Kuidas eraldada liiva ja vee segu. Teema: "Segude eraldamise meetodid" (8. klass)

Kui dispergeeritud osakesed eralduvad söötmest aeglaselt või on vaja eelselgitada ebahomogeenset süsteemi, kasutatakse selliseid meetodeid nagu flokulatsioon, flotatsioon, klassifitseerimine, koagulatsioon jne.

Koagulatsioon on osakeste kleepumise protsess kolloidsüsteemides (emulsioonid või suspensioonid) koos agregaatide moodustumisega. Kleepumine tekib osakeste kokkupõrke tõttu Browni liikumise ajal. Koagulatsioon viitab spontaansele protsessile, mis kipub liikuma olekusse, millel on madalam vaba energia. Hüübimislävi on süstitava aine minimaalne kontsentratsioon, mis põhjustab hüübimist. Kunstlikku koagulatsiooni saab kiirendada nii spetsiaalsete ainete - koagulaatorite lisamisega kolloidsüsteemi, kui ka süsteemile elektrivälja rakendamisega (elektrokoagulatsioon), mehaanilise toimega (vibratsioon, segamine) jne.

Koagulatsiooni käigus lisatakse eraldatavale heterogeensele segule sageli koaguleerivaid kemikaale, mis hävitavad solvateerunud kestad, vähendades samal ajal osakeste pinna lähedal asuva elektrilise kaksikkihi difusiooniosa. See hõlbustab osakeste aglomeratsiooni ja agregaatide moodustumist. Seega tänu hajutatud faasi suuremate fraktsioonide moodustumisele kiireneb osakeste settimine. Koagulantidena kasutatakse raua, alumiiniumi või muude mitmevalentsete metallide sooli.

Peptiseerimine on koagulatsiooni pöördprotsess, mis seisneb agregaatide lagunemises primaarseteks osakesteks. Peptiseerimine viiakse läbi peptiseerivate ainete lisamisega dispersioonikeskkonnale. See protsess aitab kaasa ainete lagunemisele primaarseteks osakesteks. Peptiseerivad ained võivad olla pindaktiivsed ained (pindaktiivsed ained) või elektrolüüdid, nagu humiinhapped või raudkloriid. Peptiseerimisprotsessi kasutatakse vedelate dispergeerimissüsteemide saamiseks pastadest või pulbritest.

Flokulatsioon on omakorda omamoodi koagulatsioon. Selles protsessis moodustavad gaasis või vedelas keskkonnas suspendeeritud väikesed osakesed helbeid, mida nimetatakse helvesteks. Flokulantidena kasutatakse lahustuvaid polümeere, näiteks polüelektrolüüte. Flokuleerivaid aineid saab kergesti eemaldada filtreerimise või settimisega. Flokulatsiooni kasutatakse vee puhastamiseks ja väärtuslike ainete eraldamiseks reoveest, samuti mineraalide töötlemiseks. Veepuhastuse puhul kasutatakse flokulande madalas kontsentratsioonis (0,1-5 mg/l).

Vedelate süsteemide agregaatide hävitamiseks kasutatakse lisandeid, mis tekitavad osakestel laenguid, mis takistavad nende lähenemist. Seda efekti saab saavutada ka söötme pH muutmisega. Seda meetodit nimetatakse deflokulatsiooniks.

Flotatsioon on tahkete hüdrofoobsete osakeste eraldamine pidevast vedelast faasist, fikseerides need valikuliselt vedela ja gaasilise faasi vahelisel kokkupuutepinnal (vedeliku ja gaasi kokkupuutepinnal või vedelas faasis olevate mullide pinnal). tahked osakesed ja gaasisulgud eemaldatakse vedela faasi pinnalt. Seda protsessi ei kasutata mitte ainult hajutatud faasi osakeste eemaldamiseks, vaid ka erinevate osakeste eraldamiseks nende märguvuse erinevuse tõttu. Selle protsessi käigus fikseeritakse hüdrofoobsed osakesed liidesel ja eraldatakse hüdrofiilsetest osakestest, mis settivad põhja. Parimad flotatsioonitulemused saavutatakse siis, kui osakeste suurus on vahemikus 0,1–0,04 mm.

Flotatsiooni on mitut tüüpi: vaht, õli, kile jne. Levinuim on vahuflotatsioon. See protsess võimaldab reaktiividega töödeldud osakesed õhumullide abil vee pinnale viia. See võimaldab moodustada vahukihi, mille stabiilsust kontrollib vahutav aine.

Klassifikatsiooni kasutatakse muutuva ristlõikega seadmetes. Tema abiga on võimalik eraldada põhitootest teatud hulk väikseid osakesi, mis koosnevad suurtest osakestest. Klassifikatsioon toimub tsentrifugaaljõu mõju tõttu tsentrifuugide ja hüdrotsüklonite abil.

Suspensioonide eraldamine magnettöötlussüsteemide abil on väga paljutõotav meetod. Magnetväljas töödeldud vesi säilitab pikka aega muutunud omadused, näiteks väheneb märgamisvõime. See protsess võimaldab intensiivistada suspensioonide eraldamist.

See õppetund on praktiline harjutus, mille käigus õpid õpitud tehnikaid kasutades erinevaid ainete segusid eraldama. Tunnis kirjeldatakse üksikasjalikult katseid järgmiste segude eraldamiseks: 1) suhkur saepuruga; 2) lauasool jõeliivaga; 3) taimeõli veega.

Teema: Algsed keemilised ideed

Õppetund: Praktika 2. Ainesegude eraldamine

Mis tahes ainete segu eraldamine põhineb teadmistel selle koostisosade omaduste erinevuste kohta. Seega, selleks, et jagada pakutud segu selle koostisosadeks, peate teadma, kuidas need üksteisest erinevad.

KOGEMUS 1. Suhkru ja saepuru segu eraldamine. Nagu teate, lahustub suhkur vees hästi, saepuru aga mitte. Lisaks ei vaju saepuru vees, seega saab selle segu eraldamiseks kasutada settimist.

Esiteks tuleb segu panna vette (suhkur lahustub) ja seejärel eemaldada ettevaatlikult saepuru veepinnalt. Vees lahustunud suhkru isoleerimiseks puhtal kujul peate lahuse aurustama, jättes alles veidi vett, ja seejärel jahutama - selle tulemusena sadestuvad suhkrukristallid (siin kasutatakse aurustamis- ja kristalliseerimismeetodeid).

Riis. 1. Suhkru ja saepuru segu eraldamine

KOGEMUS 2. Lauasoola puhastamine jõeliiva segust. Kergesti lahustuvad ained saab mehaanilistest lisanditest kergesti eemaldada lahuse filtreerimise teel. Esiteks tuleb saastunud lauasool vette panna, sool lahustub vees, lisandid aga mitte. Filtreerimist saab kasutada mehaaniliste lisandite eraldamiseks. Pange tähele, et kui saasteaine on lahustuv, ei suuda filter seda eraldada. Kuidas saada puhastatud lahusest kuiva lauasoola? Selleks peate kasutama aurustamismeetodit: vesi aurustub ja portselantopsi seintele jäävad puhastatud soola kristallid.

Riis. 2. Keedusoola puhastamine jõeliiva segust (filtraadi aurustumise etapp)

Lauasoola puhastamisel jõeliivast lähtutakse sellistest soola omadustest nagu hea vees lahustuvus ja mittelenduvus (kui vesi lahusest aurustatakse).

KOGEMUS 3. Taimeõli ja vee segu eraldamine. Kui vedelikud on üksteises lahustumatud ja erineva tihedusega, saab neid eraldada settimismeetodil.

Valage vesi jaotuslehtrisse ja lisage paar tilka taimeõli. Raputage lehtrit. Selgub valge emulsioon: õli ja vee segu. Lase segul seista. Järk-järgult eraldub emulsioon kaheks kihiks: raske alumine kiht on vesi. Ülemine, kergem - taimeõli. Tühjendage vesi ettevaatlikult läbi jaotuslehtri kraani. Lehtrisse jääb taimeõli.

Riis. 3. Setitamismeetodi kasutamine taimeõli ja vee segu eraldamiseks

Setitamist saab kasutada muude erineva tihedusega nõrgalt või lahustumatute vedelike segude eraldamiseks. Näiteks bensiini ja vee segu; õli ja vee segu.

1. Ülesannete ja harjutuste kogumik keemias: 8. klass: õpikule P.A. Oržekovski ja teised. "Keemia, 8. klass" / P.A. Oržekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.

2. Ušakova O.V. Keemia töövihik: 8. klass: õpiku juurde 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. kindrali jaoks institutsioonid / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§4)

4. Keemia: inorg. keemia: õpik. 8 raku jaoks. üldine institutsioonid / G.E. Rudzitis, FuGyu Feldman. - M.: Valgustus, JSC "Moskva õpikud", 2009. (§ 2)

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

Täiendavad veebiressursid

1. Digitaalsete õpperessursside ühtne kogu ().

2. Ajakirja "Chemistry and Life" elektrooniline versioon ().

Kodutöö

Tehke kodune eksperiment. Toonige 50 ml vett tindiga. Lisage 2-3 aktiivsöe tabletti. Sega hästi. Laske segul seista või filtreerige. Kirjeldage oma tähelepanekuid. Millist veepuhastusmeetodit kasutasite?

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

Ainete segud on kas homogeensed või heterogeensed. Homogeenses segus ei saa komponente vaatlusega tuvastada, kuid mittehomogeenses segus on see võimalik.

Mõned homogeense segu füüsikalised omadused erinevad komponentide omadest.

Heterogeenses segus säilivad komponentide omadused.

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

Puhtad ained ja segud

Me elame kemikaalide keskel. Me hingame sisse õhku ja see on gaaside segu (lämmastik, hapnik ja teised), me hingame välja süsinikdioksiidi. Me peseme end veega – see on teine ​​aine, kõige levinum Maal. Joome piima - veesegu väikseimate piimarasvapiiskadega ja mitte ainult: seal on ka kaseiinipiimavalku, mineraalsooli, vitamiine ja isegi suhkrut, kuid mitte seda, millega teed joovad, vaid spetsiaalset piima - laktoos. Sööme õunu, mis koosnevad tervest reast kemikaalidest – suhkur, õunhape ja vitamiinid... õun, aga ka igasugune muu toit. 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 loodusliku, loodusliku päritoluga ained. Klaas, kumm, teras on samuti ained, täpsemalt materjalid (ainete segud). Nii klaas kui kumm on kunstlikku päritolu, looduses neid ei eksisteerinud. Täiesti puhtaid aineid looduses ei leidu või on neid väga harva.

Iga aine sisaldab alati teatud koguses lisandeid. Ainet, mis peaaegu ei sisalda lisandeid, nimetatakse puhtaks. Nad töötavad selliste ainetega teaduslaboris, kooli keemiakabinetis. 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 °С, keemistemperatuur = 100 °С ja sellel puudub maitse. Merevesi külmub madalamal temperatuuril ja keeb kõrgemal temperatuuril, selle maitse on mõrkjas-soolane. Musta mere vesi külmub madalamal temperatuuril ja keeb kõrgemal temperatuuril kui Läänemere vesi. Miks? Fakt on see, et merevesi sisaldab muid aineid, näiteks lahustunud sooli, s.t. see on erinevate ainete segu, mille koostis varieerub laias vahemikus, kuid segu omadused ei ole püsivad. Mõiste "segu" määratleti 17. sajandil. Inglise teadlane Robert Boyle: "Segu on terviklik süsteem, mis koosneb heterogeensetest komponentidest."

Peaaegu kõik looduslikud ained, toiduained (v.a sool, suhkur ja mõned teised), paljud meditsiini- ja kosmeetikatooted, kodukeemia ja ehitusmaterjalid on segud.

Segu ja puhta aine võrdlusomadused

Iga segus sisalduvat ainet nimetatakse komponendiks.

Segude klassifikatsioon

On homogeenseid ja heterogeenseid segusid.

Homogeensed segud (homogeensed)

Lisa väike osa suhkrut klaasile veele ja sega, kuni kogu suhkur on lahustunud. Vedelik maitseb magusalt. Seega suhkur ei kadunud, vaid jäi segu sisse. Hoo, me ei näe selle kristalle isegi siis, kui uurime vedelikutilka võimsas mikroskoobis. Valmistatud suhkru ja vee segu on homogeenne, selles on nende ainete väikseimad osakesed ühtlaselt segunenud.

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

Enamik metallisulameid on samuti homogeensed segud. Näiteks kulla ja vase sulamis (kasutatakse ehete valmistamiseks) puuduvad punased vaseosakesed ja kollase kullaosakesed.

Materjalidest, mis on homogeensed ainete segud, valmistatakse palju erineva otstarbega esemeid.

Kõik gaasisegud, sealhulgas õhk, kuuluvad homogeensetesse segudesse. 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 vahe: 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.

Heterogeensete segude hulka kuuluvad enamik mineraale, muld, ehitusmaterjalid, eluskuded, hägune 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 vaht, seebivaht), suspensioon (vee segu väikese koguse jahuga), emulsioon (piim, veega hästi loksutatud taimeõli), aerosool (suits) , udu).

Segude eraldamise meetodid

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

Segude eraldamiseks on palju meetodeid. Nende valimisel võetakse arvesse segu tüüpi, agregatsiooni olekut ja komponentide füüsikaliste omaduste erinevusi.

Segude eraldamise meetodid

Need meetodid põhinevad segu komponentide füüsikaliste omaduste erinevustel.

Kaaluge heterogeensete ja homogeensete segude eraldamise meetodeid.

Kromatograafia on spetsiaalne meetod komponentide eraldamiseks, mis põhineb nende erineval neeldumisel konkreetse aine poolt.

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

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

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

Meie artiklis käsitleme puhtaid aineid ja segusid, segude eraldamise meetodeid. Igaüks meist kasutab neid igapäevaelus. Kas puhtaid aineid looduses üldse esineb? Ja kuidas neid segudest eristada?

Puhtad ained ja segud: segude eraldamise viisid

Puhtad ained on ained, mis sisaldavad ainult teatud tüüpi osakesi. Teadlased usuvad, et neid looduses praktiliselt ei eksisteeri, kuna need kõik, ehkki tühises proportsioonis, sisaldavad lisandeid. Absoluutselt kõik ained lahustuvad ka vees. Isegi kui sellesse vedelikku kastetakse näiteks hõbesõrmus, lähevad selle metalli ioonid lahusesse.

Puhaste ainete tunnuseks on koostise ja füüsikaliste omaduste püsivus. Nende moodustumise käigus toimub energiahulga muutus. Lisaks võib see nii suureneda kui ka väheneda. Puhast ainet saab üksikuteks komponentideks eraldada ainult keemilise reaktsiooni teel. Näiteks ainult destilleeritud vees on sellele ainele tüüpiline keemis- ja külmumistemperatuur, maitse ja lõhna puudumine. Ja selle hapnikku ja vesinikku saab lagundada ainult elektrolüüsi teel.

Ja kuidas need erinevad puhastest ainetest oma terviklikkuses? Keemia aitab meil sellele küsimusele vastata. Segude eraldamise meetodid on füüsikalised, kuna need ei muuda ainete keemilist koostist. Erinevalt puhastest ainetest on segudel erinev koostis ja omadused ning neid saab eraldada füüsikaliste meetoditega.

Mis on segu

Segu on üksikute ainete kogum. Näiteks on merevesi. Erinevalt destilleeritud on see mõru või soolase maitsega, keeb kõrgemal temperatuuril ja külmub madalamal temperatuuril. Ainete segude eraldamise meetodid on füüsikalised. Niisiis saab mereveest puhast soola saada aurustamise ja sellele järgneva kristallimise teel.

Segude tüübid

Kui lisate veele suhkrut, lahustuvad selle osakesed mõne aja pärast ja muutuvad nähtamatuks. Seetõttu ei saa neid palja silmaga eristada. Selliseid segusid nimetatakse homogeenseteks või homogeenseteks. Nende näideteks on ka õhk, bensiin, puljong, parfüüm, magus ja soolane vesi ning vase ja alumiiniumi sulam. Nagu näete, võivad need olla erinevates agregatsiooniseisundites, kuid kõige tavalisemad on vedelikud. Neid nimetatakse ka lahendusteks.

Heterogeensetes või heterogeensetes segudes saab eristada üksikute ainete osakesi. Tüüpilised näited on raua- ja puiduviilud, liiv ja lauasool. Heterogeenseid segusid nimetatakse ka suspensioonideks. Nende hulgas eristatakse suspensioone ja emulsioone. Esimene koosneb vedelast ja tahkest ainest. Niisiis, emulsioon on vee ja liiva segu. Emulsioon on kahe erineva tihedusega vedeliku kombinatsioon.

Seal on erinimetustega heterogeenseid segusid. Niisiis, vahu näide on vaht ja aerosoolide hulka kuuluvad udu, suits, deodorandid, õhuvärskendajad, antistaatilised ained.

Segude eraldamise meetodid

Muidugi on paljudel segudel väärtuslikumad omadused kui üksikutel ainetel, mis moodustavad nende koostise. Kuid isegi igapäevaelus tuleb ette olukordi, kus nad tuleb eraldada. Ja tööstuses põhinevad sellel protsessil terved tööstused. Näiteks naftast saadakse selle töötlemise tulemusena bensiini, gaasiõli, petrooleumi, kütteõli, päikeseõli ja masinaõli, raketikütust, atsetüleeni ja benseeni. Nõus, neid tooteid on tulusam kasutada kui mõttetult põletada õli.

Nüüd vaatame, kas on olemas sellist asja nagu segude eraldamise keemilised meetodid. Oletame, et peame saama puhtad ained soola vesilahusest. Selleks tuleb segu kuumutada. Selle tulemusena muutub vesi auruks ja sool kristalliseerub. Kuid samal ajal ei muutu üks aine teiseks. See tähendab, et selle protsessi aluseks on füüsikalised nähtused.

Segude eraldamise meetodid sõltuvad agregatsiooni olekust, lahustumisvõimest, keemistemperatuuri erinevusest, selle komponentide tihedusest ja koostisest. Vaatleme neid kõiki üksikasjalikumalt konkreetsete näidetega.

Filtreerimine

See eraldusmeetod sobib vedelikku ja lahustumatut tahket ainet sisaldavate segude jaoks. Näiteks vesi ja jõeliiv. See segu tuleb lasta läbi filtri. Selle tulemusena voolab puhas vesi sellest vabalt läbi ja liiv jääb alles.

settimine

Mõned segude eraldamise meetodid põhinevad gravitatsioonil. Sel viisil saab suspensioone ja emulsioone lagundada. Kui taimeõli satub vette, tuleb segu esmalt loksutada. Seejärel jätke see mõneks ajaks seisma. Selle tulemusena jääb vesi anuma põhja ja õli katab selle kile kujul.

Laboratoorsetes tingimustes kasutatakse neid settimiseks, mille töö tulemusena tühjendatakse anumasse tihedam vedelik ja järele jääb kerge.

Settimist iseloomustab protsessi aeglane kiirus. Sademe moodustumine võtab teatud aja. Tööstustingimustes kasutatakse seda meetodit spetsiaalsetes struktuurides, mida nimetatakse settepaakideks.

Magneti tegevus

Kui segu sisaldab metalli, saab selle magneti abil eraldada. Näiteks raua eraldamiseks ja Aga kas kõigil metallidel on sellised omadused? Üldse mitte. Selle meetodi jaoks sobivad ainult ferromagneteid sisaldavad segud. Lisaks rauale on nende hulka nikkel, koobalt, gadoliinium, terbium, düsproosium, holmium ja erbium.

Destilleerimine

See ladina keelest tõlgitud nimi tähendab "tilkade äravoolu". Destilleerimine on segude eraldamise meetod, mis põhineb ainete keemispunktide erinevusel. Seega saab isegi kodus alkoholi ja vee eraldada. Esimene aine hakkab aurustuma juba temperatuuril 78 kraadi Celsiuse järgi. Puudutades külma pinda, alkoholiaur kondenseerub, muutudes vedelaks.

Tööstuses saadakse sel viisil nafta rafineerimistooteid, aromaatseid aineid ja puhtaid metalle.

Aurustumine ja kristalliseerumine

Need eraldusmeetodid sobivad vedelate lahuste jaoks. Nende koostist moodustavad ained erinevad keemistemperatuuri poolest. Seega on võimalik saada soola või suhkru kristalle veest, milles need on lahustunud. Selleks lahused kuumutatakse ja aurustatakse küllastunud olekusse. Sel juhul kristallid sadestuvad. Kui on vaja saada puhast vett, lastakse lahus keema, millele järgneb aurude kondenseerimine külmemale pinnale.

Meetodid gaasisegude eraldamiseks

Gaasilised segud eraldatakse labori- ja tööstusmeetoditega, kuna see protsess nõuab spetsiaalset varustust. Loodusliku päritoluga tooraineks on õhk, koks, generaator, assotsieerunud ja maagaas, mis on süsivesinike segu.

Füüsikalised meetodid segude eraldamiseks gaasilises olekus on järgmised:

• Kondensatsioon on segu järkjärgulise jahutamise protsess, mille käigus toimub selle koostisosade kondenseerumine. Sel juhul lähevad ennekõike kõrge keemistemperatuuriga ained, mis kogutakse separaatoritesse, vedelasse olekusse. Nii saadakse vesinikku ja eraldatakse ka ammoniaak segu reageerimata osast.
• Sorptsioon on teatud ainete imendumine teiste poolt. Sellel protsessil on vastandlikud komponendid, mille vahel tekib reaktsiooni käigus tasakaal. Edasi- ja tagasikäik nõuavad erinevaid tingimusi. Esimesel juhul on see kõrge rõhu ja madala temperatuuri kombinatsioon. Seda protsessi nimetatakse sorptsiooniks. Vastasel juhul kasutatakse vastupidiseid tingimusi: madal rõhk kõrgel temperatuuril.
• Membraani eraldamine on meetod, mille puhul kasutatakse poolläbilaskvate vaheseinte omadust erinevate ainete molekulide valikuliseks läbimiseks.
• Refluks - segude kõrge keemistemperatuuriga osade kondenseerumisprotsess nende jahutamise tulemusena. Sel juhul peaks üksikute komponentide vedelasse olekusse ülemineku temperatuur oluliselt erinema.

Kromatograafia

Selle meetodi nime saab tõlkida kui "kirjutan värviga". Kujutage ette, et veele lisatakse tinti. Kui langetada filterpaberi ots sellisesse segusse, hakkab see imenduma. Sel juhul imendub vesi kiiremini kui tint, mis on seotud nende ainete erineva sorptsiooniastmega. Kromatograafia pole mitte ainult segude eraldamise meetod, vaid ka meetod selliste ainete omaduste nagu difusioon ja lahustuvus uurimiseks.

Niisiis, tutvusime selliste mõistetega nagu "puhtad ained" ja "segud". Esimesed on elemendid või ühendid, mis koosnevad ainult teatud tüüpi osakestest. Nende näideteks on sool, suhkur, destilleeritud vesi. Segud on üksikute ainete kogum. Nende eraldamiseks kasutatakse mitmeid meetodeid. Nende eraldamise viis sõltub selle koostisosade füüsikalistest omadustest. Peamised neist on settimine, aurustamine, kristallimine, filtreerimine, destilleerimine, magnetiseerimine ja kromatograafia.

Aine omaduste kindlakstegemiseks on vaja seda puhtal kujul, kuid aineid looduses puhtal kujul ei esine. Iga aine sisaldab alati teatud koguses lisandeid. Ainet, mis peaaegu ei sisalda lisandeid, nimetatakse puhtaks. Nad töötavad selliste ainetega teaduslaboris, kooli keemiakabinetis. Pange tähele, et absoluutselt puhtaid aineid pole olemas.

Peaaegu kõik looduslikud ained, toiduained (v.a sool, suhkur ja mõned muud), ehitusmaterjalid, kodukeemia, paljud ravimid ja kosmeetika on segud.

Looduslikud ained on segud, mis mõnikord koosnevad väga paljudest erinevatest ainetest. Näiteks looduslik vesi sisaldab alati selles lahustunud sooli ja gaase. Mõnikord võib väga väike lisandite sisaldus põhjustada aine mõningate omaduste väga tugevat muutust. Näiteks tsingis sisalduv vaid sajandikute raua või vase sisaldus kiirendab selle koostoimet vesinikkloriidhappega sadu kordi. Kui segus on üks ainetest valdav kogus, kannab tavaliselt kogu segu selle nime.

• 
  Komponent on iga segus sisalduv aine.

ühtlased segud.

Lisa väike osa suhkrut klaasile veele ja sega, 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 vedelikutilka läbi võimsa mikroskoobi.

Riis. 3. Homogeenne segu (suhkru vesilahus)

Valmistatud suhkru ja vee segu on homogeenne (joonis 3); nende ainete väikseimad osakesed on selles ühtlaselt segunenud.

• 
  Segusid, milles komponente ei ole võimalik palja silmaga tuvastada, nimetatakse homogeenseteks.

Liiva, kriidi või saviga segatud vesi külmub 0 0 C juures ja keeb 100 0 C juures.

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

Riis. 5. Heterogeensed segud:
a - vee ja väävli segu;
b - taimeõli ja vee segu;
c - õhu ja vee segu

Segude eraldamiseks on erinevaid viise. Segu eraldamise meetodi valikut mõjutavad seda segu moodustavate ainete omadused.

Vaatame iga meetodit üksikasjalikumalt:

• 
  settimine– tavaline meetod vedelike või vees lahustumatute mehaaniliste lisandite puhastamiseks või vedelad ained, mis on üksteises lahustumatud ja millel on erinev tihedus.

Setitamist kasutatakse vee valmistamisel tehnoloogilisteks ja olmevajadusteks, reovee puhastamisel, toornafta dehüdratsioonil ja magestamisel ning paljudes keemiatehnoloogia protsessides. See on looduslike ja tehislike veehoidlate loomuliku isepuhastuse oluline etapp.

• 
  Filtreerimine- vedeliku eraldamine selles sisalduvatest tahketest lahustumatutest lisanditest; vedelad molekulid läbivad filtri poorid ja suured lisandite osakesed jäävad alles.

Kujutage ette, et teil on jõeliiva ja vee segu. Määrake segu tüüp. ( heterogeenne). Võrrelge jõeliiva ja vee füüsikalisi omadusi. (Need on ained, mis on üksteises lahustumatud ja millel on erinev tihedus). Soovitage meetodit selle segu eraldamiseks ( filtreerimine).

• 
  Magneti tegevus- see on meetod mittehomogeensete segude eraldamiseks, kui üht segus sisalduvat ainet on võimalik magnetiga tõmmata.

• 
  Aurustumine - see on meetod homogeensete segude eraldamiseks, sel juhul eraldub lahusest tahke lahustuv aine, kuumutamisel vesi aurustub ja tahked kristallid jäävad alles.

• 
  Destilleerimine (ladina keeles tähendab "tilkumine") – See on homogeensete segude eraldamise meetod, mille puhul vedelad segud jaotatakse koostiselt erinevaks fraktsiooniks. See viiakse läbi vedeliku osalise aurustamisega, millele järgneb aurude kondenseerumine. Destilleeritud fraktsioon (destillaat) on rikastatud suhteliselt rohkem lenduvate (madala keemistemperatuuriga) ainetega ja destilleerimata vedelik (destilleerimisjääk) on rikastatud suhteliselt vähem lenduvate (kõrgel keemistemperatuuriga) ainetega.

Laboris toimub destilleerimine spetsiaalsel seadmel (joonis 6). Vedelike segu kuumutamisel keeb kõigepealt madalaima keemistemperatuuriga aine. Selle aur lahkub anumast, jahtub, kondenseerub1 ja tekkiv vedelik voolab vastuvõtjasse. Kui seda ainet segus enam pole, hakkab temperatuur tõusma ja aja jooksul keeb veel üks vedel komponent. Mittelenduvad vedelikud jäävad anumasse.

Riis. 6. Laboratoorsed seadmed destilleerimiseks: a - tavapärane; b - lihtsustatud
1 - erineva keemistemperatuuriga vedelike segu;
2 - termomeeter;
3 - veejahuti;
4 - vastuvõtja

Mõelge, kuidas mõned meetodid segude eraldamine.

Filtreerimisprotsess on respiraatori töö aluseks – seade, mis kaitseb tugevalt tolmuses keskkonnas töötava inimese kopse. Respiraatoril on filtrid, mis takistavad tolmu sattumist kopsudesse (joonis 7). Lihtsaim respiraator on side, mis on valmistatud mitmest kihist marli. Tolmuimejas on ka filter, mis tõmbab õhust tolmu.

Riis. 7. Töötaja respiraatoris

Tehke järeldus, milliste meetoditega on võimalik vees lahustuvate ja mittelahustuvate ainete segu eraldada.