ในวิชาเคมี มีแนวคิดเกี่ยวกับสารบริสุทธิ์และสารผสม บริสุทธิ์มีโมเลกุลของสารเพียงชนิดเดียว ในธรรมชาติ สารผสมที่ประกอบด้วยสารต่างๆ มีฤทธิ์เหนือกว่า

แนวคิด

สารทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท - บริสุทธิ์และผสม สารบริสุทธิ์ ได้แก่ ธาตุและสารประกอบที่ประกอบด้วยอะตอม โมเลกุล หรือไอออนที่เหมือนกัน เหล่านี้เป็นสารที่มีองค์ประกอบคงที่ซึ่งคงคุณสมบัติคงที่
ตัวอย่างของสารบริสุทธิ์ได้แก่:

• โลหะและก๊าซมีตระกูลที่ประกอบด้วยอะตอม
• น้ำประกอบด้วยโมเลกุลของน้ำ
• เกลือแกงประกอบด้วยโซเดียมไอออนบวกและแอนไอออนของคลอรีน

ข้าว. 1.สารบริสุทธิ์

หากคุณเติมน้ำตาลลงในน้ำ สารนั้นจะเลิกเป็นสารบริสุทธิ์และเกิดส่วนผสมขึ้น สารผสมประกอบด้วยสารบริสุทธิ์หลายชนิดที่มีโครงสร้างต่างกันเรียกว่าส่วนประกอบ ของผสมสามารถมีสถานะการรวมกลุ่มใดๆ ก็ได้ ตัวอย่างเช่น อากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซต่างๆ (ออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน) น้ำมันเบนซินเป็นส่วนผสมของสารอินทรีย์ ทองเหลืองเป็นส่วนผสมของสังกะสีและทองแดง

ข้าว. 2. ส่วนผสม

สารแต่ละชนิดยังคงคุณสมบัติไว้ ดังนั้นน้ำที่มีเกลือจึงมีรสเค็ม และแม่เหล็กจะดึงดูดโลหะผสมกับเหล็ก อย่างไรก็ตามคุณสมบัติของส่วนผสมอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับองค์ประกอบเชิงปริมาณและคุณภาพของส่วนประกอบ ตัวอย่างเช่น น้ำกลั่นที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์สูงสุด ขึ้นอยู่กับสารที่เติมเข้าไป สามารถรับรสหวาน เปรี้ยว เค็ม หรือเปรี้ยว-เค็ม ยิ่งไปกว่านั้น ยิ่งความเข้มข้นของสารบางชนิดสูงเท่าไร รสชาติบางอย่างก็จะยิ่งเด่นชัดมากขึ้นเท่านั้น

โครงสร้างของสารผสมอาจเป็นเนื้อเดียวกันหรือรวมสารในสถานะการรวมกลุ่มที่แตกต่างกัน ตามนี้พวกเขาแยกแยะ:

• เป็นเนื้อเดียวกันหรือเป็นเนื้อเดียวกัน - ไม่สามารถตรวจจับอนุภาคได้หากไม่มีการวิเคราะห์ทางเคมี ตัวบ่งชี้จะเหมือนกันทุกที่ในตัวอย่าง (โลหะผสม)
• ต่างกันหรือต่างกัน - อนุภาคตรวจจับได้ง่าย ความถี่ของอนุภาคไม่สม่ำเสมอในตำแหน่งต่างๆ ของส่วนผสม (น้ำกับทราย)

สารผสมที่ต่างกัน ได้แก่:

• สารแขวนลอย - ส่วนผสมของของแข็งและของเหลว (ถ่านหินและน้ำ)
• อิมัลชัน - ส่วนผสมของของเหลวที่มีความหนาแน่นต่างกัน (น้ำมันและน้ำ)

หากส่วนประกอบหนึ่งมีมวลน้อยกว่าส่วนประกอบอื่นถึงสิบเท่า สิ่งนั้นเรียกว่าสิ่งเจือปน

วิธีการทำความสะอาด

ไม่มีสารบริสุทธิ์อย่างแน่นอน สารบริสุทธิ์ถือเป็นสารที่มีสิ่งเจือปนจำนวนเล็กน้อยซึ่งไม่ส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของสาร เราใช้เพื่อทำให้สารบริสุทธิ์มากที่สุด วิธีการแยกสารผสม:

• การตกตะกอน - การตกตะกอนของสารหนักในของเหลว
• การกรอง - การแยกอนุภาคออกจากของเหลวโดยใช้ตัวกรอง
• การระเหย - ให้ความร้อนแก่สารละลายจนกระทั่งความชื้นระเหย
• การใช้แม่เหล็ก - การเลือกโดยใช้การทำให้เป็นแม่เหล็ก
• การกลั่น - การแยกสารที่มีจุดเดือดต่างกัน
• การดูดซับคือการสะสมของสารหนึ่งบนพื้นผิวของอีกสารหนึ่ง

โลหะสามารถแยกออกจากอโลหะได้โดยใช้การลอยอยู่ในน้ำ นี่เป็นกระบวนการขึ้นอยู่กับความสามารถของสารที่จะเปียก ด้วยวิธีนี้เหล็กจะถูกแยกออกจากกำมะถัน: เหล็กจะเปียกและตกลงไปที่ด้านล่าง แต่กำมะถันจะไม่เปียกและยังคงอยู่บนผิวน้ำ

ข้าว. 3. การลอยอยู่ในน้ำ

เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง?

จากบทเรียนเคมีชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับแนวคิดเรื่องสารผสมและสารบริสุทธิ์ องค์ประกอบและสารประกอบที่ประกอบด้วยโมเลกุล อะตอม หรือไอออนที่เป็นเนื้อเดียวกัน และยังมีคุณสมบัติคงที่ด้วย เรียกว่าบริสุทธิ์ สารผสมประกอบด้วยสารบริสุทธิ์หลายชนิดที่มีความเข้มข้นและโครงสร้างต่างกัน สารประกอบสามารถผสมได้อย่างสมบูรณ์จนเกิดเป็นสารเนื้อเดียวกัน หรือรวมกันต่างกัน ใช้วิธีการต่างๆ เพื่อแยกสารผสม

ทดสอบในหัวข้อ

การประเมินผลการรายงาน

คะแนนเฉลี่ย: 4.5. คะแนนรวมที่ได้รับ: 277

เนื้อหาบทเรียนประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการต่างๆ ในการแยกสารผสมและสารบริสุทธิ์ คุณจะได้เรียนรู้การใช้ความรู้เกี่ยวกับความแตกต่างในคุณสมบัติของส่วนประกอบของส่วนผสมเพื่อเลือกวิธีการที่เหมาะสมที่สุดในการแยกส่วนผสมที่กำหนด

หัวข้อ: แนวคิดทางเคมีเบื้องต้น

บทเรียน: วิธีการแยกสารผสมและทำให้สารบริสุทธิ์

ให้เรานิยามความแตกต่างระหว่าง “วิธีการแยกสารผสม” และ “วิธีการทำให้สารบริสุทธิ์” ในกรณีแรก สิ่งสำคัญคือต้องได้รับส่วนประกอบทั้งหมดที่ประกอบเป็นส่วนผสมในรูปแบบบริสุทธิ์ เมื่อทำให้สารบริสุทธิ์ การได้รับสิ่งเจือปนในรูปแบบบริสุทธิ์มักถูกละเลย

การตั้งถิ่นฐาน

จะแยกส่วนผสมของทรายและดินเหนียวออกจากกันได้อย่างไร? นี่เป็นหนึ่งในขั้นตอนในการผลิตเซรามิก (เช่น ในการผลิตอิฐ) หากต้องการแยกส่วนผสมดังกล่าวจะใช้วิธีการตกตะกอน ใส่ส่วนผสมลงในน้ำแล้วคนให้เข้ากัน ดินเหนียวและทรายตกลงในน้ำในอัตราที่ต่างกัน ดังนั้นทรายจะเกาะตัวเร็วกว่าดินเหนียวมาก (รูปที่ 1)

ข้าว. 1. แยกส่วนผสมของดินเหนียวและทรายโดยการตกตะกอน

วิธีการตกตะกอนยังใช้เพื่อแยกของผสมของของแข็งที่ไม่ละลายน้ำซึ่งมีความหนาแน่นต่างกัน ตัวอย่างเช่น นี่คือวิธีที่คุณสามารถแยกส่วนผสมของตะไบเหล็กและตะไบไม้ (ตะไบไม้จะลอยอยู่ในน้ำ ในขณะที่ตะไบเหล็กจะเกาะตัว)

ส่วนผสมของน้ำมันพืชและน้ำสามารถแยกออกได้โดยการตกตะกอน เนื่องจากน้ำมันไม่ละลายในน้ำและมีความหนาแน่นต่ำกว่า (รูปที่ 2) ดังนั้น โดยการตกตะกอนจึงเป็นไปได้ที่จะแยกส่วนผสมของของเหลวที่ไม่ละลายซึ่งกันและกันและมีความหนาแน่นต่างกัน

ข้าว. 2. แยกส่วนผสมน้ำมันพืชและน้ำโดยการตกตะกอน

หากต้องการแยกส่วนผสมของเกลือแกงและทรายแม่น้ำ คุณสามารถใช้วิธีตกตะกอนได้ (เมื่อผสมกับน้ำ เกลือจะละลายและทรายจะตกตะกอน) แต่การแยกทรายออกจากสารละลายเกลือโดยใช้วิธีอื่นจะเชื่อถือได้มากกว่า วิธีการ - วิธีการกรอง

การกรองส่วนผสมนี้สามารถทำได้โดยใช้ตัวกรองกระดาษและกรวยที่หย่อนลงในแก้ว เม็ดทรายยังคงอยู่บนกระดาษกรอง และสารละลายเกลือแกงใสจะผ่านตัวกรอง ในกรณีนี้ ทรายแม่น้ำคือตะกอน และสารละลายเกลือคือสิ่งกรอง (รูปที่ 3)

ข้าว. 3. ใช้วิธีการกรองเพื่อแยกทรายแม่น้ำออกจากสารละลายเกลือ

การกรองสามารถทำได้ไม่เพียงแต่โดยใช้กระดาษกรองเท่านั้น แต่ยังใช้วัสดุที่มีรูพรุนหรือวัสดุเทกองอื่นๆ อีกด้วย ตัวอย่างเช่น วัสดุเทกอง ได้แก่ ทรายควอทซ์ และวัสดุที่มีรูพรุน ได้แก่ ใยแก้วและดินเผา

สารผสมบางชนิดสามารถแยกออกได้โดยใช้วิธี "การกรองแบบร้อน" เช่น ส่วนผสมของผงกำมะถันและผงเหล็ก เหล็กละลายที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,500 C และกำมะถันที่ประมาณ 120 C กำมะถันที่หลอมละลายสามารถแยกออกจากผงเหล็กได้โดยใช้ใยแก้วที่ให้ความร้อน

เกลือสามารถแยกออกจากสารกรองได้โดยการระเหย เช่น ให้ความร้อนส่วนผสมและน้ำจะระเหยออกไป เหลือเกลือไว้บนถ้วยพอร์ซเลน บางครั้งมีการใช้การระเหยหรือการระเหยของน้ำบางส่วน เป็นผลให้เกิดสารละลายที่มีความเข้มข้นมากขึ้นเมื่อเย็นลงซึ่งสารที่ละลายจะถูกปล่อยออกมาในรูปของผลึก

หากมีสารที่สามารถทำให้เกิดแม่เหล็กอยู่ในส่วนผสม ก็สามารถแยกออกได้อย่างง่ายดายในรูปบริสุทธิ์โดยใช้แม่เหล็ก ตัวอย่างเช่น นี่คือวิธีแยกส่วนผสมของกำมะถันและผงเหล็ก

ของผสมชนิดเดียวกันสามารถแยกออกได้ด้วยวิธีอื่น โดยใช้ความรู้เกี่ยวกับความสามารถในการเปียกของส่วนประกอบของของผสมกับน้ำ เหล็กเปียกด้วยน้ำเช่น น้ำกระจายไปทั่วพื้นผิวเหล็ก ซัลเฟอร์ไม่เปียกน้ำ ถ้าเอากำมะถันไปจุ่มน้ำ มันจะจมเพราะ... ความหนาแน่นของกำมะถันมากกว่าความหนาแน่นของน้ำ แต่ผงกำมะถันจะลอยเพราะ... ฟองอากาศเกาะติดกับเม็ดกำมะถันที่ไม่เปียกน้ำและดันขึ้นสู่ผิวน้ำ หากต้องการแยกส่วนผสม คุณต้องใส่ลงในน้ำ ผงกำมะถันจะลอยและเหล็กจะจม (รูปที่ 4)

ข้าว. 4. การแยกส่วนผสมของผงกำมะถันและผงเหล็กโดยการลอยตัว

วิธีการแยกสารผสมตามความแตกต่างความสามารถในการเปียกของส่วนประกอบเรียกว่าการลอยอยู่ในน้ำ (French flotter - to float) ลองพิจารณาอีกหลายวิธีในการแยกและทำให้สารบริสุทธิ์

วิธีการแยกสารผสมที่เก่าแก่ที่สุดวิธีหนึ่งคือการกลั่น (หรือการกลั่น) การใช้วิธีนี้ทำให้สามารถแยกส่วนประกอบที่ละลายซึ่งกันและกันและมีจุดเดือดต่างกันได้ นี่คือวิธีการรับน้ำกลั่น น้ำที่มีสิ่งเจือปนจะถูกต้มในภาชนะเดียว ไอน้ำที่เกิดขึ้นจะควบแน่นเมื่อทำให้เย็นลงในภาชนะอื่นในรูปของน้ำกลั่น (บริสุทธิ์) อยู่แล้ว

ข้าว. 5. การรับน้ำกลั่น

ส่วนประกอบที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันสามารถแยกออกได้โดยใช้โครมาโตกราฟี วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับการดูดซับที่แตกต่างกันของสารที่แยกออกจากกันโดยพื้นผิวของสารอื่น

ตัวอย่างเช่น หมึกสีแดงสามารถแยกออกเป็นส่วนประกอบได้ (น้ำและสารให้สี) ผ่านโครมาโตกราฟี

ข้าว. 6. การแยกหมึกสีแดงด้วยโครมาโตกราฟีแบบกระดาษ

ในห้องปฏิบัติการเคมีโครมาโทกราฟีจะดำเนินการโดยใช้เครื่องมือพิเศษ - โครมาโตกราฟีซึ่งส่วนหลักคือคอลัมน์โครมาโตกราฟีและเครื่องตรวจจับ

การดูดซับถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในทางเคมีเพื่อทำให้สารบางชนิดบริสุทธิ์ นี่คือการสะสมของสารหนึ่งบนพื้นผิวของสารอื่น ตัวดูดซับรวมถึง ตัวอย่างเช่น ถ่านกัมมันต์

ลองใส่ถ่านกัมมันต์ชนิดเม็ดลงในภาชนะที่มีน้ำผสมสี คน กรอง และดูว่าสารกรองไม่มีสี อะตอมของถ่านหินดึงดูดโมเลกุล ในกรณีนี้คือสีย้อม

ปัจจุบันการดูดซับถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการฟอกน้ำและอากาศ ตัวอย่างเช่น ตัวกรองการทำน้ำให้บริสุทธิ์มีถ่านกัมมันต์เป็นตัวดูดซับ

1. การรวบรวมปัญหาและแบบฝึกหัดวิชาเคมี: ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8: ถึงตำราเรียนของ P.A. Orzhekovsky และคนอื่น ๆ “ เคมีเกรด 8” / P.A. Orzhekovsky, N.A. ติตอฟ, เอฟ.เอฟ. เฮเกล. – อ.: AST: แอสเทรล, 2549.

2. Ushakova O.V. สมุดงานเคมี: ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8: ถึงตำราเรียนของ P.A. Orzhekovsky และคนอื่น ๆ “ เคมี ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8” / O.V. Ushakova, P.I. เบสปาลอฟ, P.A. ออร์เซคอฟสกี้; ภายใต้. เอ็ด ศาสตราจารย์ ป.ล. Orzhekovsky - M .: AST: Astrel: Profizdat, 2549 (หน้า 10-11)

3. เคมี: ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8: หนังสือเรียน เพื่อการศึกษาทั่วไป สถาบัน / ป. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. ปอนตัก. อ.: AST: แอสเทรล, 2005.(§4)

4. เคมี: inorg. เคมี: หนังสือเรียน. สำหรับเกรด 8 การศึกษาทั่วไป สถาบัน / G.E. รุดซิติส, ฟู เฟลด์แมน. – อ.: การศึกษา, OJSC “หนังสือเรียนมอสโก”, 2552. (§2)

5. สารานุกรมสำหรับเด็ก เล่มที่ 17 เคมี / บทที่ เอ็ด.วี.เอ. โวโลดิน, เวด. ทางวิทยาศาสตร์ เอ็ด ไอ. ลีนสัน. – อ.: อแวนตา+, 2003.

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติมบนเว็บ

1. การรวบรวมทรัพยากรการศึกษาดิจิทัลแบบครบวงจร ()

2. วารสารอิเล็กทรอนิกส์เรื่อง "เคมีและชีวิต" ()

การบ้าน

จากตำราเรียนของ P.A. Orzhekovsky และคนอื่น ๆ “ เคมีเกรด 8” กับ. 33 เลขที่ 2,4,6,ท.

หัวข้อ: “วิธีการแยกสารผสม” (เกรด 8)

บล็อกทางทฤษฎี

คำจำกัดความของแนวคิด "ส่วนผสม" มีให้ไว้ในศตวรรษที่ 17 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ โรเบิร์ต บอยล์: “ของผสมคือระบบบูรณาการที่ประกอบด้วยส่วนประกอบที่ต่างกัน”

ลักษณะเปรียบเทียบของสารผสมและสารบริสุทธิ์

ส่วนผสมมีลักษณะแตกต่างกันออกไป

การจำแนกประเภทของสารผสมแสดงไว้ในตาราง:

เราจะยกตัวอย่างสารแขวนลอย (ทรายแม่น้ำ + น้ำ) อิมัลชัน (น้ำมันพืช + น้ำ) และสารละลาย (อากาศในขวด เกลือแกง + น้ำ การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย: อลูมิเนียม + ทองแดง หรือ นิกเกิล + ทองแดง)

วิธีการแยกสารผสม

ในธรรมชาติ สารมีอยู่ในรูปของสารผสม สำหรับการวิจัยในห้องปฏิบัติการ การผลิตทางอุตสาหกรรม และสำหรับความต้องการด้านเภสัชวิทยาและการแพทย์ จำเป็นต้องใช้สารบริสุทธิ์

มีการใช้วิธีการต่างๆ มากมายในการแยกสารผสมเพื่อทำให้สารบริสุทธิ์

การระเหยคือการแยกของแข็งที่ละลายในของเหลวโดยแปลงเป็นไอน้ำ

การกลั่น-การกลั่น การแยกสารที่บรรจุอยู่ในของเหลวผสมตามจุดเดือด ตามด้วยการระบายความร้อนของไอน้ำ

ในธรรมชาติ น้ำไม่ได้เกิดขึ้นในรูปแบบบริสุทธิ์ (ไม่มีเกลือ) มหาสมุทร ทะเล แม่น้ำ บ่อน้ำ และน้ำพุเป็นสารละลายประเภทเกลือในน้ำ อย่างไรก็ตาม ผู้คนมักต้องการน้ำสะอาดที่ไม่มีเกลือ (ใช้ในเครื่องยนต์ของรถยนต์ ในการผลิตสารเคมีเพื่อให้ได้สารละลายและสารต่างๆ ในการถ่ายภาพ) น้ำดังกล่าวเรียกว่าน้ำกลั่น และวิธีการได้มาเรียกว่าการกลั่น

การกรอง - กรองของเหลว (ก๊าซ) ผ่านตัวกรองเพื่อทำความสะอาดจากสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็ง

วิธีการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพของส่วนประกอบของสารผสม

พิจารณาวิธีการแยก ต่างกัน และของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน.

การกลั่นใช้ในการผลิตน้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด และน้ำมันแก๊สจากน้ำมัน การแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน.

วิธีการพิเศษในการแยกส่วนประกอบโดยพิจารณาจากการดูดซึมที่แตกต่างกันของสารบางชนิดคือ

โครมาโตกราฟี

M.S. Tsvet นักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซียเป็นคนแรกที่แยกคลอโรฟิลล์ออกจากส่วนสีเขียวของพืชโดยใช้โครมาโตกราฟี ในอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการ แป้ง ถ่านหิน หินปูน และอลูมิเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้แทนกระดาษกรองสำหรับโครมาโตกราฟี จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์เท่ากันเสมอหรือไม่

เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์ต่างกัน น้ำปรุงอาหารควรปล่อยให้ยืนเพียงพอเพื่อขจัดสิ่งเจือปนและคลอรีนที่ใช้ฆ่าเชื้อ ต้องต้มน้ำสำหรับดื่มก่อน และในห้องปฏิบัติการเคมีเพื่อเตรียมสารละลายและทำการทดลองในทางการแพทย์จำเป็นต้องใช้น้ำกลั่นและทำให้บริสุทธิ์จากสารที่ละลายในนั้นให้มากที่สุด สารบริสุทธิ์โดยเฉพาะซึ่งมีปริมาณสารเจือปนไม่เกินหนึ่งในล้านเปอร์เซ็นต์นั้นถูกใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ เทคโนโลยีนิวเคลียร์ และอุตสาหกรรมที่มีความแม่นยำอื่นๆวิธีแสดงองค์ประกอบของสารผสม

ω ["โอเมก้า"] = ส่วนประกอบ m / ส่วนผสม m

เศษส่วนโมลของส่วนประกอบในส่วนผสม- อัตราส่วนของจำนวนโมล (ปริมาณของสาร) ของส่วนประกอบต่อจำนวนโมลทั้งหมดของสารทั้งหมดในส่วนผสม ตัวอย่างเช่น หากส่วนผสมมีสาร A, B และ C ดังนั้น:

χ ["ไค"] องค์ประกอบ A = n องค์ประกอบ A / (n(A) + n(B) + n(C))

อัตราส่วนฟันกรามของส่วนประกอบบางครั้งปัญหาของส่วนผสมอาจบ่งบอกถึงอัตราส่วนโมลของส่วนประกอบต่างๆ

ตัวอย่างเช่น:

n ส่วนประกอบ A: n ส่วนประกอบ B = 2: 3 ปริมาตรของส่วนประกอบในส่วนผสม(สำหรับก๊าซเท่านั้น)

- อัตราส่วนของปริมาตรของสาร A ต่อปริมาตรรวมของส่วนผสมก๊าซทั้งหมด

φ ["phi"] = ส่วนประกอบ V / ส่วนผสม V

บล็อกการปฏิบัติ ลองดูตัวอย่างปัญหาสามประการที่สารผสมของโลหะทำปฏิกิริยากันเกลือ

กรด:ตัวอย่างที่ 1

เมื่อส่วนผสมของทองแดงและเหล็กน้ำหนัก 20 กรัมสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน จะปล่อยก๊าซ (หมายเลข) 5.6 ลิตร กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม

ในตัวอย่างแรก ทองแดงไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก กล่าวคือ ไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาเมื่อกรดทำปฏิกิริยากับเหล็ก ดังนั้นเมื่อรู้ปริมาตรของไฮโดรเจน เราก็สามารถหาปริมาณและมวลของเหล็กได้ทันที และตามด้วยเศษส่วนมวลของสารในส่วนผสม

วิธีแก้ตัวอย่างที่ 1
การหาปริมาณไฮโดรเจน:

n = V / V m = 5.6 / 22.4 = 0.25 โมล

ตามสมการปฏิกิริยา:
ปริมาณธาตุเหล็กก็เท่ากับ 0.25 โมล คุณสามารถค้นหามวลของมันได้:

ม. เฟ = 0.25 56 = 14 กรัม

คำตอบ: เหล็ก 70%, ทองแดง 30%ตัวอย่างที่ 2

เมื่อส่วนผสมของอลูมิเนียมและเหล็กน้ำหนัก 11 กรัมสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน จะปล่อยก๊าซ 8.96 ลิตร (n.s.) กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม ในตัวอย่างที่สอง ปฏิกิริยาคือทั้งคู่

โลหะ ในกรณีนี้ ไฮโดรเจนถูกปล่อยออกมาจากกรดแล้วในปฏิกิริยาทั้งสอง ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้การคำนวณโดยตรงได้ที่นี่ ในกรณีเช่นนี้ จะสะดวกในการแก้โดยใช้ระบบสมการง่ายๆ โดยให้ x เป็นจำนวนโมลของโลหะชนิดใดชนิดหนึ่ง และ y เป็นปริมาณของสารในวินาที

วิธีแก้ตัวอย่างที่ 1
วิธีแก้ตัวอย่างที่ 2

n = V / V ม. = 8.96 / 22.4 = 0.4 โมล

1. 	ให้ปริมาณอะลูมิเนียมเป็น x โมล และปริมาณเหล็กเป็น x โมล จากนั้นเราสามารถแสดงปริมาณไฮโดรเจนที่ปล่อยออกมาในรูปของ x และ y ได้:

2HCl = FeCl 2 +
เรารู้ปริมาณไฮโดรเจนทั้งหมด: 0.4 โมล

วิธี, 1.5x + y = 0.4 (นี่คือสมการแรกในระบบ)สำหรับส่วนผสมของโลหะเราต้องแสดงออก
มวลชน
ผ่านปริมาณของสาร
ม. = ม
ดังนั้นมวลของอะลูมิเนียม
ม. อัล = 27x,
มวลของเหล็ก
ม. เฟ = 56у,

และมวลของส่วนผสมทั้งหมด

2. 27x + 56y = 11 (นี่คือสมการที่สองในระบบ)
   ดังนั้นเราจึงมีระบบสมการสองสมการ:
   และลบสมการแรกออกจากสมการที่สอง:

   (56 − 18)y = 11 − 7.2
   y = 3.8 / 38 = 0.1 โมล (เฟ)
   x = 0.2 โมล (อัล)

ม. เฟ = n M = 0.1 56 = 5.6 กรัม
ม. อัล = 0.2 27 = 5.4 ก
ω Fe = m ส่วนผสม Fe / m = 5.6 / 11 = 0.50909 (50.91%)

ตามลำดับ
ω อัล = 100% - 50.91% = 49.09%

คำตอบ: เหล็ก 50.91%, อลูมิเนียม 49.09%

ตัวอย่างที่ 3ส่วนผสมของสังกะสีอลูมิเนียมและทองแดง 16 กรัมได้รับการบำบัดด้วยสารละลายกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน ในกรณีนี้ มีการปล่อยก๊าซ 5.6 ลิตร (n.s.) และสาร 5 กรัมไม่ละลาย กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม

ในตัวอย่างที่สาม โลหะสองชนิดทำปฏิกิริยา แต่โลหะตัวที่สาม (ทองแดง) ไม่ทำปฏิกิริยา ดังนั้นส่วนที่เหลือของ 5 กรัมคือมวลของทองแดง ปริมาณของโลหะสองชนิดที่เหลือ ได้แก่ สังกะสีและอะลูมิเนียม (โปรดทราบว่ามวลรวมของโลหะทั้งสองคือ 16 − 5 = 11 กรัม) สามารถพบได้โดยใช้ระบบสมการ ดังตัวอย่างที่ 2

ตอบตัวอย่างที่ 3: สังกะสี 56.25%, อลูมิเนียม 12.5%, ทองแดง 31.25%

ตัวอย่างที่ 4ส่วนผสมของเหล็ก อลูมิเนียม และทองแดงได้รับการบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเย็นที่มากเกินไป ในกรณีนี้ ส่วนหนึ่งของส่วนผสมละลาย และปล่อยก๊าซ 5.6 ลิตร (n.s.) ของผสมที่เหลือถูกบำบัดด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่มากเกินไป ปล่อยก๊าซออกมา 3.36 ลิตร และยังมีสารตกค้างที่ไม่ละลายน้ำ 3 กรัม กำหนดมวลและองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้นของโลหะ

ในตัวอย่างนี้ เราต้องจำไว้ว่า เข้มข้นเย็นกรดซัลฟิวริกไม่ทำปฏิกิริยากับเหล็กและอลูมิเนียม (ทู่) แต่ทำปฏิกิริยากับทองแดง สิ่งนี้จะปล่อยซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์ออกมา
มีฤทธิ์เป็นด่างตอบสนอง อลูมิเนียมเท่านั้น- โลหะแอมโฟเทอริก (นอกเหนือจากอลูมิเนียม สังกะสี และดีบุกยังละลายในอัลคาไล และเบริลเลียมก็สามารถละลายในอัลคาไลเข้มข้นที่ร้อนได้เช่นกัน)

เฉลยตัวอย่างที่ 4

มีเพียงทองแดงเท่านั้นที่ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้น จำนวนโมลของก๊าซคือ:
SO2 = V / Vm = 5.6 / 22.4 = 0.25 โมล

	2H 2 SO 4 (เข้มข้น) = CuSO 4 +

1. (อย่าลืมว่าปฏิกิริยาดังกล่าวจะต้องทำให้เท่ากันโดยใช้เครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์)

   เนื่องจากอัตราส่วนโมลาร์ของทองแดงและซัลเฟอร์ไดออกไซด์คือ 1:1 ดังนั้นทองแดงจึงเป็น 0.25 โมลเช่นกัน คุณสามารถค้นหามวลทองแดงได้:
   ม. Cu = n M = 0.25 64 = 16 ก.

   อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไล ส่งผลให้เกิดไฮดรอกโซเชิงซ้อนของอลูมิเนียมและไฮโดรเจน:
   2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2

   อัล 0 − 3e = อัล 3+
   2H + + 2e = ชม 2

2. จำนวนโมลของไฮโดรเจน:
   n H3 = 3.36 / 22.4 = 0.15 โมล
   อัตราส่วนโมลของอลูมิเนียมและไฮโดรเจนคือ 2:3 ดังนั้น
   n อัล = 0.15 / 1.5 = 0.1 โมล
   น้ำหนักอลูมิเนียม:
   ม. อัล = n M = 0.1 27 = 2.7 ก

   ส่วนที่เหลือเป็นเหล็กหนัก 3 กรัม คุณสามารถหามวลของส่วนผสมได้:
   ม. ส่วนผสม = 16 + 2.7 + 3 = 21.7 กรัม

   เศษส่วนมวลของโลหะ:

ω Cu = m ส่วนผสม Cu / m = 16 / 21.7 = 0.7373 (73.73%)
ω อัล = 2.7 / 21.7 = 0.1244 (12.44%)
ω เฟ = 13.83%

คำตอบ: ทองแดง 73.73% อลูมิเนียม 12.44% เหล็ก 13.83%

ตัวอย่างที่ 5ของผสมของสังกะสีและอะลูมิเนียม 21.1 กรัมถูกละลายในสารละลายกรดไนตริก 565 มิลลิลิตรที่มี 20 น้ำหนัก %เอชเอ็นโอ 3 และมีความหนาแน่น 1.115 กรัม/มิลลิลิตร ปริมาตรของก๊าซที่ปล่อยออกมาซึ่งเป็นสารเดี่ยวและเป็นผลิตภัณฑ์เดียวที่ช่วยลดกรดไนตริกได้คือ 2.912 ลิตร (n.s.) กำหนดองค์ประกอบของสารละลายที่ได้เป็นเปอร์เซ็นต์มวล (สธธ.)

ข้อความของปัญหานี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงผลคูณของการลดไนโตรเจน - "สารธรรมดา" เนื่องจากกรดไนตริกกับโลหะไม่ได้ผลิตไฮโดรเจน จึงเป็นไนโตรเจน โลหะทั้งสองละลายในกรด
ปัญหาไม่ได้ถามถึงองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้นของโลหะ แต่เป็นองค์ประกอบของสารละลายที่เกิดขึ้นหลังปฏิกิริยา ทำให้งานยากขึ้น

เฉลยตัวอย่างที่ 5

กำหนดปริมาณของสารก๊าซ:
n N2 = V / Vm = 2.912 / 22.4 = 0.13 โมล

กำหนดมวลของสารละลายกรดไนตริก มวลและปริมาณของ HNO3 ที่ละลาย:

m สารละลาย = ρ V = 1.115 565 = 630.3 กรัม
ม. HNO3 = ω ม. สารละลาย = 0.2 630.3 = 126.06 กรัม
n HNO3 = m / M = 126.06 / 63 = 2 โมล

โปรดทราบว่าเนื่องจากโลหะละลายหมดแล้ว จึงหมายความว่า - มีกรดเพียงพอแน่นอน(โลหะเหล่านี้ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบ มีกรดมากเกินไปหรือไม่?และจะเหลือปริมาณเท่าใดหลังจากปฏิกิริยาในสารละลายที่ได้

เราเขียนสมการปฏิกิริยา ( อย่าลืมเกี่ยวกับเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ของคุณ) และเพื่อความสะดวกในการคำนวณ เราจะเอา 5x เป็นปริมาณสังกะสี และ 10y เป็นปริมาณอะลูมิเนียม จากนั้นตามค่าสัมประสิทธิ์ในสมการ ไนโตรเจนในปฏิกิริยาแรกจะเป็น x โมล และในวินาที - 3y โมล:

สะดวกในการแก้ระบบนี้โดยการคูณสมการแรกด้วย 90 แล้วลบสมการแรกออกจากสมการที่สอง

x = 0.04 ซึ่งหมายถึง n Zn = 0.04 5 = 0.2 โมล
y = 0.03 ซึ่งหมายถึง n Al = 0.03 10 = 0.3 โมล

ตรวจสอบมวลของส่วนผสม:
0.2 65 + 0.3 27 = 21.1 ก.

ตอนนี้เรามาดูองค์ประกอบของการแก้ปัญหากันดีกว่า จะสะดวกในการเขียนปฏิกิริยาอีกครั้งและเขียนปริมาณของสารที่เกิดปฏิกิริยาและเกิดทั้งหมดเหนือปฏิกิริยา (ยกเว้นน้ำ):

คำถามต่อไปคือ มีกรดไนตริกเหลืออยู่ในสารละลายหรือไม่ และเหลืออยู่เท่าใด
ตามสมการปฏิกิริยา ปริมาณของกรดที่ทำปฏิกิริยา:
n HNO3 = 0.48 + 1.08 = 1.56 โมล
เหล่านั้น. กรดมีมากเกินไป และคุณสามารถคำนวณส่วนที่เหลือในสารละลายได้:
n HNO3 พักผ่อน

ดังนั้นใน ทางออกสุดท้ายประกอบด้วย:

ซิงค์ไนเตรตในปริมาณ 0.2 โมล:
ม. สังกะสี(NO3)2 = n M = 0.2 189 = 37.8 กรัม
อลูมิเนียมไนเตรตจำนวน 0.3 โมล:
ม. อัล(NO3)3 = n M = 0.3 213 = 63.9 ก
กรดไนตริกส่วนเกินในปริมาณ 0.44 โมล:
ม. HNO3 พักผ่อน = n M = 0.44 63 = 27.72 กรัม

สารละลายสุดท้ายมีมวลเท่าใด
ให้เราจำไว้ว่ามวลของสารละลายสุดท้ายประกอบด้วยส่วนประกอบที่เราผสม (สารละลายและสารต่างๆ) ลบด้วยผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาที่ทิ้งสารละลายไว้ (ตะกอนและก๊าซ):

จากนั้นสำหรับงานของเรา:

ใหม่
สารละลาย = มวลของสารละลายกรด + มวลของโลหะผสม - มวลของไนโตรเจน
ม. N2 = n M = 28 (0.03 + 0.09) = 3.36 กรัม

ใหม่
สารละลาย = 630.3 + 21.1 − 3.36 = 648.04 กรัม
ωZn(NO 3) 2 = ปริมาณ m / m สารละลาย = 37.8 / 648.04 = 0.0583

ωAl(NO 3) 3 = ปริมาณ m / m สารละลาย = 63.9 / 648.04 = 0.0986

ω HNO3 พักผ่อน = เมตร น้ำ / เมตร สารละลาย = 27.72 / 648.04 = 0.0428คำตอบ: ซิงค์ไนเตรต 5.83%, อลูมิเนียมไนเตรต 9.86%, กรดไนตริก 4.28%

ตัวอย่างที่ 6

เมื่อผสมทองแดง เหล็ก และอลูมิเนียม 17.4 กรัมด้วยกรดไนตริกเข้มข้นมากเกินไป จะปล่อยก๊าซ (n.o.) ออกมา 4.48 ลิตร และเมื่อส่วนผสมนี้สัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกินที่มีมวลเท่ากัน จะได้ 8.96 ลิตรของ ก๊าซ (n.o.) ถูกปล่อยออกมา กำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้น (สธธ.)

ตอบตัวอย่างที่ 6: ทองแดง 36.8%, เหล็ก 32.2%, อลูมิเนียม 31% หมายเหตุอธิบาย. สารบริสุทธิ์และ สารผสม วิธีการการแยก สารผสม. สารบริสุทธิ์และ- พัฒนาความเข้าใจเรื่องสารบริสุทธิ์และ สารผสมการทำสารให้บริสุทธิ์ : ...สารต่างๆ ชั้นเรียนสารประกอบอินทรีย์ ลักษณะ: ขั้นพื้นฐาน

ระดับ

ทางการศึกษา - สร้างเงื่อนไขในการทำความคุ้นเคยกับแนวคิดเรื่องสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันและไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งเป็นสารบริสุทธิ์ที่มีคุณสมบัติคงที่ แสดงให้เห็นความแตกต่างจากสารผสม แสดงวิธีการแยกสารผสมที่หลากหลาย

ทางการศึกษา - สร้างเงื่อนไขสำหรับการสร้างความสนใจในความรู้ ทักษะ และการประเมินกิจกรรมของตนเองอย่างเพียงพอ เพื่อสานต่อการศึกษาด้านสิ่งแวดล้อมและการเคารพสิ่งแวดล้อม

พัฒนาการ - สร้างเงื่อนไขสำหรับการพัฒนาทักษะของนักเรียนอย่างต่อเนื่องในการเขียนสูตรสารอนินทรีย์ตามชื่อและชื่อสารตามสูตร พัฒนาทักษะของนักเรียนอย่างต่อเนื่องในการจำแนกประเภทของสารประกอบอนินทรีย์โดยใช้สูตร การพัฒนาความสามารถในการจดจำสารบริสุทธิ์และสารผสม การพัฒนาความสามารถในการจัดทำแผนปฏิบัติการเพื่อแยกสารผสม พัฒนาความสามารถในการแยกสารผสมโดยการตกตะกอน การกรอง การใช้แม่เหล็ก และการระเหย

เป้าหมายสำหรับนักเรียน:

-รู้แนวคิดเรื่องสารบริสุทธิ์

– รู้แนวคิดของสารผสมที่ต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกัน

– รู้วิธีการแยกสารผสม: การตกตะกอน การกรอง การระเหย การกลั่น

รู้วิธีการทำน้ำให้บริสุทธิ์ที่ทันสมัย

สามารถแยกสารผสมได้โดยการตกตะกอน กรอง ใช้แม่เหล็ก การระเหย

ความคืบหน้าของบทเรียน

1. ช่วงเวลาขององค์กร

(การจัดจุดเริ่มต้นของบทเรียน)

การทักทาย การสร้างภูมิหลังทางอารมณ์ที่ดี การตรวจสอบปัจจุบัน การตรวจสอบความพร้อมสำหรับบทเรียน

2. ตรวจการบ้านเสร็จ (ตรวจการบ้าน)

§ 1

ภารกิจที่ 7–10

§ 4

3. การตั้งเป้าหมาย แรงจูงใจ (ข้อความหัวข้อ เป้าหมายบทเรียน)

หัวข้อบทเรียน: สารบริสุทธิ์และสารผสม วิธีการแยกสารผสม

คุณคิดว่าเราสามารถตั้งเป้าหมายอะไรสำหรับบทเรียนวันนี้ได้

(เป้าหมายสำหรับนักเรียน)

เราตระหนักดีว่าความสะอาดคืออะไร ห้องสะอาด สมุดบันทึกสะอาด เสื้อผ้าสะอาด... แนวคิดเรื่องสารบริสุทธิ์หมายถึงอะไร? สารบริสุทธิ์แตกต่างจากส่วนผสมของสารอย่างไร?

4. การอัพเดตความรู้และทักษะพื้นฐาน

เรามาดูคำถามกัน: สารที่เรียกว่าอะไร? (สสารคือสิ่งที่ร่างกายสร้างขึ้นมา)

5. การเรียนรู้เนื้อหาใหม่ (การเรียนรู้ความรู้ใหม่และวิธีการปฏิบัติ)

สารบริสุทธิ์

ในภาชนะสองใบ น้ำกลั่นและน้ำทะเลถูกทำให้ร้อนจนเดือด หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง ก็วัดอุณหภูมิจุดเดือดในภาชนะเหล่านี้) นักเรียนอภิปรายผลการทดลอง คำถาม-ปัญหาที่ครูแสดงออกมาตามธรรมชาติ: “เหตุใดค่า t bp ของน้ำทะเลจึงไม่คงที่ในช่วงเวลาต่างๆ กัน เมื่อเปรียบเทียบกับน้ำกลั่น t bp” นักเรียนสรุปว่าความเค็มของน้ำทะเลส่งผลต่อทีคิป โดยได้รับความช่วยเหลือจากครู จึงได้กำหนดคำจำกัดความไว้ว่า “สารบริสุทธิ์คือสารที่มีคุณสมบัติทางกายภาพคงที่ (จุดเดือด จุดหลอมเหลว ความหนาแน่น)

สารผสมและการจำแนกประเภท

ครูเชิญชวนให้นักเรียนตรวจสอบส่วนผสมบนโต๊ะสาธิต ต่อไปพวกเขาให้นิยามส่วนผสมว่าเป็นการรวมกันของสารหลายชนิดที่สัมผัสกันโดยตรง ครูเสริมว่าในธรรมชาติไม่มีสารบริสุทธิ์อย่างแน่นอน สารส่วนใหญ่พบอยู่ในรูปของสารผสม เขาพูดถึงอากาศว่าเป็นส่วนผสมที่ประกอบด้วยก๊าซ - ไนโตรเจน ออกซิเจน อาร์กอน ฯลฯ มลพิษทางอากาศ: การเปลี่ยนแปลงของปริมาณซัลเฟอร์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในอากาศทำให้ใบต้นไม้เปลี่ยนสีหรือแคระแกร็น ในมนุษย์ก๊าซนี้จะระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจส่วนบน การเพิ่มขึ้นของปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ในอากาศทำให้ความสามารถของฮีโมโกลบินในเซลล์เม็ดเลือดแดงในการนำออกซิเจนลดลงซึ่งทำให้ปฏิกิริยาของบุคคลช้าลงการรับรู้ลดลงปวดศีรษะง่วงนอนและคลื่นไส้ปรากฏขึ้น ภายใต้อิทธิพลของคาร์บอนมอนอกไซด์ปริมาณมาก อาจมีอาการเป็นลม โคม่า และถึงขั้นเสียชีวิตได้

ของเหลวขุ่นนี้เป็นส่วนผสมของน้ำและชอล์ก อนุภาคชอล์กในส่วนผสมสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถคาดเดาจากรูปลักษณ์ภายนอกได้เสมอไปว่านี่คือส่วนผสม ตัวอย่างเช่น นมดูเหมือนเป็นเนื้อเดียวกันสำหรับเรา แต่ภายใต้กล้องจุลทรรศน์จะสังเกตเห็นว่ามันประกอบด้วยหยดโมเลกุลไขมันและโปรตีนที่ลอยอยู่ในสารละลาย คุณคิดว่าน้ำฝนเป็นสารบริสุทธิ์หรือไม่? แล้วอากาศล่ะ? ตรงหน้าคุณคือแก้วสองใบที่มีของเหลวใส ใบหนึ่งบรรจุน้ำ และอีกใบมีสารละลายน้ำตาลในน้ำ อนุภาคน้ำตาลไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเท่านั้น แต่ยังมองไม่เห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ทรงพลังที่สุดอีกด้วย ส่วนผสมจึงต่างกัน สารผสมสองกลุ่มใดที่สามารถแบ่งตามลักษณะที่ปรากฏได้ (เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน) มากรอกแผนภาพในบัตรงานกัน สารผสมใดที่เรียกว่าต่างกัน? (สารผสมที่ไม่เหมือนกันคือสิ่งที่อนุภาคของสารที่ประกอบเป็นส่วนผสมสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าหรือด้วยกล้องจุลทรรศน์) สารผสมใดที่สามารถเรียกว่าเป็นเนื้อเดียวกันได้? (สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันคือสารที่แม้จะใช้กล้องจุลทรรศน์ช่วย ก็ไม่สามารถตรวจจับอนุภาคของสารที่รวมอยู่ในส่วนผสมได้)

เป็นเนื้อเดียวกัน - สารละลายน้ำตาลในน้ำ NaCl อากาศ

ต่างกัน - ส่วนผสมของ Fe + S, NaCl และน้ำตาล, ดินเหนียวกับน้ำ

การตรวจสอบความเข้าใจความรู้ใหม่เบื้องต้น

เพื่อนๆคะ เรามักจะเจอสารบริสุทธิ์ในธรรมชาติบ่อยไหม? (ไม่ใช่ สารผสมจะพบได้บ่อยกว่า)

ด้านหน้าของคุณเป็นหินแกรนิต สารผสมหรือสารบริสุทธิ์นี้คืออะไร? (ส่วนผสม).

คุณเดาได้อย่างไร? (หินแกรนิตมีโครงสร้างเป็นเม็ด มองเห็นอนุภาคของควอตซ์ ไมกา และเฟลด์สปาร์ได้)

วิธีการแยกส่วนผสมเบื้องต้น

การทดลองสาธิต “การแยกส่วนผสมน้ำมันพืชกับน้ำ”

นี่คือส่วนผสมของน้ำมันพืชและน้ำ กำหนดประเภทของส่วนผสม (ต่างกัน). เปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของน้ำมันและน้ำ (สิ่งเหล่านี้เป็นสารของเหลวที่ไม่ละลายซึ่งกันและกันและมีความหนาแน่นต่างกัน) แนะนำวิธีการแยกส่วนผสมนี้ (ข้อเสนอแนะของเด็ก). วิธีนี้เรียกว่าการตกตะกอน ดำเนินการโดยใช้ช่องทางแยก กรอกตารางในบัตรงาน "วิธีการแยกสารผสมที่ต่างกัน"

การทดลองสาธิต “การแยกสารผสม”.

ส่วนผสมที่ต่างกันของเหล็กและกำมะถัน ส่วนผสมนี้สามารถแยกออกได้ด้วยการตกตะกอนเพราะว่า กำมะถันและเหล็กเป็นของแข็งที่ไม่ละลายในน้ำ ถ้าคุณเทส่วนผสมนี้ลงในน้ำ กำมะถันจะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ และเหล็กก็จะจมลงไป ส่วนผสมนี้สามารถแยกออกได้โดยใช้แม่เหล็กเพราะว่า เหล็กถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็ก แต่กำมะถันไม่ได้ดึงดูด

ส่วนผสมของทรายและน้ำ นี่คือส่วนผสมที่ต่างกัน เราแยกมันด้วยการกรอง

วิธีต่างๆ ในการกรองส่วนผสม

การกรองสามารถทำได้ไม่เพียงแค่ใช้ตัวกรองกระดาษเท่านั้น วัสดุที่เทกองหรือมีรูพรุนอื่นๆ สามารถใช้กรองได้เช่นกัน วัสดุจำนวนมากที่ใช้ในวิธีนี้ ได้แก่ ทรายควอทซ์ และสำหรับผู้ที่มีรูพรุน - ดินอบและใยแก้ว นอกจากนี้ยังมีแนวคิดของวิธีการ “กรองร้อน” อีกด้วย วิธีการนี้สามารถใช้ในการแยกส่วนผสมของของแข็งที่มีจุดหลอมเหลวต่างกันได้

สารละลายเกลือในน้ำ นี่คือส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน เราแยกมันด้วยการระเหย

แต่ยังมีวิธีแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน หนึ่งในนั้นคือโครมาโตกราฟี

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบโครมาโตกราฟี

โครมาโตกราฟีเป็นวิธีการแยกสารถูกเสนอในปี พ.ศ. 2446 โดยนักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซีย M.S. สี (พ.ศ. 2415–2462) เขาสนใจปัญหาว่าคลอโรฟิลล์สีเขียวธรรมชาติซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของใบพืชเป็นสารเดี่ยวหรือสารผสมหรือไม่? เพื่อหาคำตอบ เขาเติมชอล์กลงในหลอดแก้ว เติมสารละลายคลอโรฟิลล์ที่ปลายด้านหนึ่ง แล้วล้างด้วยตัวทำละลาย คลอโรฟิลล์เคลื่อนตัวไปตามท่อทำให้เกิดโซนต่างๆ ที่มีสีต่างกัน ส่งผลให้นักวิทยาศาสตร์พบว่าคลอโรฟิลล์เป็นส่วนผสมของสาร เขาเรียกวิธีการที่นำเสนอสำหรับการแยกโครมาโทกราฟีแบบผสม แปลตามตัวอักษรหมายถึง "การวาดภาพสี"

อีกวิธีหนึ่งในการแยกส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันคือการกลั่นหรือการกลั่น

ประวัติความเป็นมาของการกลั่น

การกลั่น แปลจากภาษาละตินแปลว่า "หยด" คำอธิบายที่เก่าแก่ที่สุดเกี่ยวกับวงจรของเครื่องกลั่นมีอยู่ในงานของแมรีเกี่ยวกับการเล่นแร่แปรธาตุ (นี่คือคริสต์ศตวรรษที่ 1) เครื่องกลั่นมีภาชนะ ท่อทางออก และตัวรับที่ระบายความร้อนด้วยฟองน้ำชุบน้ำหมาด ดังนั้นการกลั่นของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำจึงเป็นไปไม่ได้ แม้แต่ตัวรับหลายตัวที่มีท่อก็สามารถเชื่อมต่อกับเรือได้

7. การรวมความรู้การพัฒนาทักษะเบื้องต้น (การรวมความรู้และวิธีการปฏิบัติ)

ภารกิจที่ 1

ยกตัวอย่างสารผสมที่สามารถแยกออกได้โดยการกรองและการตกตะกอน เขียนคำตอบของคุณลงในตาราง

ภารกิจที่ 2

ไม้ก๊อกที่บดแล้วเข้าไปอยู่ในน้ำตาลโดยไม่ได้ตั้งใจ จะล้างน้ำตาลออกจากมันได้อย่างไร?

ภารกิจที่ 3

ยกตัวอย่างส่วนผสมที่ประกอบด้วยสาร 3 ชนิด และลำดับการดำเนินการที่จำเป็นในการแยกสารเหล่านั้น

8. ลักษณะทั่วไปและการจัดระบบความรู้

ดังนั้นเราจึงได้ทำความคุ้นเคยกับวิธีการหลักในการทำให้สารบริสุทธิ์ (แสดงรายการ) สรุปโดยทั่วไป: การแยกสารผสมมักมีพื้นฐานมาจากอะไร? สารในสารผสมจะคงคุณสมบัติไว้หรือไม่? การเขียนลงในสมุดบันทึก: ในสารผสมสารจะคงคุณสมบัติเฉพาะตัวไว้ การแยกสารผสมขึ้นอยู่กับความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพของสารที่รวมอยู่ในสารผสม

9. การควบคุมและทดสอบความรู้ด้วยตนเอง

ใช้ตารางเพื่อกำหนดอุปกรณ์ที่จำเป็นในการแยกสารผสมที่ระบุไว้ในนั้น จากตัวอักษรที่ตรงกับคำตอบที่ถูกต้องคุณจะสร้างชื่อของวิธีอื่นในการรับสารบริสุทธิ์

10. สรุปบทเรียน

ตรวจปริศนา เกรดการทำงานในบทเรียน

ไม่มีจุดสีขาวบนแผนที่

โลกทั้งใบเปิดมานานแล้ว

แต่ผู้กล้ากำลังรออยู่

การค้นพบที่แท้จริง!

11. การสะท้อนกลับ

วันนี้คุณเรียนรู้อะไรใหม่ในชั้นเรียน?

คุณจำอะไรได้บ้าง?

คุณชอบอะไรและอะไรไม่ได้ผลในความคิดของคุณ?

12. ข้อมูลเกี่ยวกับการบ้านและคำแนะนำในการทำให้เสร็จ (การบ้าน ให้คำปรึกษาเรื่องการบ้าน)

§ 2

ภารกิจที่ 2, 4–6

รู้คำจำกัดความของแนวคิด: สารบริสุทธิ์ สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันและไม่เป็นเนื้อเดียวกัน สาระสำคัญของวิธีการแยกสารผสมแต่ละวิธี ตอบคำถามข้อ 2, 4-6 ทางเลือก: เตรียมข้อความในหัวข้อ "การประยุกต์ใช้วิธีการวิเคราะห์ทางเคมีในการทำงานของนักอาชญาวิทยา นักโบราณคดี แพทย์ นักประวัติศาสตร์ศิลปะ" หรือสร้างปริศนาอักษรไขว้โดยใช้แนวคิดของบทเรียนวันนี้และชื่ออุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการแยกสารผสม

บล็อกทางทฤษฎี

คำจำกัดความของแนวคิด "ส่วนผสม" มีให้ไว้ในศตวรรษที่ 17 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ โรเบิร์ต บอยล์: “ของผสมคือระบบบูรณาการที่ประกอบด้วยส่วนประกอบที่ต่างกัน”

ลักษณะเปรียบเทียบของสารผสมและสารบริสุทธิ์

ส่วนผสมมีลักษณะแตกต่างกันออกไป

การจำแนกประเภทของสารผสมแสดงไว้ในตาราง:

เราจะยกตัวอย่างสารแขวนลอย (ทรายแม่น้ำ + น้ำ) อิมัลชัน (น้ำมันพืช + น้ำ) และสารละลาย (อากาศในขวด เกลือแกง + น้ำ การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย: อลูมิเนียม + ทองแดง หรือ นิกเกิล + ทองแดง)

วิธีการแยกสารผสม

ในธรรมชาติ สารมีอยู่ในรูปของสารผสม สำหรับการวิจัยในห้องปฏิบัติการ การผลิตทางอุตสาหกรรม และสำหรับความต้องการด้านเภสัชวิทยาและการแพทย์ จำเป็นต้องใช้สารบริสุทธิ์

มีการใช้วิธีการต่างๆ มากมายในการแยกสารผสมเพื่อทำให้สารบริสุทธิ์

การระเหยคือการแยกของแข็งที่ละลายในของเหลวโดยแปลงเป็นไอน้ำ

การกลั่น-การกลั่น การแยกสารที่บรรจุอยู่ในของเหลวผสมตามจุดเดือด ตามด้วยการระบายความร้อนของไอน้ำ

ในธรรมชาติ น้ำไม่ได้เกิดขึ้นในรูปแบบบริสุทธิ์ (ไม่มีเกลือ) มหาสมุทร ทะเล แม่น้ำ บ่อน้ำ และน้ำพุเป็นสารละลายประเภทเกลือในน้ำ อย่างไรก็ตาม ผู้คนมักต้องการน้ำสะอาดที่ไม่มีเกลือ (ใช้ในเครื่องยนต์ของรถยนต์ ในการผลิตสารเคมีเพื่อให้ได้สารละลายและสารต่างๆ ในการถ่ายภาพ) น้ำดังกล่าวเรียกว่าน้ำกลั่น และวิธีการได้มาเรียกว่าการกลั่น

การกรอง - กรองของเหลว (ก๊าซ) ผ่านตัวกรองเพื่อทำความสะอาดจากสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็ง

วิธีการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพของส่วนประกอบของสารผสม

พิจารณาวิธีการแยก ต่างกันและของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน.

วิธีการพิเศษในการแยกส่วนประกอบโดยพิจารณาจากการดูดซึมที่แตกต่างกันของสารบางชนิดคือ การแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน.

นักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซียใช้โครมาโทกราฟีในการแยกคลอโรฟิลล์จากส่วนสีเขียวของพืชเป็นครั้งแรก ในอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการ แป้ง ถ่านหิน หินปูน และอลูมิเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้แทนกระดาษกรองสำหรับโครมาโตกราฟี จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์เท่ากันเสมอหรือไม่

เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์ต่างกัน น้ำปรุงอาหารควรปล่อยให้ยืนเพียงพอเพื่อขจัดสิ่งเจือปนและคลอรีนที่ใช้ฆ่าเชื้อ ต้องต้มน้ำสำหรับดื่มก่อน และในห้องปฏิบัติการเคมีเพื่อเตรียมสารละลายและทำการทดลองในทางการแพทย์จำเป็นต้องใช้น้ำกลั่นและทำให้บริสุทธิ์จากสารที่ละลายในนั้นให้มากที่สุด สารบริสุทธิ์โดยเฉพาะซึ่งมีปริมาณสารเจือปนไม่เกินหนึ่งในล้านเปอร์เซ็นต์นั้นถูกใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ เทคโนโลยีนิวเคลียร์ และอุตสาหกรรมที่มีความแม่นยำอื่นๆ

วิธีแสดงองค์ประกอบของสารผสม

· เศษส่วนมวลของส่วนประกอบในส่วนผสม- อัตราส่วนของมวลของส่วนประกอบต่อมวลของส่วนผสมทั้งหมด โดยปกติแล้วเศษส่วนมวลจะแสดงเป็น % แต่ก็ไม่จำเป็นเสมอไป

ω ["โอเมก้า"] = mcomponent / mmmixture

· เศษส่วนโมลของส่วนประกอบในส่วนผสม- อัตราส่วนของจำนวนโมล (ปริมาณของสาร) ของส่วนประกอบต่อจำนวนโมลทั้งหมดของสารทั้งหมดในส่วนผสม ตัวอย่างเช่น หากส่วนผสมมีสาร A, B และ C ดังนั้น:

χ ["chi"] องค์ประกอบ A = ส่วนประกอบ A / (n(A) + n(B) + n(C))

· อัตราส่วนฟันกรามของส่วนประกอบบางครั้งปัญหาของส่วนผสมอาจบ่งบอกถึงอัตราส่วนโมลของส่วนประกอบต่างๆ ตัวอย่างเช่น:

ไม่มีองค์ประกอบ A: ไม่มีองค์ประกอบ B = 2: 3

· ปริมาตรของส่วนประกอบในส่วนผสม (สำหรับก๊าซเท่านั้น)- อัตราส่วนของปริมาตรของสาร A ต่อปริมาตรรวมของส่วนผสมก๊าซทั้งหมด

φ ["phi"] = Vcomponent / Vmixture

บล็อกการปฏิบัติ

ลองดูตัวอย่างปัญหาสามประการที่สารผสมของโลหะทำปฏิกิริยากัน ลองดูตัวอย่างปัญหาสามประการที่สารผสมของโลหะทำปฏิกิริยากันกรด:

ตัวอย่างที่ 1เมื่อส่วนผสมของทองแดงและเหล็กที่มีน้ำหนัก 20 กรัมสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน จะปล่อยก๊าซ 5.6 ลิตร (n.e.) ออกมา กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม

ในตัวอย่างแรก ทองแดงไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก กล่าวคือ ไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาเมื่อกรดทำปฏิกิริยากับเหล็ก ดังนั้นเมื่อรู้ปริมาตรของไฮโดรเจน เราก็สามารถหาปริมาณและมวลของเหล็กได้ทันที และตามด้วยเศษส่วนมวลของสารในส่วนผสม

วิธีแก้ตัวอย่างที่ 1

n = V / Vm = 5.6 / 22.4 = 0.25 โมล

2. ตามสมการปฏิกิริยา:

3. ปริมาณธาตุเหล็กก็เท่ากับ 0.25 โมล คุณสามารถค้นหามวลของมันได้:
mFe = 0.25 56 = 14 กรัม

คำตอบ: เหล็ก 70%, ทองแดง 30%

ตัวอย่างที่ 2เมื่อส่วนผสมของอลูมิเนียมและเหล็กน้ำหนัก 11 กรัมสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน จะปล่อยก๊าซ 8.96 ลิตร (n.e.) ออกมา กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม

ในตัวอย่างที่สอง ปฏิกิริยาคือ ในตัวอย่างที่สอง ปฏิกิริยาคือโลหะ ในกรณีนี้ ไฮโดรเจนถูกปล่อยออกมาจากกรดแล้วในปฏิกิริยาทั้งสอง ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้การคำนวณโดยตรงได้ที่นี่ ในกรณีเช่นนี้ จะสะดวกในการแก้โดยใช้ระบบสมการง่ายๆ โดยให้ x เป็นจำนวนโมลของโลหะชนิดใดชนิดหนึ่ง และ y เป็นปริมาณของสารในวินาที

วิธีแก้ตัวอย่างที่ 2

1. ค้นหาปริมาณไฮโดรเจน:
n = V / Vm = 8.96 / 22.4 = 0.4 โมล

2. ให้ปริมาณอะลูมิเนียมเท่ากับ x โมล และปริมาณเหล็กเท่ากับ x โมล จากนั้นเราสามารถแสดงปริมาณไฮโดรเจนที่ปล่อยออกมาในรูปของ x และ y ได้:

4. เรารู้ปริมาณไฮโดรเจนทั้งหมด: 0.4 โมล วิธี,
1.5x + y = 0.4 (นี่คือสมการแรกในระบบ)

5. สำหรับส่วนผสมของโลหะคุณต้องแสดงออก 1.5x + y = 0.4 (นี่คือสมการแรกในระบบ)ผ่านปริมาณของสาร
ม. = ม
ผ่านปริมาณของสาร
มอล = 27x,
ดังนั้นมวลของอะลูมิเนียม
ม.เฟ = 56у,
มวลของเหล็ก
27x + 56y = 11 (นี่คือสมการที่สองในระบบ)

6. เรามีระบบสองสมการ:

7. สะดวกกว่ามากในการแก้ระบบดังกล่าวโดยใช้วิธีการลบโดยคูณสมการแรกด้วย 18:
ดังนั้นเราจึงมีระบบสมการสองสมการ:
และลบสมการแรกออกจากสมการที่สอง:

8. (56 − 18)y = 11 − 7.2
y = 3.8 / 38 = 0.1 โมล (เฟ)
x = 0.2 โมล (อัล)

mFe = n M = 0.1 56 = 5.6 กรัม
มิลลิอัล = 0.2 27 = 5.4 กรัม
ωFe = mFe / mm ส่วนผสม = 5.6 / 11 = 0.50.91%)

ตามลำดับ
ωอัล = 100% - 50.91% = 49.09%

คำตอบ: เหล็ก 50.91%, อลูมิเนียม 49.09%

ตัวอย่างที่ 3ส่วนผสมของสังกะสีอลูมิเนียมและทองแดง 16 กรัมได้รับการบำบัดด้วยสารละลายกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน ในกรณีนี้ปล่อยก๊าซ (n.o.) จำนวน 5.6 ลิตร และสาร 5 กรัมไม่ละลาย กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม

ในตัวอย่างที่สาม โลหะสองชนิดทำปฏิกิริยา แต่โลหะตัวที่สาม (ทองแดง) ไม่ทำปฏิกิริยา ดังนั้นส่วนที่เหลือของ 5 กรัมคือมวลของทองแดง ปริมาณของโลหะสองชนิดที่เหลือ ได้แก่ สังกะสีและอะลูมิเนียม (โปรดทราบว่ามวลรวมของโลหะทั้งสองคือ 16 − 5 = 11 กรัม) สามารถพบได้โดยใช้ระบบสมการ ดังตัวอย่างที่ 2

ตอบตัวอย่างที่ 3: สังกะสี 56.25%, อลูมิเนียม 12.5%, ทองแดง 31.25%

ตัวอย่างที่ 4ส่วนผสมของเหล็ก อลูมิเนียม และทองแดงได้รับการบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเย็นที่มากเกินไป ในกรณีนี้ส่วนผสมบางส่วนละลายและปล่อยก๊าซ 5.6 ลิตร (n.o.) ของผสมที่เหลือถูกบำบัดด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่มากเกินไป ปล่อยก๊าซออกมา 3.36 ลิตร และยังมีสารตกค้างที่ไม่ละลายน้ำ 3 กรัม กำหนดมวลและองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้นของโลหะ

ในตัวอย่างนี้ เราต้องจำไว้ว่า เข้มข้นเย็นกรดซัลฟิวริกไม่ทำปฏิกิริยากับเหล็กและอลูมิเนียม (ทู่) แต่ทำปฏิกิริยากับทองแดง สิ่งนี้จะปล่อยซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์ออกมา
มีฤทธิ์เป็นด่างตอบสนอง อลูมิเนียมเท่านั้น- โลหะแอมโฟเทอริก (นอกเหนือจากอลูมิเนียม สังกะสี และดีบุกยังละลายในอัลคาไล และเบริลเลียมก็สามารถละลายในอัลคาไลเข้มข้นที่ร้อนได้เช่นกัน)

เฉลยตัวอย่างที่ 4

1. มีเพียงทองแดงเท่านั้นที่ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้น จำนวนโมลของก๊าซ:
nSO2 = V / Vm = 5.6 / 22.4 = 0.25 โมล

2. (อย่าลืมว่าปฏิกิริยาดังกล่าวจะต้องทำให้เท่ากันโดยใช้เครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์)

3. เนื่องจากอัตราส่วนโมลาร์ของทองแดงและซัลเฟอร์ไดออกไซด์คือ 1:1 ดังนั้นทองแดงจึงเป็น 0.25 โมลด้วย คุณสามารถค้นหามวลทองแดงได้:
mCu = n M = 0.25 64 = 16 กรัม

4. อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไลซึ่งส่งผลให้เกิดไฮดรอกโซคอมเพล็กซ์ของอลูมิเนียมและไฮโดรเจน:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

5. จำนวนโมลของไฮโดรเจน:
nH2 = 3.36 / 22.4 = 0.15 โมล
อัตราส่วนโมลของอลูมิเนียมและไฮโดรเจนคือ 2:3 ดังนั้น
nAl = 0.15 / 1.5 = 0.1 โมล
น้ำหนักอลูมิเนียม:
mAl = n M = 0.1 27= 2.7 กรัม

6. ส่วนที่เหลือเป็นเหล็กหนัก 3 กรัม คุณสามารถหามวลของส่วนผสมได้:
มิลลิเมตรส่วนผสม = 16 + 2.7 + 3 = 21.7 กรัม

7. เศษส่วนมวลของโลหะ:

ωCu = mCu / mm ส่วนผสม = 16 / 21.7 = 0.7.73%)
ωอัล = 2.7 / 21.7 = 0.1.44%)
ωเฟ = 13.83%

คำตอบ: ทองแดง 73.73% อลูมิเนียม 12.44% เหล็ก 13.83%

ตัวอย่างที่ 5ของผสมของสังกะสีและอะลูมิเนียม 21.1 กรัมถูกละลายในสารละลายกรดไนตริก 565 มิลลิลิตรที่มี 20 น้ำหนัก % НNO3 และมีความหนาแน่น 1.115 กรัม/มิลลิลิตร ปริมาตรของก๊าซที่ปล่อยออกมาซึ่งเป็นสารเดี่ยวและเป็นผลิตภัณฑ์เดียวที่ช่วยลดกรดไนตริกได้คือ 2.912 ลิตร (หมายเลข) กำหนดองค์ประกอบของสารละลายที่ได้เป็นเปอร์เซ็นต์มวล (สธธ.)

ข้อความของปัญหานี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงผลคูณของการลดไนโตรเจน - "สารธรรมดา" เนื่องจากกรดไนตริกกับโลหะไม่ได้ผลิตไฮโดรเจน จึงเป็นไนโตรเจน โลหะทั้งสองละลายในกรด
ปัญหาไม่ได้ถามถึงองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้นของโลหะ แต่เป็นองค์ประกอบของสารละลายที่เกิดขึ้นหลังปฏิกิริยา ทำให้งานยากขึ้น

เฉลยตัวอย่างที่ 5

1. กำหนดปริมาณของสารก๊าซ:
nN2 = V / Vm = 2.912 / 22.4 = 0.13 โมล

2. หามวลของสารละลายกรดไนตริก มวลและปริมาณของ HNO3 ที่ละลาย:

msolution = ρ V = 1.115 565 = 630.3 กรัม
mHNO3 = ω mสารละลาย = 0.2 630.3 = 126.06 กรัม
nHNO3 = m / M = 126.06 / 63 = 2 โมล

โปรดทราบว่าเนื่องจากโลหะละลายหมดแล้ว จึงหมายความว่า - มีกรดเพียงพอแน่นอน(โลหะเหล่านี้ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบ มีกรดมากเกินไปหรือไม่?และจะเหลือปริมาณเท่าใดหลังจากปฏิกิริยาในสารละลายที่ได้

3. เราเขียนสมการปฏิกิริยา ( อย่าลืมเกี่ยวกับเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ของคุณ) และเพื่อความสะดวกในการคำนวณ เราจะเอา 5x เป็นปริมาณสังกะสี และ 10y เป็นปริมาณอะลูมิเนียม จากนั้นตามค่าสัมประสิทธิ์ในสมการ ไนโตรเจนในปฏิกิริยาแรกจะเป็น x โมล และในวินาที - 3y โมล:

5. จากนั้น เมื่อพิจารณาว่ามวลของส่วนผสมของโลหะคือ 21.1 กรัม มวลโมลของพวกมันคือ 65 กรัม/โมลสำหรับสังกะสี และ 27 กรัม/โมลสำหรับอะลูมิเนียม เราจะได้ระบบสมการต่อไปนี้:

6. สะดวกในการแก้ระบบนี้โดยการคูณสมการแรกด้วย 90 แล้วลบสมการแรกออกจากสมการที่สอง

7. x = 0.04 ซึ่งหมายถึง nZn = 0.04 5 = 0.2 โมล
y = 0.03 ซึ่งหมายถึง nAl = 0.03 10 = 0.3 โมล

8. ตรวจสอบมวลของส่วนผสม:
0.2 65 + 0.3 27 = 21.1 ก.

9. ตอนนี้เรามาดูองค์ประกอบของการแก้ปัญหากันดีกว่า จะสะดวกในการเขียนปฏิกิริยาอีกครั้งและเขียนปริมาณของสารที่เกิดปฏิกิริยาและเกิดทั้งหมดเหนือปฏิกิริยา (ยกเว้นน้ำ):

10. คำถามต่อไป สารละลายมีกรดไนตริกเหลืออยู่หรือไม่ และเหลืออยู่เท่าใด
ตามสมการปฏิกิริยา ปริมาณของกรดที่ทำปฏิกิริยา:
nHNO3 = 0.48 + 1.08 = 1.56 โมล
กล่าวคือ มีกรดมากเกินไป และคุณสามารถคำนวณส่วนที่เหลือในสารละลายได้:
nHNO3res = 2 − 1.56 = 0.44 โมล

11. เอาล่ะเข้า ทางออกสุดท้ายประกอบด้วย:

ซิงค์ไนเตรตในปริมาณ 0.2 โมล:
mZn(NO3)2 = n M = 0.2 189 = 37.8 กรัม
อลูมิเนียมไนเตรตจำนวน 0.3 โมล:
มิลลิอัล(NO3)3 = n M = 0.3 · 213 = 63.9 กรัม
กรดไนตริกส่วนเกินในปริมาณ 0.44 โมล:
mHNO3rest. = n M = 0.44 63 = 27.72 กรัม

12. มวลของสารละลายสุดท้ายคือเท่าใด?
ให้เราจำไว้ว่ามวลของสารละลายสุดท้ายประกอบด้วยส่วนประกอบที่เราผสม (สารละลายและสารต่างๆ) ลบด้วยผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาที่ทิ้งสารละลายไว้ (ตะกอนและก๊าซ):

13.
จากนั้นสำหรับงานของเรา:

14. มนิว สารละลาย = มวลของสารละลายกรด + มวลของโลหะผสม - มวลของไนโตรเจน
mN2 = n M = 28 (0.03 + 0.09) = 3.36 กรัม
ใหม่ สารละลาย = 630.3 + 21.1 − 3.36 = 648.04 กรัม

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
ωHNO3ส่วนที่เหลือ = mv-va / mr-ra = 27.72 / 648.04 = 0.0428

คำตอบ: ซิงค์ไนเตรต 5.83%, อลูมิเนียมไนเตรต 9.86%, กรดไนตริก 4.28%

ตัวอย่างที่ 6เมื่อส่วนผสมของทองแดง เหล็ก และอลูมิเนียม 17.4 กรัมได้รับการบำบัดด้วยกรดไนตริกเข้มข้นที่มากเกินไป จะปล่อยก๊าซ 4.48 ลิตร (n.e.) ออกมา และเมื่อส่วนผสมนี้สัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกินที่มีมวลเท่ากัน จะได้ 8.96 ลิตรของ ก๊าซ (n.e.) ถูกปล่อยออกมา กำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้น (สธธ.)

เมื่อแก้ไขปัญหานี้ เราต้องจำไว้ว่า ประการแรก กรดไนตริกเข้มข้นกับโลหะที่ไม่ใช้งาน (ทองแดง) จะผลิต NO2 แต่เหล็กและอลูมิเนียมไม่ทำปฏิกิริยากับมัน กรดไฮโดรคลอริกไม่ทำปฏิกิริยากับทองแดง

ตอบตัวอย่างที่ 6: ทองแดง 36.8%, เหล็ก 32.2%, อลูมิเนียม 31%

ปัญหาสำหรับการแก้ปัญหาอย่างอิสระ

1. ปัญหาง่ายๆ กับส่วนผสมสองอย่าง

1-1. ส่วนผสมของทองแดงและอลูมิเนียมที่มีน้ำหนัก 20 กรัมได้รับการบำบัดด้วยสารละลายกรดไนตริก 96% และปล่อยก๊าซ (n.o.) จำนวน 8.96 ลิตร หาสัดส่วนมวลของอะลูมิเนียมในส่วนผสม

1-2. ส่วนผสมของทองแดงและสังกะสีที่มีน้ำหนัก 10 กรัมได้รับการบำบัดด้วยสารละลายอัลคาไลเข้มข้น ในกรณีนี้มีการปล่อยก๊าซ 2.24 ลิตร (ny) คำนวณเศษส่วนมวลของสังกะสีในส่วนผสมตั้งต้น.

1-3. ส่วนผสมของแมกนีเซียมและแมกนีเซียมออกไซด์ที่มีน้ำหนัก 6.4 กรัมได้รับการบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริกเจือจางในปริมาณที่เพียงพอ ในกรณีนี้ปล่อยก๊าซ (n.o.) จำนวน 2.24 ลิตร หาสัดส่วนมวลของแมกนีเซียมในส่วนผสม.

1-4. ส่วนผสมของสังกะสีและซิงค์ออกไซด์ที่มีน้ำหนัก 3.08 กรัมถูกละลายในกรดซัลฟิวริกเจือจาง เราได้รับซิงค์ซัลเฟตที่มีน้ำหนัก 6.44 กรัม คำนวณเศษส่วนมวลของสังกะสีในส่วนผสมดั้งเดิม

1-5. เมื่อส่วนผสมของเหล็กและผงสังกะสีที่มีน้ำหนัก 9.3 กรัมสัมผัสกับสารละลายคอปเปอร์ (II) คลอไรด์ส่วนเกิน จะเกิดทองแดงขึ้น 9.6 กรัม กำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้น

1-6. จะต้องใช้สารละลายกรดไฮโดรคลอริก 20% มวลเท่าใดในการละลายส่วนผสมของสังกะสีและซิงค์ออกไซด์ 20 กรัมอย่างสมบูรณ์หากปล่อยไฮโดรเจนออกมาพร้อมกันด้วยปริมาตร 4.48 ลิตร (หมายเลข)

1-7. เมื่อส่วนผสมของเหล็กและทองแดง 3.04 กรัมละลายในกรดไนตริกเจือจาง ไนโตรเจนออกไซด์ (II) จะถูกปล่อยออกมาด้วยปริมาตร 0.896 ลิตร (หมายเลข) กำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้น

1-8. เมื่อส่วนผสมของตะไบเหล็กและอะลูมิเนียม 1.11 กรัมละลายในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 16% (ρ = 1.09 กรัม/มิลลิลิตร) ไฮโดรเจน 0.672 ลิตร (n.e.) จะถูกปล่อยออกมา ค้นหาเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสมและหาปริมาตรของกรดไฮโดรคลอริกที่ใช้ไป

2. งานมีความซับซ้อนมากขึ้น

2-1. ส่วนผสมของแคลเซียมและอลูมิเนียมน้ำหนัก 18.8 กรัมถูกเผาโดยไม่มีอากาศและมีผงกราไฟท์มากเกินไป ผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาได้รับการบำบัดด้วยกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง และก๊าซ 11.2 ลิตร (n.o.) ถูกปล่อยออกมา กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม

2-2. ในการละลายโลหะผสมแมกนีเซียม-อลูมิเนียม 1.26 กรัม ให้ใช้สารละลายกรดซัลฟิวริก 19.6% 35 มล. (ρ = 1.1 กรัม/มิลลิลิตร) กรดส่วนเกินทำปฏิกิริยากับสารละลายโพแทสเซียมไบคาร์บอเนต 28.6 มิลลิลิตร ที่ความเข้มข้น 1.4 โมล/ลิตร กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในโลหะผสมและปริมาตรของก๊าซ (หมายเลข) ที่ปล่อยออกมาระหว่างการละลายของโลหะผสม