4.1.2. Методы разделения смесей и очистки веществ.
Типы смесей
гетерогенные (неоднородные) |
гомогенные (однородные) |
|
Гетерогенными называют такие смеси, в которых можно выявить границу раздела между исходными компонентами либо невооруженным глазом, либо под лупой или микроскопом:
|
Вещества в таких смесях смешаны друг с другом максимально возможно, можно сказать, на молекулярном уровне. В таких смесях нельзя выявить границу раздела исходных компонентов даже под микроскопом:
|
| Примеры | |
|
Суспензия (твердое + жидкость) Эмульсия (жидкость + жидкость) Дым (твердое + газ) Смесь порошков твердых веществ (твердое+твердое) |
Истинные растворы (например, раствор поваренной соли в воде, раствор спирта в воде) Твердые растворы (сплавы металлов, кристаллогидраты солей) Газовые растворы (смесь не реагирующих между собой газов) |
Методы разделения смесей
Гетерогенные смеси типов газ-жидкость, жидкость-твёрдое, газ-твёрдое неустойчивы во времени под действием силы тяжести. В таких смесях составные компоненты с меньшей плотностью постепенно поднимаются вверх (всплывают), а с большей — опускаются вниз (оседают). Такой процесс самопроизвольного разделения смесей с течением времени называют отстаиванием. Так, например, смесь мелкого песка и воды довольно быстро самопроизвольно делится на две части:
Для ускорения процесса осаждения вещества с большей плотностью из жидкости в лабораторных условиях чаще прибегают к более продвинутой версии метода отстаивания — центрифугированию. Роль силы тяжести в центрифугах играет центробежная сила, всегда возникающая при вращении. Поскольку центробежная сила напрямую зависит от скорости вращения, ее можно делать многократно больше силы тяжести, просто увеличивая число оборотов центрифуги в единицу времени. Благодаря этому достигается намного более быстрое по сравнению с отстаиванием разделение смеси.
После отстаивания или центрифугирования надосадочную жидкость можно отделить от осадка методом декантации — аккуратным сливанием жидкости с осадка.
Разделить смесь двух нерастворимых друг в друге жидкостей (после ее отстаивания) можно с помощью делительной воронки, принцип действия которой понятен из следующей иллюстрации:
Для разделения смесей веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях, помимо отстаивания и центрифугирования также широко используют фильтрование. Метод заключается в том, что фильтр обладает различной пропускной способностью по отношению к компонентам смеси. Чаще всего это связано с различным размером частиц, но также может быть еще обусловлено тем, что отдельные компоненты смеси сильнее взаимодействуют с поверхностью фильтра (адсорбируются им).
Так, например, взвесь твердого нерастворимого порошка с водой можно разделить, используя пористый бумажный фильтр. Твердое вещество остается на фильтре, а вода проходит через него и собирается в в емкости, расположенной под ним:
В некоторых случаях гетерогенные смеси могут быть разделены благодаря разным магнитным свойствам компонентов. Так, например, смесь порошков серы и металлического железа можно разделить с помощью магнита. Частицы железа в отличие от частиц серы притягиваются и удерживаются магнитом:
Разделение компонентов смеси с применением магнитного поля называют магнитной сепарацией.
Если смесь представляет собой раствор тугоплавкого твердого вещества в какой-либо жидкости, выделить это вещество из жидкости можно выпариванием раствора:
Для разделения жидких гомогенных смесей используют метод, называемый дистилляцией, или перегонкой. Данный способ имеет принцип действия, схожий с выпариванием, но позволяет отделять не только летучие компоненты от нелетучих, но также и вещества с относительно близкими температурами кипения. Один из простейших вариантов дистилляционных аппаратов представлен на рисунке ниже:
Смысл процесса дистилляции заключается в том, что при кипении смеси жидкостей первыми улетучиваются пары более легкокипящего компонента. Пары этого вещества после прохождения через холодильник конденсируются и стекают в приемник. Метод дистилляции широко применяется в нефтяной промышленности при первичной переработке нефти для разделения нефти на фракции (бензин, керосин, дизель и т.д.).
Так же методом дистилляции получают очищенную от примесей (прежде всего солей) воду. Воду, прошедшую очистку дистилляцией, называют дистиллированной водой.
Научные методы исследования химических веществ и превращений. Методы разделения смесей и очистки веществ.
Методы разделения смесей и очистки веществ
1. Разделение жидкостей
Перегонка – разделение жидкостей, различающихся по температуре кипения.
 |
Перегонку проводят в приборе, состоящем из колбы Вюрца (или круглодонной колбы с газоотводной трубкой), прямого холодильника, колбы-приемника, аллонжа, термометра и нагревательного прибора. Смесь жидкостей нагревают в перегонной колбе до температуры кипения каждого компонента, пары отводят в холодильник и собирают сконденсировавшуюся жидкость в приемник, отдельно каждый компонент смеси. |
Дистилляция – очистка воды от твердых примесей.
 |
Загрязненную жидкость нагревают в перегонной колбе до температуры кипения, пары отводят в холодильник и собирают сконденсировавшуюся жидкость в приемник. |
2. Разделение жидкостей и твердых веществ
Фильтрование – метод разделения жидкостей и твердых веществ.
 |
Фильтрованием отделяют нерастворимые твердые вещества от жидкости. |
Выпаривание – метод разделения жидкостей и твердых веществ.
 |
Выпариванием отделяют воду от растворенных в ней веществ. |
Декантация – сливание жидкости с отстоявшегося осадка. К ней целесообразно прибегать в тех случаях, когда в сравнительно большом количестве жидкости находится немного твердого вещества, которое легко оседает на дно.
.
3. Разделение смесей твердых веществ
| Отстаивание | Магнитная сепарация |
| Например, смесь хлорида натрия и карбоната кальция можно разделить растворением в воде и последующим отстаиванием
|
Например, смесь серы и железных опилок можно разделить с помощью магнита:
|
Сублимация (возгонка) — очистка твердых веществ, способных при нагревании переходить непосредственно из твердой фазы в газообразную, минуя жидкую фазу. Образующийся газ конденсируется охлаждаемой частью прибора. Сублимацию обычно проводят при температуре, близкой к температуре плавления вещества. Возгонкой можно очистить йод, серу, хлорид аммония.
Перекристаллизация. При повышенной температуре готовят насыщенный раствор очищаемого вещества, затем для удаления нерастворимых примесей раствор фильтруют через воронку для горячего фильтрования и охлаждают до низкой температуры. При понижении температуры растворимость вещества понижается, и основная часть очищаемого вещества выпадает в осадок, растворимые примеси остаются в растворе.
Хроматография. Метод разделения и анализа смесей веществ, который основан на распределении веществ между двумя фазами – неподвижной (твердая фаза или жидкость, связанная на носителе) и подвижной (газовая или жидкая фаза, элюент).
Сайты, меню, вход, новости
Всего: 27 1–20 | 21–27
Добавить в вариант
Установите соответствие между смесью веществ и методом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) этанол и вода
Б) бромная вода
В) гексан и вода
МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ
1) перегонка
2) экстракция
3) использование делительной воронки
4) выпаривание
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Установите соответствие между смесью веществ и методом ее разделения.
СМЕСЬ
А) сахароза и вода
Б) бензол и вода
В) жидкий воздух
МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ
1) перегонка
2) фильтрация
3) использование делительной воронки
4) выпаривание
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Установите соответствие между смесью веществ и методом её разделения.
СМЕСЬ
А) гидроксид железа (III) и вода
Б) гидроксид натрия и вода
В) бензол и толуол
МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ
1) выпаривание
2) использование делительной воронки
3) фильтрация
4) перегонка
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Установите соответствие между смесью веществ и методом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) гидроксид калия и вода
Б) бензин и вода
В) пиридин и вода
МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ
1) выпаривание
2) использование делительной воронки
3) экстракция
4) перегонка
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) хлорид лития и уголь
Б) жидкий азот и кислород
В) хлорид серебра и хлорид натрия
Г) гексан и вода
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) обработка водой
3) декантацией
4) охлаждением
5) с помощью магнита
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
A) жидкий азот и кислород
Б) железо и магний
В) вода и ацетон
Г) поваренная соль и кварцевый песок
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) обработка водой, фильтрование, выпаривание раствора
3) с помощью магнита
4) декантацией
5) охлаждением
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) углерод и хлорид калия
Б) изопропанол и ацетон
В) хлорид лития и кварцевый песок
Г) никель и оксид алюминия
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) растворение в воде с последующий фильтрацией и упариванием
3) с помощью магнита
4) декантацией
5) охлаждением
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) железа и цинка
Б) воды и карбоната кальция
В) этанола и сульфата бария
Г) бутанола и этанола
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) перегонкой
2) фильтрованием
3) с помощью магнита
4) флотацией
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
A) воды и октана
Б) воды и карбоната кальция
В) железа и меди
Г) гексана и бензола
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) с помощью делительной воронки
3) с помощью магнита
4) фильтрованием
5) перемешиванием
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) воды и бензола
Б) железа и меди
В) воды и сульфата бария
Г) гексана и бензола
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) фильтрованием
3) с помощью делительной воронки
4) с помощью магнита
5) перемешиванием
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) хлорид лития и кварцевый песок
Б) жидкий азот и кислород
В) железо и сульфид меди
Г) вода и этанол
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) декантацией
3) охлаждением
4) обработка водой
5) с помощью магнита
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) железа и хлорида стронция
Б) воды и фенол
В) воды и сульфата бария
Г) бутанола и этанола
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) фильтрованием
3) с помощью магнита
4) декантацией
5) растиранием
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) хлорид лития и кварцевый песок
Б) жидкий азот и кислород
В) сульфат бария и хлорид калия
Г) вода и пропанол
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) обработка водой
3) декантацией
4) охлаждением
5) с помощью магнита
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) воды и тетрахлорметан
Б) воды и сульфата бария
В) алюминия и железа
Г) вода и ацетон
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) фильтрованием
3) декантацией
4) с помощью магнита
5) перемешиванием
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) железа и хлорида стронция
Б) воды и фенола
В) воды и сульфата бария
Г) бутанола и этанола
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) фильтрованием
3) с помощью магнита
4) декантацией
5) растиранием
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) хлорид лития и кварцевый песок
Б) жидкий азот и кислород
В) хлорид серебра и хлорид калия
Г) вода и изопропанол
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) обработка водой
3) декантацией
4) охлаждением
5) с помощью магнита
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) железа и угля
Б) воды и толуола
В) воды и сульфата бария
Г) изопропанола и метанола
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) фильтрованием
3) с помощью магнита
4) с помощью делительной воронки
5) растиранием
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) хлорид натрия и полиэтилен
Б) жидкий азот и кислород
В) сульфат бария и хлорид калия
Г) ацетон и изопропанол
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) обработка водой
3) декантацией
4) охлаждением
5) с помощью магнита
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) воды и тетрахлорметан
Б) этанола и хлорида серебра
В) цинка и кобальта
Г) вода и ацетон
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) фильтрованием
3) декантацией
4) с помощью магнита
5) перемешиванием
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между смесью и способом её разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
СМЕСЬ
А) углерод и хлорид натрия
Б) изопропанол и этанол
В) хлорид лития и кварцевый песок
Г) бензол и вода
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
1) фракционной перегонкой
2) обработка водой
3) с помощью магнита
4) декантацией
5) охлаждением
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Всего: 27 1–20 | 21–27
- Курс
Меня зовут Быстрицкая Вера Васильевна.
Я репетитор по Химии
![[[pictureof]]](https://dist-tutor.info/s3/dist-tutor/user/20094/ava/thumbnails/mQ6siSVtAT1Szar.jpg)
Вам нужны консультации по Химии по Skype?
Если да, подайте заявку. Стоимость договорная.
Чтобы закрыть это окно, нажмите «Нет».
СМЕСИ – это комбинация из нескольких веществ.
Жидкие смеси: шампуни, напитки, микстуры, молоко, препараты бытовой химии и другие.
Твердые смеси: почва, глина, песок, стекло, керамику, сплавы, бетон, чугун, кулинарные смеси или смеси, образующие стиральные порошки.
Газообразные смеси: воздух, дым, туман
Чистое вещество имеет постоянный состав, смеси не имеют постоянного состава
Чистое вещество обладает постоянными физическими свойствами (tкип, tплав, ρ и др.), в смесях каждое вещество сохраняет свои физические и химические свойства
СПОСОБЫ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНЫХ СМЕСЕЙ
МЕТОД ОТСТАИВАНИЯ
В его основе лежит различная плотность веществ. Если частички твердого вещества достаточно крупные, они быстро оседают на дно, а жидкость становится прозрачной Ее можно осторожно слить с осадка.
Вода, имеющая бóльшую плотность, образует нижний слой, сверху отстоится слой масляный. Аналогично отстаивается смесь воды и нефти, воды и растительного масла.
Отстаиванием разделяют и смеси двух нерастворимых друг в друге жидкостей. Если в систему смазки автомобиля попала вода, масло придется слить. Однако через некоторое время смесь расслоится.
Для разделения двух жидкостей удобно пользоваться особым прибором — делительной воронкой.
ФИЛЬТРОВАНИЕ
Механическое отделение твердого нерастворимого компонента раствора с помощью пористой перегородки (фильтра)
ДЕЙСТВИЕ МАГНИТОМ
(магнитная сегрегация)
СПОСОБЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ОДНОРОДНЫХ СМЕСЕЙ
КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ
Выделение твёрдого нерастворимого вещества в виде кристаллов из растворов или расплавов путем охлаждения.
В природе соляные озера – это своеобразные гигантские чаши. За счет испарения воды на берегах таких озер кристаллизуется огромное количество соли, которая после очистки попадает к нам на стол.
ВЫПАРИВАНИЕ
Процесс концентрирования растворов твердых растворимых нелетучих веществ путем частичного испарения растворителя при кипении жидкости.
ДИСТИЛЛЯЦИЯ (ПЕРЕГОНКА)
Отделение жидкостей с различной температурой кипения за счет испарение жидкости с низкой температурой кипения с последующим охлаждением и конденсацией паров.
Разделение смесей жидких веществ основано на различии в их температурах кипения. Такой процесс называют ректификацией или перегонкой.
Ректификацию используют, например, при переработке нефти.
Основан на разных скоростях распределения исследуемого вещества между двумя фазами — неподвижной и подвижной.
ЭКСТРАКЦИЯ
Метод извлечения вещества из раствора или с помощью подходящего растворителя. Для извлечения из раствора применяются растворители, не смешивающиеся с этим раствором.
Подготовка к ЕГЭ по химии. Вопрос 26
Уровень
сложности задания – базовый;
Максимальный
балл за выполнение задания – 1балл;
Примерное
время выполнения задания – 5-7минут.
Проверяемые элементы содержания
Правила работы в лаборатории. Лабораторная посуда и
оборудование. Правила безопасности при работе с едкими, горючими и токсичными
веществами, средствами бытовой химии. Научные методы исследования химических
веществ и превращений. Методы разделения смесей и очистки веществ. Понятие о металлургии:
общие способы получения металлов. Общие научные принципы химического
производства (на примере промышленного получения аммиака, серной кислоты,
метанола). Химическое загрязнение окружающей среды и его последствия. Природные
источники углеводородов, их переработка. Высокомолекулярные соединения. Реакции
полимеризации и поликонденсации. Полимеры. Пластмассы, волокна, каучуки.
Применение веществ
Аммиак широко используется как исходное
азотсодержащее вещество в производстве удобрений. Аммиак используется
при получении удобрения — аммиачной селитры.
Одно из основных применений метана — в качестве топлива.
Изопрен — исходный мономер при
получении каучука.
Этилен может использоваться для различных целей,
но из представленных вариантов наиболее подходящий — получение пластмасс.
Из этилена получают полиэтилен.
Капролактам используется для получения
капрона.
Пропан часто используют в качестве топлива.
Стирол применяют для получения полистирола.
Стирол применяют почти исключительно для производства полимеров.
Многочисленные виды полимеров на основе стирола включают полистирол, пенопласт
(вспененный полистирол), модифицированные стиролом полиэфиры, пластики АБС
(акрилонитрил-бутадиен-стирол) и САН (стирол-акрилонитрил). Также стирол входит
в состав напалма.
Пропилен используется для получения
полипропилена.
Одно из основных применений полиэтилена — производство
игрушек, пластиковых пакетов.
Глицерин применяют для получения
динамита.
Гидроксид аммония — нашатырный спирт, применяют
в медицине.
Оксид кремния используют для получения
стекол.
Серу используют в процессе вулканизации
резины.
Тетрахлорид углерода и ацетон —
растворители.
Углерод является неотъемлемой
составляющей стали (до 2,14 % масс.) и чугуна (более 2,14 % масс.), поэтому
широко применяется в металлургии.
Большинство удобрений содержит азот, поэтому он широко
используется в их производстве.
Уксусная кислота и уксусный ангидрид
идут на выработку волокон. Более 60 % всей уксусной кислоты и около
95 % уксусного ангидрида расходуется па производство ацетилцеллюлозы и
большая часть остального количества на производство сложных эфиров уксусной
кислоты. Уксусная кислота используется в пищевой промышленности и стоит
у многих дома на полках на кухне.
Растворы содержащие фосфорную кислоту
используются для подкормки деревьев и кустарников осенью. Из фосфорной
кислоты получают фосфаты, которые являются удобрениями.
Конвертерный способ производства стали или переработки штейнов
связан с применением кислорода. Во многих металлургических агрегатах для
более эффективного сжигания топлива вместо воздуха в горелках используют
кислородно-воздушную смесь. Кислород в баллонах голубого цвета широко
используется для газопламенной резки и сварки металлов. Кислород,
являясь сильным окислителем, используется при выплавке стали
Основной областью применения бензола является органический
синтез производных, из которых впоследствии получают различные продукты, в том
числе и пластмассы.
Хлор используется в производстве
поливинилхлорида, пластикатов, синтетического каучука, из которых
изготавливают: изоляцию для проводов, оконный профиль, упаковочные материалы,
одежду и обувь, линолеум и грампластинки, лаки, аппаратуру и пенопласты,
игрушки, детали приборов, строительные материалы. Производство органических
растворителей, таких как хлороформ, дихлорметан, четыреххлористый углерод.
Азотная кислота используется для удобрений,
так как большинство удобрений содержит азот.
Производители стеклянной посуды, бутылок, стекловолокна используют
карбонат кальция в огромных количествах в качестве источника
кальция — одного из основных элементов, необходимых для производства
стекла.
Карбонат натрия может использоваться для
различных целей, но из представленных вариантов наиболее подходящий —
производство стекла.
Углекислый газ используется в пищевой
промышленности для разрыхления теста.
Аргон — благородный газ, инертен, поэтому
используется для создание инертной атмосферы.
Озон — сильное дезинфицирующее средство,
используется для очистки воды.
Конвертерный способ производства стали или переработки штейнов
связан с применением кислорода.
Политетрафторэтилен, он же тефлон, используется при изготовлении
тефлоновой посуды.
Изопреновый каучук может применяться при
изготовлении резиновых изделий в сочетании с натуральным и другими
синтетическими каучуками.
Поливинилхлорид применяется для
электроизоляции проводов и кабелей, производства труб, пленок для натяжных
потолков, пенополивинилхлорида, линолеума, грязезащитных ковриков, для
производства «виниловых» грампластинок, профилей для изготовления окон и
дверей.
Благодаря сочетанию высоких механических и оптических качеств монолитный
пластик применяется в качестве материала при изготовлении линз,
компакт-дисков, фар, компьютеров, очков и светотехнических изделий.
Из полистиролов производят широчайшую гамму изделий,
которые в первую очередь применяются в бытовой сфере деятельности человека
(одноразовая посуда, упаковка, детские игрушки и т. д).
Нефть используется для производства топлива.
Природный газ используют для получения
тепла и энергии.
Водород используется при производстве
аммиака
Бутадиен, вступая в реакцию
полимеризации, используется для получения пластмасс
Разделение
смесей
Смесь железа и цинка может быть
разделена с помощью магнита.
Смесь воды и карбоната кальция
может быть разделена фильтрованием.
Смесь этанола и сульфата бария может
быть разделена фильтрованием.
Смесь бутанола и этанола может быть
разделена перегонкой.
Хлорид лития и уголь могут быть
разделены при обработке водой, так как хлорид лития растворим в воде, а
уголь — нет. Далее уголь отфильтровывается, а раствор хлорида лития
упаривается.
Жидкий азот и кислород разделяют
фракционной перегонкой
Хлорида серебра и хлорид натрия могут
быть разделены при обработке водой, так как хлорид натрия растворим в воде, а
хлорид серебра — нет. Далее хлорид серебра отфильтровывается, а раствор
хлорида натрия упаривается.
Гексан и вода разделяются декантацией,
так как это 2 несмешивающиеся жидкости и делятся в делительной воронке.
Хлорид лития и кварцевый песок
могут быть разделены при обработке водой.
Хлорида серебра и хлорид калия могут
быть разделены при обработке водой.
Вода и изопропанол разделяются
фракционной перегонкой.
Смесь железа и угля может быть
разделена с помощью магнита.
Смесь воды и толуола может быть
разделена декантацией.
Смесь воды и сульфата бария может
быть разделена фильтрованием.
Смесь изопропанола и метанола может быть
разделена фракционной перегонкой.
Хлорид натрия и полиэтилен могут
быть разделены при обработке водой.
Жидкий азот и кислород разделяют
фракционной перегонкой.
Сульфат бария и хлорид калия могут
быть разделены при обработке водой.
Ацетон и изопропанол разделяются
фракционной перегонкой.
Смесь воды и тетрахлорметана
может быть разделена декантацией.
Смесь этанола и хлорида серебра
может быть разделена фильтрованием.
Смесь цинка и кобольта может быть
разделена с помощью магнита.
Смесь воды и ацетона может быть
разделена фракционной перегонкой.
Углерод и хлорид калия можно
разделить при обработке водой.
Изопропанол и ацетон разделяются
фракционной перегонкой.
Хлорид лития и кварцевый песок
могут быть разделены при обработке водой.
Никель и оксид алюминия могут быть
разделены с помощью магнита.
Смесь железа и хлорида стронция
может быть разделена с помощью магнита.
Смесь воды и фенола может быть
разделена декантацией.
Смесь бутанола и этанола может быть
разделена фракционной перегонкой.
Смесь воды и октана может быть
разделена с помощью делительной воронки.
Смесь железа и меди может быть
разделена с помощью магнита.
Смесь гексана и бензола может быть
разделена фракционной перегонкой.
Железо и магний можно разделить с помощью
магнита.
Вода и ацетон разделяются фракционной
перегонкой.
Поваренная соль и кварцевый песок
могут быть разделены при обработке водой, фильтровании, выпаривании
получившегося раствора.
Хлорид
лития
и кварцевый песок могут быть разделены при обработке водой.
Железо и нитрат
калия можно разделить с помощью магнита.
Вода и этанол разделяются фракционной
перегонкой.
Смесь
воды
и бензола может быть разделена декантацией.
Смесь железа и хлорида стронция
может быть разделена с помощью магнита.
Хлорид
лития и кварцевый песок могут быть разделены при обработке
водой.
Сульфат бария и хлорид калия могут
быть разделены при обработке водой.
Вода и пропанол разделяются фракционной
перегонкой.
Смесь воды и тетрахлорметана
может быть разделена декантацией.
Смесь алюминия и железа может быть
разделена с помощью магнита.
Углерод и хлорид натрия можно
разделить с помощью обработки водой.
Изопропанол и этанол разделяются
фракционной перегонкой.
Получение веществ
Хлор —
электролиз расплавов или растворов хлоридов.
Фтор —
электролиз расплава фторида калия.
Кислород
получают криогенной ректификацией воздуха.
Азот —
фракционирование жидкого воздуха.
Перегонка (фракционирование) сжиженного
воздуха используется для получения легких газов (азот, кислород).
Водород
— получается из воды электролизом водных растворов электролитов или реакцией
перегретого водяного пара с углем или метаном.
Электролизом воды можно получить чистые водород
и кислород
Диоксид серы
получается при обжиге пирита в качестве промежуточного вещества при синтезе
серной кислоты.
Углекислый газ
в промышленности получают из дымовых газов.
Промышленный способ получения аммиака
основан на прямом взаимодействии водорода и азота. Сырьем является воздух.
Прокаливание фосфатов кальция с углем и
диоксидом кремния — получение белого фосфора.
Каталитическое окисление диоксида серы в
триоксид — одна из стадий получения серной кислоты
Известный с давних времён способ получения
этанола — спиртовое брожение органических продуктов, содержащих
углеводы под действием ферментов дрожжей и бактерий. Для получения этанола этим
способом наиболее часто используют различные штаммы дрожжей вида Saccharomyces
cerevisiae, в качестве питательной среды предварительно обработанные
древесные опилки и/или раствор, полученный из них. Брожением можно получить этанол.
Крекинг нефтепродуктов — получение бензина.
Основным промышленным методом получения этилена
является пиролиз жидких дистиллятов нефти или низших насыщенных углеводородов.
Полиэтилен
получают при полимеризации этилена.
Полипропилен
получают при полимеризации пропилен.
Горение используется для получения тепловой
энергии.
Этерификацией можно получить сложные
эфиры.
Вулканизацией можно получить резину.
Полимеризация используется для получения пластмасс
и резины.
Карбонат натрия (сода) используют в стекольном
производстве.
Магнетитовые руды — главный тип железных
руд. Является сырьем для чугуна.
Медь в
основном получают из руды (халькопирит).
Алюминий
образует прочную химическую связь с кислородом. По сравнению с другими
металлами, восстановление алюминия из руды более сложно в связи с его высокой
реакционной способностью и с высокой температурой плавления большинства его руд
(таких, как бокситы). Прямое восстановление углеродом применяться не может,
потому что восстановительная способность алюминия выше, чем у углерода.
Современный метод получения заключается в растворении оксида алюминия 
в
расплаве криолита 
с
последующим электролизом с использованием расходуемых коксовых или графитовых
анодных электродов.
В промышленности железо получают из
железной руды, в основном из гематита (
)
и магнетита (
).
Существуют различные способы извлечения железа
из руд. Наиболее распространённым является доменный процесс.
Первый этап производства — восстановление
железа углеродом в доменной печи при температуре 2000 °C. В доменной печи
углерод в виде кокса, железная руда в виде агломерата подаются сверху, а снизу
их встречает поток нагнетаемого горячего воздуха. В печи углерод в виде кокса
окисляется до монооксида углерода. Данный оксид образуется при горении в
недостатке кислорода. В свою очередь, монооксид углерода восстанавливает железо
из руды. Чтобы данная реакция шла быстрее, нагретый угарный газ пропускают
через оксид железа (III). Железо в основном получают из руды
(гематита). Железо можно получить из сульфидных руд (пирит).
Первым промышленным способом получения натрия
была реакция восстановления карбоната натрия углем при нагревании тесной смеси
этих веществ в железной ёмкости до 1000 °C (способ Девилля). С появлением
электроэнергетики более практичным стал другой способ получения натрия —
электролиз расплава едкого натра или хлорида натрия. В настоящее время
электролиз — основной способ получения натрия.
В промышленности кремний
технической чистоты получают, восстанавливая расплав 
коксом при температуре около 1800 °C в рудотермических печах шахтного типа.
Чистота полученного таким образом кремния может достигать 99,9 %.
Аллотропия
Углерод
– алмаз, графит, графен, фуллерен, карбин, углеродные нанотрубки.
Сера —
ромбическая (S8, α-сера),
моноклинная (S8, β-сера),
пластическая (S∞)
Мышьяк
— желтый (As4),
серый, чёрный.
Фосфор
— белый (Р4), красный (Р), черный (Р).
Кислород
— кислород, озон.
Олово –
белое (β-Sn), серое (α-Sn).
Мономер – полимер
Этилен является мономером при получении полиэтилена.
Хлорэтилен является мономером при
получении поливинилхлорида.
Пропен является мономером при получении полипропилена.
Пропилен является мономером при
получении полипропилена.
Изопрен является мономером при
получении каучука.
Бутадиен является мономером при
получении каучука.
Стирол является мономером при получении полистирола.
Тетрафторэтилен является мономером при
получении тефлона.
Терефталевая
кислота является мономером при получении полиэтилентерефталата.
Капролактам является мономером при
получении капрона.
Акриламид является мономером при
получении полиакриламида.
Ацетилен является мономером при
получении полиацетилена.
Винилбензол является мономером при
получении поливинилбензола.
Винилбензол является мономером при
получении полистирола.
Винилхлорид является мономером при
получении поливинилхлорида.
Винилбромид является мономером при поливинилбромида.
Винилацетат является мономером при
получении поливинилацетат.
Этиленоксид является мономером при
получении полиэтиленгликоля.
Этиленгликоль является мономером при
получении полиэтиленгликоля.
Метилметакрилат является мономером при
получении полиметилметакрилата.
Полимеры
Установите
соответствие между названием полимера и признаком его классификации:
|
признак |
природный органический |
неорганический |
искусственный |
синтетический |
|
название |
Лен Каучук Пенька Шелк Хлопок Шерсть |
Базальт Асбест Стекловолокно Вискозное Кварцевое |
Вискозное |
Поливинилхлорид Полиэстер Лайкра Эластан Акрил Нейлон Винол Лавсан (полиэтилентерефталат) |
Волокна
делят на натуральные и химические (по происхождению).
К
натуральным относят волокна, создаваемые природой, т. е волокна
растительного (хлопок, лен, пенька) и животного (шерсть животных, коконный шелк
тутового и дубового шелкопряда) происхождения.
Химические волокна
подразделяют на искусственные и синтетические.
Искусственные волокна
получают путем химической переработки природных полимеров. Наибольшее
применение в швейной промышленности имеют текстильные материалы на основе
искусственных целлюлозных волокон, таких как вискозное, полинозное,
медно-аммиачное, триацетатное, ацетатное.
Синтетические волокна
получают путем химического синтеза полимеров. Это полиамидные, полиэфирные,
полиуретановые волокна, а также полиакрилонитрильные (ПАН), поливинилхлоридные
(ПВХ), поливинилспиртовые, полиолефиновые.
Неорганические волокна
получают на основе химических элементов (бора, металлов), оксидов (
),
карбидов (
),
нитридов (
),
смесей указанных соединений (например, различных оксидов или карбидов).
Химическая
посуда и аппараты
Пробирка
используется для проведения химических реакций.
Пипетка
используется для отбора раствора определенного объема.
Бюретка
используется для титрования. Бюретка используется для точного
измерения объема раствора, это нужно для точного определения концентраций
растворов при титровании.
Мерная
колба
используется для приготовления раствора определенной концентрации.
Круглодонная
колба
используется как реакционная емкость для работы в вакууме. Нагревать раствор
удобно в круглодонной колбе для равномерного прогрева вещества.
Химическая
воронка
с фильтром позволяет отделить твердое вещество от раствора. Отделить твердый
осадок от раствора можно через фильтр.
Делительная
воронка
используется для разделения не смешивающихся жидкостей.
Хлоркальциевая
трубка используется для осушения газов.
Мерный
цилиндр
используется для измерения объема растворов.
Мерный
стакан
используется для измерения объема растворов.
Колба
Бунзена
используется для вакуумного фильтрования.
Колба
Вюрца
используется как составная часть прибора для перегонки.
Фарфоровая
ступка
используется для измельчения твердых веществ.
В
фарфоровом тигле в печи прокаливают твердые вещества.
Прямой
холодильник
используется как составная часть прибора для перегонки.
Обратный
холодильник
используется для конденсирования паров и возврата конденсата в реакционный
сосуд.
Фильтр
Шотта
используется для фильтрации под вакуумом.
С
помощью аппарата Киппа получают водород.
Бюксы – это
посуда для хранения твердых веществ.
Перегонка
нефти
осуществляется в ректификационной колонне.
Натрий
получают при электролизе в электролизере.
Аммиак
получается при использовании принципа циркуляции в колонне синтеза.
В
печи для обжига происходит окисление пирита, в поглотительной
башне — взаимодействие серного ангидрида с серной кислотой, в сушильной
башне — сушка диоксида серы. А окисление сернистого газа осуществляют в контактном аппарате.
В колонне
синтеза можно проводить реакции между газообразными веществами,
значит, используется в процессах получения метанола и аммиака.
- Правила работы в лаборатории.
- Лабораторная посуда и оборудование.
- Правила безопасности при работе с едкими, горючими и токсичными веществами, средствами бытовой химии.
- Научные методы исследования химических веществ и превращений. Методы разделения смесей и очистки веществ.
- Качественные реакции на неорганические вещества и ионы.
- Идентификация органических соединений.
Правила работы в лаборатории
•Работать одному в лаборатории категорически запрещается, так как в ситуации несчастного случая некому будет оказать помощь пострадавшему и ликвидировать последствия аварии.
•Во время работы в лаборатории необходимо соблюдать чистоту, тишину, порядок и правила техники безопасности, так как поспешность и небрежность часто приводят к несчастным случаям с тяжелыми последствиями.
•Каждый работающий должен знать, где находятся в лаборатории средства противопожарной защиты и аптечка, содержащая все необходимое для оказания первой помощи.
•Категорически запрещается в лаборатории курить, принимать пищу, пить воду.
•Нельзя приступать к работе, пока учащиеся не усвоят всей техники ее выполнения.
•Опыты нужно проводить только в чистой химической посуде. После окончания эксперимента посуду сразу же следует мыть.
•В процессе работы необходимо соблюдать чистоту и аккуратность, следить, чтобы вещества не попадали на кожу лица и рук, так как многие вещества вызывают раздражение кожи и слизистых оболочек.
•Никакие вещества в лаборатории нельзя пробовать на вкус. Нюхать вещества можно, лишь осторожно направляя на себя пары или газы легким движением руки, а не наклоняясь к сосуду и не вдыхая полной грудью.
•На любой посуде, где хранятся реактивы, должны быть этикетки с указанием названия веществ.
•Сосуды с веществами или растворами необходимо брать одной рукой за горлышко, а другой снизу поддерживать за дно.
•Категорически запрещается затягивать ртом в пипетки органически вещества и их растворы.
•Во время нагревания жидких и твердых веществ в пробирках и колбах нельзя направлять их отверстия на себя и соседей. Нельзя также заглядывать сверху в открыто нагреваемые сосуды во избежание возможного поражения при выбросе горячей массы.
•После окончания работы необходимо выключить газ, воду, электроэнергию.
•Категорически запрещается выливать в раковины концентрированные растворы кислот и щелочей, а также различные органические растворители, сильно пахнущие и огнеопасные вещества. Все эти отходы нужно сливать в специальные бутыли.
•В каждой лаборатории обязательно должны быть защитные маски, очки.
•В каждом помещении лаборатории необходимо иметь средства противопожарной защиты: ящик с просеянным песком и совком для него, противопожарное одеяло (асбестовое или толстое войлочное), заряженные огнетушители.
Правила безопасности при работе с едкими, горючими и токсичными веществами, средствами бытовой химии
•Для ускорения растворения твёрдых веществ в пробирке нельзя закрывать её отверстие пальцем при встряхивании.
•Растворение щелочи следует производить в фарфоровой посуде путём прибавления к воде небольших порций вещества, при непрерывном перемешивании.
•При определении запаха вещества нельзя наклоняться над ним, вдыхать пары или выделяющийся газ. Нужно лёгким движением руки над горлом сосуда направить пар или газ к носу и вдыхать осторожно.
•Пролитую кислоту или щёлочь следует засыпать чистым сухим песком и перемешивать его до полного впитывания всей жидкости. Влажный песок убрать совком в широкий стеклянный сосуд для последующей промывки и нейтрализации.
•Растворы из реактивных склянок необходимо наливать так, чтобы при наклоне этикетка оказывалась сверху (этикетка – в ладонь). При попадании на кожу растворов щелочей или кислот необходимо смыть их после встряхивания видимых капель сильной струёй холодной воды, а затем обработать нейтрализующим раствором (2% раствором уксусной кислоты или 2% раствором гидрокарбоната натрия) и ополоснуть водой.
Методы разделения смесей и очистки веществ. Чистые вещества и смеси
веществ
Смесь — материал, состоящий из двух или нескольких веществ, хаотично чередующихся друг с другом в пространстве.
Чистое вещество – физически и химически однородный материал, обладающий определенным комплексом постоянных свойств. Содержание примесей в препаратах особой чистоты измеряется миллионными и миллиардными долями процента.
Смеси
|
|
| Однородные (гомогенные) | Неоднородные (гетерогенные) |
| Однородными называют такие смеси, частицы в которых нельзя обнаружить ни визуально, ни с помощью оптических приборов, поскольку вещества находятся в раздробленном состоянии на микроуровне | Неоднородными называют смеси, в которых частицы можно обнаружить либо визуально, либо с помощью оптических приборов. Причём эти вещества находятся в разных агрегатных состояниях (фазах) |
| Примеры смесей | |
| Истинные растворы (поваренная соль + вода, раствор спирта в воде) | Суспензии (твёрдое + жидкость), например вода + песок |
| Твёрдые растворы, сплавы, например,латунь, бронза. | Эмульсии (жидкость + жидкость), например вода + жир |
| Газовые растворы (смеси любых количеств и любого числа газов) | Аэрозоли (газ + жидкость), например туман |
Способы разделения смесей
|
|
| Однородные (гомогенные) | Неоднородные (гетерогенные) |
| Дистилляция (вода-поваренная соль) | Фильтрование (вода-песок) |
| Кристаллизация (вода-сахар) | Отстаивание (вода-мел) |
| Выпаривание (вода-поваренная соль) | Центрифугирование (вода-мел) |
| Перегонка (нефть) | Магнитная сепарация (железо-медь) |
Отстаивание – это способ, основанный на различной плотности веществ.
Например, смесь растительного масла и воды можно разделить на масло и воду, дав смеси просто отстояться.
Фильтрование – это способ, основанный на различной способности фильтра пропускать вещества, из которых состоит смесь. Например, с помощь фильтра можно отделить твердые примеси от жидкости.
Выпаривание – это выделение нелетучих твердых веществ из раствора в летучем растворителе – в частности в воде. Например, чтобы выделить соль, растворенную в воде, надо просто выпарить воду. Вода испарится, а соль останется.
Способы разделения смесей
- Отстаивание
- Центрифугирование
- Фильтрование
- Действие магнитом
- Выпаривание. Кристаллизация
- Дистилляция (перегонка)
Для получения чистых веществ используют различные способы разделения смесей.
| Способы разделения смесей | |
|---|---|
| неоднородных (гетерогенных) | однородных (гомогенных) |
|
— Отстаивание — Фильтрование — Действие магнитом — Центрифугирование |
— Выпаривание. Кристаллизация. — Дистилляция (перегонка) |
Процессы разделения смесей основаны на различных физических свойствах компонентов, образующих смесь.
Отстаивание
Отстаивание — это разделение неоднородной жидкой смеси на компоненты, путём её расслоения с течением времени под действием силы тяжести.
Отстаиванием можно разделить смесь нерастворимых в воде веществ, имеющих разную плотность.
Пример. Смесь из железных и древесных опилок можно разделить, если высыпать её в сосуд с водой (1), взболтать и дать отстояться. Железные опилки опустятся на дно сосуда, а древесные будут плавать на поверхности воды (2), и их вместе с водой можно будет слить в другой сосуд (3):
На этом же принципе основано разделение смесей малорастворимых друг в друге жидкостей.
Пример. Смеси бензина с водой, нефти с водой, растительного масла с водой быстро расслаиваются, поэтому их можно разделить с помощью делительной воронки:
Отстаиванием также можно разделить вещества, которые осаждаются в воде с различной скоростью.
Пример. Смесь из глины и песка можно разделить, если высыпать её в сосуд с водой (1), взболтать и дать отстояться. Песок оседает на дно значительно быстрее глины (2):
Этот способ используется для отделения песка от глины в керамическом производстве (производство глиняной посуды, красных кирпичей и др.).
Центрифугирование
Центрифугирование — это разделение неоднородных жидких смесей путём вращения.
Пример. Если компоненты неоднородной жидкой смеси очень малы, такие смеси разделяют центрифугированием. Такие смеси помещают в пробирки и вращают с большой скоростью в специальных аппаратах — центрифугах.
Перед центрифугированием частицы смеси распределены по объёму пробирки равномерно. После центрифугирования более лёгкие частицы всплывают наверх, а тяжёлые оседают на дно пробирки.
С помощью центрифугирования, к примеру, отделяют сливки от молока.
Фильтрование
Фильтрование — это разделение жидкой неоднородной смеси на компоненты, путём пропускания смеси через пористую поверхность. В роли пористой поверхности может выступать бумажная воронка, марля, сложенная в несколько слоёв, или любой другой пористый материал, способный задержать один или несколько компонентов смеси.
Фильтрованием можно разделить неоднородную смесь, состоящую из растворимых и нерастворимых в воде веществ.
Пример. Чтобы разделить смесь, состоящую из поваренной соли и песка, её можно высыпать в сосуд с водой, взболтать и затем эту смесь пропустить через фильтровальную бумагу. Песок остаётся на фильтровальной бумаге, а прозрачный раствор поваренной соли проходит через фильтр:
При необходимости, растворённую поваренную соль из воды можно выделить выпариванием.
Действие магнитом
С помощью магнита из неоднородной смеси выделяют вещества, способные к намагничиванию.
Пример. C помощью магнита можно разделить смесь, состоящую из порошков железа и серы:
Выпаривание. Кристаллизация
Выпаривание — это способ разделения жидких смесей путём испарения одного из компонентов. Скорость испарения можно регулировать с помощью температуры, давления и площади поверхности испарения.
Пример. Чтобы растворённую в воде поваренную соль выделить из раствора, последний выпаривают:
Вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаётся поваренная соль. Иногда применяют упаривание, т. е. частичное испарение воды. В результате образуется более концентрированный раствор, при охлаждении которого растворённое вещество выделяется в виде кристаллов. Этот процесс получил название кристаллизации.
Дистилляция (перегонка)
Дистилляция (перегонка) — это способ разделения жидких однородных смесей путём испарения жидкости с последующим охлаждением и конденсацией её паров. Данный способ основан на различии в температурах кипения компонентов смеси.
Пример. При нагревании жидкой однородной смеси сначала закипает вещество с наиболее низкой температурой кипения. Образующиеся пары конденсируются при охлаждении в другом сосуде. Когда этого вещества уже не останется в смеси, температура начнёт повышаться, и со временем закипает другой жидкий компонент:
Таким способом получают, к примеру, дистиллированную воду.