). Ülejäänud segu töödeldi naatriumhüdroksiidi lahusega. Gaasi vabanes 3,36 liitrit ja järele jäi 3 g lahustumata jääki. Määrake metallide esialgse segu mass ja koostis.

Selles näites peame seda meeles pidama külm kontsentreeritud väävelhape ei reageeri raua ja alumiiniumiga (passivatsioon), küll aga reageerib vasega. See vabastab väävel (IV) oksiidi.
Leelisega reageerib ainult alumiinium- amfoteerne metall (leelises lahustuvad lisaks alumiiniumile ka tsink ja tina ning kuumas kontsentreeritud leelis võib lahustada ka berülliumi).

Lahendus näitele 4.

1. Kontsentreeritud väävelhappega reageerib ainult vask, gaasimoolide arv:
nSO2 = V / Vm = 5,6 / 22,4 = 0,25 mol


	2H2SO4 (konts.) = CuSO4+

2. (ärge unustage, et sellised reaktsioonid tuleb võrdsustada elektroonilise kaaluga)

3. Kuna vase ja vääveldioksiidi molaarsuhe on 1:1, siis on ka vask 0,25 mol. Võite leida vase massi:
mCu = n M = 0,25 64 = 16 g.

4. Alumiinium reageerib leeliselahusega, mille tulemusena moodustub alumiiniumi ja vesiniku hüdroksokompleks:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

Al0 − 3e = Al3+

5. Vesiniku moolide arv:
nH2 = 3,36 / 22,4 = 0,15 mol,
alumiiniumi ja vesiniku molaarsuhe on 2:3 ja seetõttu
nAl = 0,15 / 1,5 = 0,1 mol.
Alumiiniumi kaal:
mAI = n M = 0,1 ± 27 = 2,7 g

6. Ülejäänud osa on raud, mis kaalub 3 g. Segu massi leiate:
segu = 16 + 2,7 + 3 = 21,7 g.

7. Metallide massifraktsioonid:

ωCu = mCu / mm segu = 16 / 21,7 = 0,7,73%)
ωAl = 2,7 / 21,7 = 0,1,44%)
ωFe = 13,83%

Vastus: 73,73% vask, 12,44% alumiinium, 13,83% raud.

Näide 5.21,1 g tsingi ja alumiiniumi segu lahustati 565 ml lämmastikhappe lahuses, mis sisaldas 20 massiprotsenti. % НNO3 ja mille tihedus on 1,115 g/ml. Vabanenud gaasi maht, mis on lihtne aine ja ainuke lämmastikhappe redutseerimise saadus oli 2,912 l (nr). Määrake saadud lahuse koostis massiprotsentides. (RHTU)

Selle ülesande tekst näitab selgelt lämmastiku redutseerimise produkti - "lihtsat ainet". Kuna lämmastikhape koos metallidega ei tooda vesinikku, on see lämmastik. Mõlemad metallid lahustuvad happes.
Probleem ei küsi mitte metallide algsegu koostist, vaid saadud lahuse koostist pärast reaktsioone. See muudab ülesande keerulisemaks.

Lahendus näitele 5.

1. Määrake gaasilise aine kogus:
nN2 = V / Vm = 2,912 / 22,4 = 0,13 mol.

2. Määrake lämmastikhappe lahuse mass, lahustunud HNO3 mass ja kogus:

mlahus = ρ V = 1,115 565 = 630,3 g
mHNO3 = ω mlahus = 0,2 630,3 = 126,06 g
nHNO3 = m/M = 126,06/63 = 2 mol

Pange tähele, et kuna metallid on täielikult lahustunud, tähendab see - hapet oli kindlasti piisavalt(need metallid ei reageeri veega). Sellest lähtuvalt on vaja kontrollida Kas hapet on liiga palju? ja kui palju sellest jääb pärast reaktsiooni saadud lahusesse.

3. Koostame reaktsioonivõrrandid ( ärge unustage oma elektroonilist tasakaalu) ja arvutuste hõlbustamiseks võtame tsingi koguseks 5x ja alumiiniumi koguseks 10y. Seejärel on vastavalt võrrandite koefitsientidele lämmastik esimeses reaktsioonis x mol ja teises - 3y mol:


	12HNO3 = 5Zn(NO3)2+

Zn0 − 2e = Zn2+


	36HNO3 = 10Al(NO3)3+

Al0 − 3e = Al3+

5. Seejärel, arvestades, et metallide segu mass on 21,1 g, nende molaarmassid- 65 g/mol tsingi ja 27 g/mol alumiiniumi puhul, saame järgmise võrrandisüsteemi:

6. Seda süsteemi on mugav lahendada, korrutades esimese võrrandi 90-ga ja lahutades esimese võrrandi teisest.

7. x = 0,04, mis tähendab nZn = 0,04 5 = 0,2 mol
y = 0,03, mis tähendab nAl = 0,03 10 = 0,3 mol

8. Kontrollige segu massi:
0,2 65 + 0,3 27 = 21,1 g.

9. Liigume nüüd lahuse koostise juurde. Mugav on reaktsioonid uuesti ümber kirjutada ja reaktsioonide kohale kirjutada kõigi reageerinud ja moodustunud ainete kogused (va vesi):

10. Järgmine küsimus: kas lahusesse on jäänud lämmastikhapet ja kui palju on alles?
Vastavalt reaktsioonivõrranditele reageerinud happe kogus:
nHNO3 = 0,48 + 1,08 = 1,56 mol,
st hapet oli liiga palju ja saate arvutada selle jäägi lahuses:
nHNO3res. = 2–1,56 = 0,44 mol.

11. Niisiis, sisse lõplik lahendus sisaldab:

tsinknitraat koguses 0,2 mol:
mZn(NO3)2 = n M = 0,2 189 = 37,8 g
alumiiniumnitraat koguses 0,3 mol:
mAl(NO3)3 = n M = 0,3 213 = 63,9 g
liigne lämmastikhape koguses 0,44 mol:
mHNO3rest. = n M = 0,44 63 = 27,72 g

12. Kui suur on lõpplahuse mass?
Pidagem meeles, et lõpplahuse mass koosneb nendest komponentidest, mille me segasime (lahused ja ained), millest on lahutatud lahusest väljunud reaktsioonisaadused (sademed ja gaasid):

13.
Siis meie ülesandeks:

14. mnew lahus = happelahuse mass + metallisulami mass - lämmastiku mass
mN2 = n M = 28 (0,03 + 0,09) = 3,36 g
mnew lahus = 630,3 + 21,1 - 3,36 = 648,04 g

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
ωHNO3rest. = mv-va / mr-ra = 27,72 / 648,04 = 0,0428

Vastus: 5,83% tsinknitraati, 9,86% alumiiniumnitraati, 4,28% lämmastikhapet.

Näide 6.Kui 17,4 g vase, raua ja alumiiniumi segu töödeldi kontsentreeritud lämmastikhappe liiaga, eraldus 4,48 liitrit gaasi (n.e.) ja kui see segu puutus kokku samas massis liigse vesinikkloriidhappega, siis 8,96 liitrit gaas (n.e.) lasti välja. y.). Määrake esialgse segu koostis. (RHTU)

Selle probleemi lahendamisel tuleb esiteks meeles pidada, et kontsentreeritud lämmastikhape koos mitteaktiivse metalliga (vasega) tekitab NO2, kuid raud ja alumiinium sellega ei reageeri. Vesinikkloriidhape, vastupidi, ei reageeri vasega.

Vastus näiteks 6: 36,8% vask, 32,2% raud, 31% alumiinium.

Probleemid iseseisvaks lahendamiseks.

1. Lihtsad probleemid kahe segukomponendiga.

1-1. 20 g kaaluvat vase ja alumiiniumi segu töödeldi 96% lämmastikhappe lahusega ja eraldus 8,96 liitrit gaasi (n.e.). Määrake alumiiniumi massiosa segus.

1-2. Töödeldi 10 g kaaluvat vase ja tsingi segu kontsentreeritud lahus leelised. Sel juhul vabanes 2,24 liitrit gaasi (n.y.). Arvutage tsingi massiosa algsegus.

1-3. Magneesiumi ja magneesiumoksiidi segu massiga 6,4 g töödeldi piisava koguse lahjendatud väävelhappega. Antud juhul vabanes 2,24 liitrit gaasi (n.o.). Leidke magneesiumi massiosa segus.

1-4. Tsingi ja tsinkoksiidi segu massiga 3,08 g lahustati lahjendatud väävelhappes. Saime tsinksulfaadi massiga 6,44 g Arvutage tsingi massiosa esialgses segus.

1-5. Kui 9,3 g kaaluvat raua- ja tsingipulbrite segu puututi kokku vask(II)kloriidi liialahusega, moodustus 9,6 g vaske. Määrake esialgse segu koostis.

1-6. Millise massi 20% vesinikkloriidhappe lahust on vaja 20 g tsingi ja tsinkoksiidi segu täielikuks lahustamiseks, kui vesinikku eraldub mahuga 4,48 l (nr.)?

1-7. Kui lahjendatud lämmastikhappes lahustatakse 3,04 g raua ja vase segu, eraldub lämmastikoksiid (II) mahuga 0,896 l (nr). Määrake esialgse segu koostis.

1-8. Kui 16% vesinikkloriidhappe lahuses (ρ = 1,09 g/ml) lahustati 1,11 g raua- ja alumiiniumviilude segu, vabanes 0,672 liitrit vesinikku (n.e.). Leidke segus metallide massiosad ja määrake tarbitud vesinikkloriidhappe maht.

2. Ülesanded on keerulisemad.

2-1. Kaltsiumi ja alumiiniumi segu massiga 18,8 g kaltsineeriti ilma õhuta liigse grafiidipulbriga. Reaktsiooniprodukti töödeldi lahjendatud vesinikkloriidhappega ja eraldus 11,2 liitrit gaasi (n.o.). Määrake metallide massiosad segus.

2-2. 1,26 g magneesiumi-alumiiniumisulami lahustamiseks kasutati 35 ml 19,6% väävelhappe lahust (ρ = 1,1 g/ml). Happe liig reageeris 28,6 ml kaaliumvesinikkarbonaadi lahusega kontsentratsiooniga 1,4 mol/l. Määrata sulamis metallide massiosad ja sulami lahustumisel eralduva gaasi maht (nr).