วิธีการแยกสารผสมที่ต่างกัน ในการทำให้สารบริสุทธิ์ จะมีการใช้วิธีการแยกสารผสมหลายวิธี
คุณรู้หรือไม่ว่ามีวิธีใดบ้างในการแยกสารผสม? อย่าเร็วเกินไปที่จะให้คำตอบเชิงลบ คุณใช้หลายอย่างในกิจกรรมประจำวันของคุณ
สารบริสุทธิ์: มันคืออะไร?
อะตอม โมเลกุล สารและสารผสมเป็นแนวคิดทางเคมีขั้นพื้นฐาน พวกเขาหมายถึงอะไร? มีองค์ประกอบทางเคมี 118 รายการในตารางของ D.I. เหล่านี้เป็นอนุภาคมูลฐานประเภทต่างๆ - อะตอม พวกมันต่างกันในมวล
เมื่อเชื่อมต่อถึงกัน อะตอมจะก่อตัวเป็นโมเลกุลหรือสสาร หลังเชื่อมต่อกันเป็นส่วนผสม สารบริสุทธิ์มีองค์ประกอบและคุณสมบัติคงที่ เหล่านี้เป็นโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกัน แต่สามารถแยกออกเป็นส่วนประกอบได้ด้วยปฏิกิริยาเคมี
นักวิทยาศาสตร์อ้างว่าสารบริสุทธิ์แทบไม่มีอยู่ในธรรมชาติ มีสิ่งเจือปนเล็กน้อยในแต่ละสิ่ง สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากสารส่วนใหญ่มีฤทธิ์ต่างกัน แม้แต่โลหะที่แช่อยู่ในน้ำก็ยังละลายในระดับไอออน
องค์ประกอบของสารบริสุทธิ์จะคงที่เสมอ มันเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเปลี่ยนแปลงมัน ดังนั้นหากคุณเพิ่มปริมาณคาร์บอนหรือออกซิเจนในโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ มันจะเป็นสารที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง และในส่วนผสมคุณสามารถเพิ่มหรือลดจำนวนส่วนประกอบได้ สิ่งนี้จะเปลี่ยนองค์ประกอบ แต่ไม่ใช่ความจริงของการดำรงอยู่ของมัน
ส่วนผสมคืออะไร
การรวมกันของสารหลายชนิดเรียกว่าสารผสม สามารถมีได้สองประเภท หากแต่ละส่วนประกอบในส่วนผสมแยกไม่ออก จะเรียกว่าสม่ำเสมอหรือเป็นเนื้อเดียวกัน มีอีกชื่อหนึ่งที่ใช้บ่อยที่สุดในชีวิตประจำวัน - วิธีแก้ปัญหา ส่วนประกอบของสารผสมดังกล่าวไม่สามารถแยกออกได้ด้วยวิธีการทางกายภาพ ตัวอย่างเช่น ไม่สามารถแยกผลึกที่ละลายอยู่ในนั้นออกจากสารละลายน้ำเกลือด้วยกลไกได้ ไม่เพียงแต่จะพบสารละลายที่เป็นของเหลวในธรรมชาติเท่านั้น ดังนั้นอากาศจึงเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันของก๊าซ และโลหะผสมก็เป็นของแข็ง
ในสารผสมที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันหรือต่างกัน อนุภาคแต่ละตัวจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า มีความแตกต่างกันในด้านองค์ประกอบและคุณสมบัติ ซึ่งหมายความว่าสามารถแยกออกจากกันได้โดยอาศัยกลไกล้วนๆ ซินเดอเรลล่าซึ่งถูกแม่เลี้ยงผู้ชั่วร้ายบังคับให้แยกถั่วออกจากถั่วสามารถรับมือกับงานนี้ได้อย่างสมบูรณ์แบบ
เคมี: วิธีการแยกสารผสม
ในชีวิตประจำวันและธรรมชาติมีสารผสมอยู่มากมาย จะเลือกวิธีแยกอย่างไรให้เหมาะสม? จะต้องขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพของแต่ละส่วนประกอบ หากสารมีจุดเดือดต่างกัน การระเหยตามด้วยการตกผลึกและการกลั่นจะมีประสิทธิผล วิธีการดังกล่าวใช้เพื่อแยกสารละลายที่เป็นเนื้อเดียวกัน ในการแยกสารผสมที่ต่างกัน จะใช้ความแตกต่างในคุณสมบัติอื่น ๆ ของส่วนประกอบ: ความหนาแน่น ความสามารถในการเปียกได้ ความสามารถในการละลาย ขนาด แม่เหล็ก ฯลฯ
วิธีการทางกายภาพสำหรับการแยกสารผสม
เมื่อแยกส่วนประกอบของส่วนผสม องค์ประกอบของสารเองจะไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นวิธีการแยกสารผสมจึงไม่สามารถเรียกได้ว่าเป็นกระบวนการทางเคมี ดังนั้น โดยการตกตะกอน การกรอง และการสัมผัสแม่เหล็ก ส่วนประกอบแต่ละชิ้นจึงสามารถแยกออกจากกันโดยกลไกได้ ในห้องปฏิบัติการ มีการใช้เครื่องมือต่างๆ เช่น กรวยแยก กระดาษกรอง แถบแม่เหล็ก นี่เป็นวิธีการแยกสารผสมที่ต่างกัน
การคัดกรอง
วิธีนี้อาจเป็นวิธีที่ง่ายที่สุด แม่บ้านทุกคนคงคุ้นเคยกันดี ขึ้นอยู่กับความแตกต่างขนาดของส่วนประกอบที่เป็นของแข็งของส่วนผสม การร่อนใช้ในชีวิตประจำวันเพื่อแยกแป้งออกจากสิ่งสกปรก ตัวอ่อนของแมลง และสารปนเปื้อนต่างๆ ในการผลิตทางการเกษตร เมล็ดธัญพืชจะถูกทำความสะอาดจากเศษแปลกปลอมด้วยวิธีนี้ คนงานก่อสร้างลอดทรายและกรวดที่ผสมกัน
การสนับสนุน
วิธีการแยกสารผสมนี้ใช้สำหรับส่วนประกอบที่มีความหนาแน่นต่างกัน หากทรายลงไปในน้ำจะต้องผสมสารละลายที่ได้ให้เข้ากันแล้วปล่อยทิ้งไว้ครู่หนึ่ง เช่นเดียวกันสามารถทำได้โดยใช้ส่วนผสมของน้ำกับน้ำมันพืชหรือปิโตรเลียม ทรายจะตกลงสู่ก้นบ่อ แต่ในทางกลับกันน้ำมันจะสะสมจากด้านบน วิธีนี้พบเห็นได้ในชีวิตประจำวันและในธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น เขม่าเกาะตัวจากควัน และน้ำค้างแต่ละหยดจากหมอก และถ้าคุณทิ้งนมโฮมเมดไว้ข้ามคืนก็สามารถเก็บครีมได้ในตอนเช้า
การกรอง
คนรักชาชงใช้วิธีนี้เป็นประจำทุกวัน เรากำลังพูดถึงการกรอง - วิธีการแยกสารผสมตามความสามารถในการละลายที่แตกต่างกันของส่วนประกอบ ลองนึกภาพตะไบเหล็กและเกลือลงไปในน้ำ อนุภาคที่ไม่ละลายน้ำขนาดใหญ่จะยังคงอยู่ในตัวกรอง และเกลือที่ละลายจะไหลผ่านเข้าไป หลักการของวิธีนี้รองรับการทำงานของเครื่องดูดฝุ่น การทำงานของหน้ากากช่วยหายใจและผ้ากอซ
การกระทำโดยแม่เหล็ก
เสนอวิธีการแยกส่วนผสมของกำมะถันและผงเหล็ก โดยธรรมชาติแล้ว นี่คือการกระทำของแม่เหล็ก โลหะทุกชนิดสามารถทำสิ่งนี้ได้หรือไม่? ไม่เลย. ขึ้นอยู่กับระดับของความไวสารสามกลุ่มจะแยกแยะได้ ตัวอย่างเช่น ทอง ทองแดง และสังกะสี จะไม่ยึดติดกับแม่เหล็ก พวกเขาอยู่ในกลุ่มของวัสดุไดแม่เหล็ก แมกนีเซียม แพลทินัม และอลูมิเนียมมีการรับรู้ที่อ่อนแอ แต่ถ้าส่วนผสมมีเฟอร์โรแมกเนติก วิธีนี้จะได้ผลดีที่สุด ซึ่งรวมถึงเหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล เทอร์เบียม โฮลเมียม ทูเลียม
การระเหย
วิธีใดในการแยกสารผสมที่เหมาะกับสารละลายที่เป็นเนื้อเดียวกันที่เป็นน้ำ นี่คือการระเหย หากคุณมีแค่น้ำเกลือแต่ต้องการน้ำสะอาดก็อย่าอารมณ์เสียทันที คุณต้องทำให้ส่วนผสมร้อนจนถึงจุดเดือด ส่งผลให้น้ำระเหยออกไป และผลึกของสารที่ละลายจะมองเห็นได้ที่ด้านล่างของจาน ในการรวบรวมน้ำจะต้องควบแน่น - ถ่ายโอนจากสถานะก๊าซไปเป็นของเหลว ในการทำเช่นนี้ ไอระเหยจะถูกทำให้เย็นลง สัมผัสพื้นผิวที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า และไหลลงสู่ภาชนะที่เตรียมไว้
การตกผลึก
ในทางวิทยาศาสตร์ คำนี้ถือว่ามีความหมายกว้างกว่า นี่ไม่ใช่แค่วิธีการได้รับสารบริสุทธิ์เท่านั้น ผลึกในธรรมชาติ ได้แก่ ภูเขาน้ำแข็ง แร่ธาตุ กระดูก และเคลือบฟัน
การเจริญเติบโตเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ผลึกก่อตัวขึ้นจากการทำความเย็นของเหลวหรือไอน้ำอิ่มตัวยวดยิ่ง จากนั้นอุณหภูมิก็ไม่ควรเปลี่ยนแปลงอีกต่อไป ดังนั้นจึงถึงเงื่อนไขจำกัดบางประการก่อน เป็นผลให้มีศูนย์กลางการตกผลึกปรากฏขึ้น โดยมีอะตอมของของเหลว ละลาย ก๊าซ หรือแก้วมารวมตัวกัน
การกลั่น
คุณคงเคยได้ยินเกี่ยวกับน้ำที่เรียกว่าน้ำกลั่นแล้ว ของเหลวบริสุทธิ์นี้จำเป็นสำหรับการผลิตยา การวิจัยในห้องปฏิบัติการ และระบบทำความเย็น และพวกมันได้มาในอุปกรณ์พิเศษ พวกเขาเรียกว่าเครื่องกลั่น
การกลั่นเป็นวิธีการแยกสารผสมที่มีจุดเดือดต่างกัน แปลจากภาษาละตินคำว่า "หยดลง" ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้วิธีนี้ คุณสามารถแยกแอลกอฮอล์และน้ำออกจากสารละลายได้ สารแรกจะเริ่มเดือดที่อุณหภูมิ +78 o C ไอแอลกอฮอล์จะควบแน่นในเวลาต่อมา น้ำจะคงสภาพเป็นของเหลว
ในทำนองเดียวกันผลิตภัณฑ์กลั่นได้มาจากน้ำมัน: น้ำมันเบนซิน, น้ำมันก๊าด, น้ำมันแก๊ส กระบวนการนี้ไม่ใช่ปฏิกิริยาเคมี น้ำมันถูกแบ่งออกเป็นเศษส่วนแยกกัน ซึ่งแต่ละส่วนมีจุดเดือดของตัวเอง สิ่งนี้เกิดขึ้นในหลายขั้นตอน ขั้นแรก ดำเนินการแยกน้ำมันเบื้องต้น ได้รับการทำให้บริสุทธิ์จากก๊าซ สิ่งเจือปนทางกล และไอน้ำที่เกี่ยวข้อง ในขั้นตอนต่อไป ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะถูกวางในคอลัมน์การกลั่นและเริ่มให้ความร้อน นี่คือการกลั่นน้ำมันในบรรยากาศ ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 62 องศา ก๊าซที่เกี่ยวข้องที่เหลือจะระเหยไป ด้วยการให้ความร้อนส่วนผสมถึง 180 องศาจะได้เศษส่วนของน้ำมันเบนซินสูงถึง 240 - น้ำมันก๊าดและสูงถึง 350 - น้ำมันดีเซล สารตกค้างจากการกลั่นน้ำมันเทอร์มอลคือน้ำมันเชื้อเพลิงซึ่งใช้เป็นสารหล่อลื่น
โครมาโตกราฟี
วิธีนี้ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ที่ใช้วิธีนี้เป็นครั้งแรก ชื่อของเขาคือมิคาอิล เซเมโนวิช ซเวต ในขั้นต้นจะใช้วิธีแยกเม็ดสีพืช และโครมาโตกราฟีแปลตรงตัวจากภาษากรีกว่า "ฉันเขียนด้วยสี" จุ่มกระดาษกรองลงในส่วนผสมน้ำและหมึก ตัวแรกจะเริ่มดูดซึมทันที นี่เป็นเพราะคุณสมบัติการดูดซับในระดับที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังคำนึงถึงการแพร่กระจายและระดับความสามารถในการละลายด้วย
การดูดซับ
สารบางชนิดมีความสามารถในการดึงดูดโมเลกุลประเภทอื่นได้ ตัวอย่างเช่น เราใช้ถ่านกัมมันต์เมื่อเป็นพิษเพื่อกำจัดสารพิษ กระบวนการนี้ต้องการอินเทอร์เฟซที่อยู่ระหว่างสองเฟส
วิธีการนี้ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีเพื่อแยกเบนซีนออกจากส่วนผสมที่เป็นก๊าซ การทำผลิตภัณฑ์ของเหลวจากการกลั่นน้ำมันให้บริสุทธิ์ และการทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งเจือปน
ดังนั้นในบทความของเรา เราจึงได้พิจารณาวิธีหลักในการแยกสารผสม ผู้คนใช้ทั้งที่บ้านและในระดับอุตสาหกรรม การเลือกวิธีการขึ้นอยู่กับประเภทของส่วนผสม ปัจจัยสำคัญคือคุณสมบัติทางกายภาพเฉพาะของส่วนประกอบ ในการแยกสารละลายซึ่งแต่ละส่วนแยกไม่ออกจะใช้วิธีการระเหย การตกผลึก โครมาโตกราฟี และการกลั่น หากสามารถระบุส่วนประกอบแต่ละส่วนได้ สารผสมดังกล่าวจะเรียกว่าต่างกัน เพื่อแยกออกจากกันจะใช้วิธีการตกตะกอนการกรองและการกระทำของแม่เหล็ก
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.
สารบริสุทธิ์แตกต่างจากสารผสมอย่างไร?
สารบริสุทธิ์แต่ละชนิดมีคุณสมบัติเฉพาะบางประการ (คุณสมบัติทางกายภาพคงที่) เฉพาะน้ำกลั่นบริสุทธิ์เท่านั้นที่มีจุดหลอมเหลว = 0 °C จุดเดือด = 100 °C และไม่มีรสชาติ น้ำทะเลจะแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำและเดือดที่อุณหภูมิสูงขึ้น มีรสขมและเค็ม น้ำในทะเลดำกลายเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่าและเดือดที่อุณหภูมิสูงกว่าน้ำในทะเลบอลติก ทำไม ความจริงก็คือน้ำทะเลมีสารอื่นๆ เช่น เกลือที่ละลายอยู่ เช่น เป็นส่วนผสมของสารต่างๆ ซึ่งมีองค์ประกอบแตกต่างกันมากแต่คุณสมบัติของสารผสมไม่คงที่ คำจำกัดความของแนวคิด "ส่วนผสม" มีให้ไว้ในศตวรรษที่ 17 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ Robert Boyle: “ของผสมคือระบบบูรณาการที่ประกอบด้วยส่วนประกอบที่ต่างกัน”
ลักษณะเปรียบเทียบของสารผสมและสารบริสุทธิ์
ส่วนผสมมีลักษณะแตกต่างกันออกไป
การจำแนกประเภทของสารผสมแสดงไว้ในตาราง:
เราจะยกตัวอย่างสารแขวนลอย (ทรายแม่น้ำ + น้ำ) อิมัลชัน (น้ำมันพืช + น้ำ) และสารละลาย (อากาศในขวด เกลือแกง + น้ำ การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย: อลูมิเนียม + ทองแดง หรือ นิกเกิล + ทองแดง)
ในสารแขวนลอยจะมองเห็นอนุภาคของสารของแข็งในอิมัลชัน - หยดของเหลวสารผสมดังกล่าวเรียกว่าต่างกัน (ต่างกัน) และในสารละลายส่วนประกอบไม่สามารถแยกแยะได้ แต่เป็นของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน (เป็นเนื้อเดียวกัน)
วิธีการแยกสารผสม
ในธรรมชาติ สารมีอยู่ในรูปของสารผสม สำหรับการวิจัยในห้องปฏิบัติการ การผลิตทางอุตสาหกรรม และสำหรับความต้องการด้านเภสัชวิทยาและการแพทย์ จำเป็นต้องใช้สารบริสุทธิ์
มีการใช้วิธีการต่างๆ มากมายในการแยกสารผสมเพื่อทำให้สารบริสุทธิ์
วิธีการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพของส่วนประกอบของสารผสม
พิจารณาวิธีการแยก ของผสมที่ต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกัน .
| ตัวอย่างของส่วนผสม | วิธีการแยก |
| ระบบกันสะเทือน - ส่วนผสมของทรายแม่น้ำและน้ำ | การสนับสนุน การแยกด้วยการตกตะกอนจะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสารที่แตกต่างกัน ทรายที่หนักกว่าจะตกลงไปที่ด้านล่าง คุณยังสามารถแยกอิมัลชันออกได้ โดยแยกน้ำมันหรือน้ำมันพืชออกจากน้ำ ในห้องปฏิบัติการสามารถทำได้โดยใช้กรวยแยก ปิโตรเลียมหรือน้ำมันพืชจะอยู่ชั้นบนสุดและสีอ่อนกว่า.ผลจากการตกตะกอน น้ำค้างตกลงมาจากหมอก เขม่าจางหายไปจากควัน และครีมก็ตกลงไปในนมแยกส่วนผสมของน้ำและน้ำมันพืชโดยการตกตะกอน |
| ส่วนผสมของทรายและเกลือแกงในน้ำ | การกรอง อะไรคือพื้นฐานสำหรับการแยกสารผสมที่ต่างกันโดยใช้การกรอง เกี่ยวกับความสามารถในการละลายที่แตกต่างกันของสารในน้ำและขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันผ่าน มีเพียงอนุภาคของสารที่เทียบเคียงได้เท่านั้นที่จะผ่านเข้าไปในรูพรุนของตัวกรอง ในขณะที่อนุภาคขนาดใหญ่กว่าจะยังคงอยู่บนตัวกรอง นี่คือวิธีแยกส่วนผสมที่ต่างกันของเกลือแกงและทรายแม่น้ำ.สารที่มีรูพรุนต่างๆ สามารถใช้เป็นตัวกรองได้: สำลี ถ่านหิน ดินเหนียว แก้วอัด และอื่นๆ วิธีการกรองเป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานของเครื่องใช้ในครัวเรือน เช่น เครื่องดูดฝุ่น มันถูกใช้โดยศัลยแพทย์ - ผ้าพันแผลผ้ากอซ; ช่างเจาะและคนงานลิฟต์ - หน้ากากช่วยหายใจ Ostap Bender ฮีโร่ของผลงานของ Ilf และ Petrov ใช้ที่กรองชากรองใบชา จัดการเก้าอี้ตัวหนึ่งจาก Ellochka the Ogress (“Twelve Chairs”)การแยกส่วนผสมแป้งและน้ำโดยการกรอง |
| ส่วนผสมของเหล็กและผงกำมะถัน | การกระทำด้วยแม่เหล็กหรือน้ำ ผงเหล็กถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็ก แต่ผงกำมะถันไม่ได้ถูกดึงดูด. ผงกำมะถันที่ไม่เปียกลอยอยู่บนผิวน้ำ และผงเหล็กหนักที่เปียกได้ตกลงไปที่ด้านล่าง- แยกส่วนผสมของกำมะถันและเหล็กโดยใช้แม่เหล็กและน้ำ |
| สารละลายเกลือในน้ำเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน | การระเหยหรือการตกผลึก น้ำจะระเหยออกไป เหลือผลึกเกลือไว้ในถ้วยพอร์ซเลน เมื่อน้ำระเหยจากทะเลสาบ Elton และ Baskunchak จะได้เกลือแกง วิธีการแยกนี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของจุดเดือดของตัวทำละลายและตัวถูกละลาย หากสาร เช่น น้ำตาล สลายตัวเมื่อถูกความร้อน น้ำจะไม่ระเหยไปจนหมด สารละลายจะระเหยออกไป จากนั้นจึงตกตะกอนเป็นผลึกน้ำตาลจาก สารละลายอิ่มตัว บางครั้งจำเป็นต้องขจัดสิ่งเจือปนออกจากตัวทำละลายโดยใช้จุดเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่า เช่น น้ำออกจากเกลือ ในกรณีนี้ ไอระเหยของสารจะต้องถูกรวบรวมและควบแน่นเมื่อเย็นลง วิธีการแยกส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันนี้เรียกว่าการกลั่นหรือการกลั่น ในอุปกรณ์พิเศษ - เครื่องกลั่นจะได้รับน้ำกลั่นซึ่งใช้สำหรับความต้องการของเภสัชวิทยาห้องปฏิบัติการและระบบทำความเย็นในรถยนต์ ที่บ้านคุณสามารถสร้างเครื่องกลั่นได้: หากคุณแยกส่วนผสมของแอลกอฮอล์กับน้ำ แอลกอฮอล์ที่มีจุดเดือด = 78 °C จะถูกกลั่นออกก่อน (เก็บในหลอดทดลองที่รับ) และน้ำจะยังคงอยู่ในหลอดทดลอง การกลั่นใช้ในการผลิตน้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด และน้ำมันแก๊สจากน้ำมันการแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน |
วิธีการพิเศษในการแยกส่วนประกอบโดยพิจารณาจากการดูดซึมที่แตกต่างกันของสารบางชนิดคือ โครมาโตกราฟี.
คุณสามารถลองทำการทดลองต่อไปนี้ที่บ้านได้ แขวนแถบกระดาษกรองไว้บนภาชนะที่มีหมึกสีแดง โดยจุ่มเฉพาะส่วนปลายของแถบกระดาษลงไป สารละลายจะถูกดูดซับโดยกระดาษและลอยขึ้นมาตามนั้น แต่ขอบเขตการขึ้นสีจะช้ากว่าขอบเขตการขึ้นของน้ำ นี่คือวิธีการแยกสารสองชนิด: น้ำและสารสีในหมึก
M.S. Tsvet นักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซียเป็นคนแรกที่แยกคลอโรฟิลล์ออกจากส่วนสีเขียวของพืชโดยใช้โครมาโตกราฟี ในอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการ แป้ง ถ่านหิน หินปูน และอลูมิเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้แทนกระดาษกรองสำหรับโครมาโตกราฟี จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์เท่ากันเสมอหรือไม่
เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์ต่างกัน น้ำปรุงอาหารควรปล่อยให้ยืนเพียงพอเพื่อขจัดสิ่งเจือปนและคลอรีนที่ใช้ฆ่าเชื้อ ต้องต้มน้ำสำหรับดื่มก่อน และในห้องปฏิบัติการเคมีเพื่อเตรียมสารละลายและทำการทดลองในทางการแพทย์จำเป็นต้องใช้น้ำกลั่นและทำให้บริสุทธิ์จากสารที่ละลายในนั้นให้มากที่สุด สารบริสุทธิ์โดยเฉพาะซึ่งมีปริมาณสารเจือปนไม่เกินหนึ่งในล้านของเปอร์เซ็นต์ ถูกใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ เทคโนโลยีนิวเคลียร์ และอุตสาหกรรมที่มีความแม่นยำอื่นๆ.
อ่านบทกวีของ L. Martynov เรื่อง "น้ำกลั่น":
น้ำ
ชอบ
เท!
เธอ
ส่องแสง
บริสุทธิ์มาก
ไม่ว่าจะเมาอะไร
ไม่มีการซัก
และนี่ก็ไม่ใช่โดยไม่มีเหตุผล
เธอพลาด
วิลโลว์ ทาลา
และความขมขื่นของเถาวัลย์ที่ออกดอก
เธอมีสาหร่ายทะเลไม่เพียงพอ
และปลาไขมันจากแมลงปอ
เธอพลาดที่จะเป็นลอน
เธอคิดถึงการไหลทุกที่
เธอมีชีวิตไม่เพียงพอ
ทำความสะอาด -
น้ำกลั่น!
ในการสร้างคุณสมบัติของสารนั้น จำเป็นต้องมีสารนั้นอยู่ในรูปบริสุทธิ์ แต่สารนั้นไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปแบบบริสุทธิ์สารแต่ละชนิดมีสิ่งเจือปนจำนวนหนึ่งเสมอ สารที่แทบไม่มีสิ่งเจือปนเลยเรียกว่าบริสุทธิ์ พวกมันทำงานร่วมกับสารดังกล่าวในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์หรือห้องปฏิบัติการเคมีของโรงเรียน โปรดทราบว่าไม่มีสารบริสุทธิ์อย่างแน่นอน
ส่วนผสมประกอบด้วยสารจากธรรมชาติเกือบทั้งหมด อาหาร (ยกเว้นเกลือ น้ำตาล และอื่นๆ บางชนิด) วัสดุก่อสร้าง สารเคมีในครัวเรือน ยาและเครื่องสำอางหลายชนิด
สารธรรมชาติเป็นของผสม บางครั้งประกอบด้วยสารต่างๆ จำนวนมาก ตัวอย่างเช่น น้ำธรรมชาติมักประกอบด้วยเกลือและก๊าซที่ละลายอยู่ในนั้น บางครั้งสิ่งเจือปนจำนวนเล็กน้อยสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติบางอย่างของสารอย่างรุนแรงได้ ตัวอย่างเช่น ปริมาณธาตุเหล็กหรือทองแดงเพียงหนึ่งในร้อยในสังกะสีจะเร่งปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกหลายร้อยครั้ง เมื่อสารตัวใดตัวหนึ่งมีปริมาณมากกว่าในส่วนผสม ส่วนผสมทั้งหมดมักจะมีชื่อเป็นชื่อของมัน
ส่วนประกอบคือสารแต่ละชนิดที่มีอยู่ในส่วนผสม
ของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน
เติมน้ำตาลเล็กน้อยลงในแก้วน้ำแล้วคนให้เข้ากันจนน้ำตาลละลายหมด น้ำยาจะมีรสหวาน ดังนั้นน้ำตาลจึงไม่หายไป แต่ยังคงอยู่ในส่วนผสม แต่เราจะไม่เห็นผลึกของมัน แม้ว่าจะตรวจสอบของเหลวหยดหนึ่งผ่านกล้องจุลทรรศน์อันทรงพลังก็ตาม
ข้าว. 3. ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน (สารละลายน้ำตาลในน้ำ)
ส่วนผสมของน้ำตาลและน้ำที่เตรียมไว้เป็นเนื้อเดียวกัน (รูปที่ 3) อนุภาคที่เล็กที่สุดของสารเหล่านี้ผสมกันอย่างเท่าเทียมกัน
สารผสมที่ไม่สามารถตรวจพบส่วนประกอบด้วยตาเปล่าได้เรียกว่าเป็นเนื้อเดียวกัน
น้ำที่ผสมกับทราย ชอล์ก หรือดินเหนียวจะแข็งตัวที่อุณหภูมิ O 0 C และเดือดที่ 100 0 C
ส่วนผสมที่ต่างกันบางประเภทมีชื่อพิเศษ: โฟม (เช่นโฟมโพลีสไตรีน, สบู่ฟอง), สารแขวนลอย (ส่วนผสมของน้ำกับแป้งจำนวนเล็กน้อย), อิมัลชัน (นม, น้ำมันพืชและน้ำที่เขย่าอย่างดี), ละอองลอย ( ควันหมอก)
ข้าว. 5. สารผสมต่างกัน:
ก - ส่วนผสมของน้ำและกำมะถัน;
b - ส่วนผสมของน้ำมันพืชและน้ำ
c - ส่วนผสมของอากาศและน้ำ
มีหลายวิธีในการแยกส่วนผสม การเลือกวิธีการแยกสารผสมขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสารที่สร้างส่วนผสม
มาดูแต่ละวิธีโดยละเอียด:
การสนับสนุน- วิธีการทั่วไปในการทำให้ของเหลวบริสุทธิ์จากสิ่งเจือปนทางกลที่ไม่ละลายในน้ำหรือสารของเหลวที่ไม่ละลายซึ่งกันและกันและมีความหนาแน่นต่างกัน
การตกตะกอนใช้ในการเตรียมน้ำสำหรับความต้องการทางเทคโนโลยีและในครัวเรือน การบำบัดน้ำเสีย การคายน้ำและการแยกเกลือออกจากน้ำมันดิบ และในกระบวนการเทคโนโลยีเคมีหลายอย่าง เป็นขั้นตอนสำคัญในการทำให้อ่างเก็บน้ำธรรมชาติและอ่างเก็บน้ำเทียมบริสุทธิ์ด้วยตนเอง
การกรอง– การแยกของเหลวออกจากสิ่งเจือปนที่เป็นของแข็งที่ไม่ละลายน้ำ โมเลกุลของเหลวผ่านรูพรุนของตัวกรองและยังคงมีอนุภาคสิ่งสกปรกขนาดใหญ่อยู่
ลองนึกภาพว่าตรงหน้าคุณมีส่วนผสมของทรายแม่น้ำและน้ำ กำหนดประเภทของส่วนผสม - ต่างกัน- เปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของทรายแม่น้ำและน้ำ (สารเหล่านี้เป็นสารที่ไม่ละลายซึ่งกันและกันและมีความหนาแน่นต่างกัน) แนะนำวิธีการแยกส่วนผสมนี้ ( การกรอง).
การกระทำโดยแม่เหล็กเป็นวิธีการแยกสารผสมที่ต่างกันออกไปเมื่อสารตัวใดตัวหนึ่งในส่วนผสมสามารถถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็กได้
การระเหย –นี่เป็นวิธีการแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยปล่อยสารที่ละลายได้ที่เป็นของแข็งออกจากสารละลาย เมื่อถูกความร้อนน้ำจะระเหยและผลึกของสารที่เป็นของแข็งจะยังคงอยู่
การกลั่น (ละตินสำหรับ “หยด”) – นี่เป็นวิธีการแยกของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน โดยของผสมของเหลวจะถูกแยกออกเป็นเศษส่วนซึ่งมีองค์ประกอบต่างกัน ดำเนินการโดยการระเหยของเหลวบางส่วนตามด้วยการควบแน่นของไอน้ำ ส่วนที่กลั่น (กลั่น) ได้รับการเสริมสมรรถนะด้วยสารที่ค่อนข้างระเหยได้ (จุดเดือดต่ำ) และของเหลวที่ไม่กลั่น (ด้านล่าง) เสริมด้วยสารที่มีความผันผวนค่อนข้างน้อย (จุดเดือดสูง)
ในห้องปฏิบัติการ การกลั่นจะดำเนินการโดยใช้การติดตั้งแบบพิเศษ (รูปที่ 6) เมื่อให้ความร้อนส่วนผสมของของเหลว สารที่มีจุดเดือดต่ำสุดจะเดือดก่อน ไอของมันจะออกจากภาชนะ เย็นตัว ควบแน่น1 และของเหลวที่เกิดขึ้นจะไหลเข้าสู่ตัวรับ เมื่อสารนี้ไม่ได้อยู่ในส่วนผสมอีกต่อไป อุณหภูมิจะเริ่มสูงขึ้น และเมื่อเวลาผ่านไป ส่วนประกอบของเหลวอื่นจะเดือด ของเหลวที่ไม่ระเหยจะยังคงอยู่ในภาชนะ
ข้าว. 6. การติดตั้งห้องปฏิบัติการเพื่อการกลั่น: a - ธรรมดา; ข - ลดความซับซ้อน
1 - ส่วนผสมของของเหลวที่มีจุดเดือดต่างกัน
2 - เทอร์โมมิเตอร์;
3 - ตู้เย็นน้ำ;
4 - ผู้รับ
มาดูกันว่ามีการใช้งานอย่างไรบ้าง วิธีการ การแยกสารผสม
กระบวนการกรองอยู่ภายใต้การทำงานของเครื่องช่วยหายใจ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ป้องกันปอดของผู้ที่ทำงานในห้องที่มีฝุ่นมาก เครื่องช่วยหายใจมีตัวกรองที่ป้องกันไม่ให้ฝุ่นเข้าสู่ปอด (รูปที่ 7) เครื่องช่วยหายใจที่ง่ายที่สุดคือผ้าพันแผลที่ทำจากผ้ากอซหลายชั้น เครื่องดูดฝุ่นยังมีแผ่นกรองที่ช่วยขจัดฝุ่นออกจากอากาศ
ข้าว. 7. คนงานใส่เครื่องช่วยหายใจ
สรุปโดยวิธีใดที่คุณสามารถแยกส่วนผสมของสารที่ละลายน้ำได้และไม่ละลายน้ำออกจากน้ำ
บทคัดย่อเกี่ยวกับระเบียบวินัย:เคมี
ในหัวข้อ: วิธีการแยกสารผสม
ริกา - 2009
บทนำ……………………………………………………………………………………..หน้า 3
ประเภทของสารผสม………………………………………………………………………………… หน้า 4
วิธีการแยกสารผสม……………………………………………..หน้า 6
สรุป………………………………………………………………………………….หน้า 11
รายการวรรณกรรมที่ใช้แล้ว…………………………………………......หน้า 12
การแนะนำ
ในธรรมชาติ สารที่อยู่ในรูปบริสุทธิ์นั้นหาได้ยากมาก วัตถุรอบตัวเราส่วนใหญ่ประกอบด้วยสารผสม ในห้องปฏิบัติการเคมี นักเคมีทำงานกับสารบริสุทธิ์ หากสารมีสิ่งเจือปน นักเคมีก็สามารถแยกสารที่จำเป็นสำหรับการทดลองออกจากสารเจือปนได้ เพื่อศึกษาคุณสมบัติของสารจำเป็นต้องทำให้สารนี้บริสุทธิ์เช่น แบ่งออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ การแยกส่วนผสมเป็นกระบวนการทางกายภาพ วิธีการแยกสารทางกายภาพมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการเคมี ในการผลิตผลิตภัณฑ์อาหาร และในการผลิตโลหะและสารอื่นๆ
ประเภทของสารผสม
ไม่มีสารบริสุทธิ์ในธรรมชาติ เมื่อตรวจสอบก้อนหินและหินแกรนิต เรามั่นใจว่าพวกมันประกอบด้วยเมล็ดและเส้นที่มีสีต่างกัน นมประกอบด้วยไขมัน โปรตีน น้ำ น้ำมันและก๊าซธรรมชาติมีสารอินทรีย์ที่เรียกว่าไฮโดรคาร์บอน อากาศมีก๊าซหลายชนิด น้ำธรรมชาติไม่ใช่สารบริสุทธิ์ทางเคมี สารผสมคือส่วนผสมของสารที่แตกต่างกันตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป
สารผสมสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ (ri
หากมองเห็นส่วนประกอบของสารผสมด้วยตาเปล่าก็จะเรียกว่าสารผสมดังกล่าว ต่างกันตัวอย่างเช่น ส่วนผสมของตะไบไม้และเหล็ก ส่วนผสมของน้ำและน้ำมันพืช ส่วนผสมของทรายแม่น้ำและน้ำ เป็นต้น
หากไม่สามารถแยกแยะส่วนประกอบของสารผสมด้วยตาเปล่าได้ ก็จะเรียกสารผสมดังกล่าว เป็นเนื้อเดียวกัน- สารผสม เช่น นม น้ำมัน สารละลายน้ำตาลในน้ำ ฯลฯ จัดเป็นสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน
มีทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ สารสามารถผสมได้ในสถานะการรวมกลุ่มใดๆ สถานะของการรวมตัวของสารผสมจะถูกกำหนดโดยสารที่มีปริมาณเหนือกว่าสารที่เหลือในเชิงปริมาณ
สารผสมที่ต่างกันเกิดจากสารที่มีสถานะการรวมตัวต่างกันเมื่อสารไม่ละลายร่วมกันและผสมกันไม่ดี (ตารางที่ 1)
|
ประเภทของสารผสมที่ต่างกัน |
|
|
ก่อนผสม |
ตัวอย่าง |
|
แข็ง/แข็ง |
แร่ธาตุ; |
|
เหล็ก/กำมะถัน |
ของแข็ง/ของเหลว |
|
ปูนขาว; น้ำเสีย |
ของแข็ง/ก๊าซ |
|
ควัน; อากาศที่เต็มไปด้วยฝุ่น |
ของเหลว/ของแข็ง |
|
เพิร์ล; แร่ธาตุ; น้ำ/น้ำแข็ง |
ของเหลว/ของเหลว |
|
น้ำนม; น้ำมันพืช/น้ำ |
ของเหลว/ก๊าซ |
|
หมอก; เมฆ |
ก๊าซ/ของแข็ง |
|
พลาสติกโฟม |
ก๊าซ/ของเหลว |
สบู่ฟอง
|
สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันเกิดขึ้นเมื่อสารละลายกันดีและผสมกันได้ดี (ตารางที่ 2) |
|
|
ประเภทของสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ก่อนผสม |
ตัวอย่าง |
|
แข็ง/แข็ง |
สภาพทางกายภาพของส่วนประกอบ |
|
เหล็ก/กำมะถัน |
โลหะผสมของทองคำและเงิน |
|
ปูนขาว; น้ำเสีย |
น้ำตาล/น้ำ |
|
ควัน; อากาศที่เต็มไปด้วยฝุ่น |
ไอโอดีนในอากาศ |
|
เพิร์ล; แร่ธาตุ; น้ำ/น้ำแข็ง |
เจลาตินบวม |
|
น้ำนม; น้ำมันพืช/น้ำ |
แอลกอฮอล์/น้ำ |
|
หมอก; เมฆ |
น้ำ/อากาศ |
|
พลาสติกโฟม |
|
ไฮโดรเจนในแพลเลเดียม
วิธีการแยกสารผสม
เมื่อเกิดสารผสม มักจะไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี และสารในส่วนผสมจะคงคุณสมบัติไว้ ความแตกต่างของคุณสมบัติของสารใช้ในการแยกสารผสม
- สารผสมทั้งชนิดต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกันสามารถแบ่งออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ ได้ เช่น สำหรับสารบริสุทธิ์ สารบริสุทธิ์คือสารที่ไม่สามารถแยกออกเป็นสารอื่นสองชนิดขึ้นไปได้โดยใช้วิธีการทางกายภาพ และไม่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพของสารบริสุทธิ์ มีหลายวิธีในการแยกสารผสม โดยใช้วิธีการแยกสารผสมบางอย่างขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของส่วนผสม
- การคัดกรอง;
- การกรอง;
- การสนับสนุน;
- การแยกขวด
- การหมุนเหวี่ยง;
- การระเหย;
- การตกผลึกซ้ำ;
- การกลั่น (การกลั่น);
- หนาวจัด;
- การกระทำของแม่เหล็ก
- โครมาโตกราฟี;
- การสกัด;
- การดูดซับ
มาทำความรู้จักกับพวกเขากันดีกว่า ควรสังเกตว่าสารผสมที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันนั้นแยกได้ง่ายกว่าสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ด้านล่างนี้เราจะให้ตัวอย่างการแยกสารออกจากสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันและไม่เป็นเนื้อเดียวกัน
การคัดกรอง
ลองจินตนาการว่าน้ำตาลทรายเข้าไปในแป้ง บางทีวิธีแบ่งที่ง่ายที่สุดก็คือ การคัดกรอง- เมื่อใช้ตะแกรง คุณสามารถแยกแป้งอนุภาคเล็กๆ ออกจากผลึกน้ำตาลที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ได้อย่างง่ายดาย ในการเกษตร การกรองจะใช้เพื่อแยกเมล็ดพืชออกจากเศษแปลกปลอม ในการก่อสร้าง นี่คือวิธีการแยกกรวดออกจากทราย
การกรอง
ส่วนประกอบที่เป็นของแข็งของสารแขวนลอยจะถูกแยกออกจากของเหลว การกรองโดยใช้กระดาษหรือผ้ากรอง สำลี ทรายละเอียดบางๆ ลองจินตนาการว่าเราได้รับส่วนผสมของเกลือป่น ทราย และดินเหนียว จำเป็นต้องแยกเกลือแกงออกจากส่วนผสม ในการทำเช่นนี้ ให้ใส่ส่วนผสมลงในบีกเกอร์ที่มีน้ำแล้วเขย่า เกลือแกงละลายและทรายก็ตกตะกอน ดินเหนียวไม่ละลายและไม่เกาะก้นแก้ว น้ำจึงยังคงขุ่นอยู่ ในการกำจัดอนุภาคดินเหนียวที่ไม่ละลายน้ำออกจากสารละลาย ส่วนผสมจะถูกกรอง ในการทำเช่นนี้ คุณจะต้องประกอบอุปกรณ์กรองขนาดเล็กจากกรวยแก้ว กระดาษกรอง และขาตั้งกล้อง สารละลายเกลือถูกกรอง ในการทำเช่นนี้ สารละลายที่กรองแล้วจะถูกเทลงในช่องทางอย่างระมัดระวังโดยมีตัวกรองที่สอดแน่น อนุภาคทรายและดินเหนียวยังคงอยู่ในตัวกรอง และสารละลายเกลือใสจะผ่านตัวกรอง หากต้องการแยกเกลือแกงที่ละลายในน้ำ จะใช้วิธีการตกผลึกซ้ำ
การตกผลึกซ้ำ การระเหย
การตกผลึกซ้ำเป็นวิธีการทำให้บริสุทธิ์โดยให้สารละลายในน้ำก่อนแล้วจึงระเหยสารละลายของสารในน้ำออกไป ส่งผลให้น้ำระเหยและสารถูกปล่อยออกมาในรูปของผลึก
ยกตัวอย่าง: จำเป็นต้องแยกเกลือแกงออกจากสารละลาย
ข้างต้นเราดูตัวอย่างเมื่อจำเป็นต้องแยกเกลือแกงออกจากส่วนผสมที่ต่างกัน ทีนี้มาแยกเกลือแกงออกจากส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน สารละลายที่ได้จากการกรองเรียกว่าการกรอง ควรเทสารกรองลงในถ้วยพอร์ซเลน วางถ้วยที่มีสารละลายไว้บนวงแหวนขาตั้งกล้อง และตั้งสารละลายให้ร้อนเหนือเปลวไฟของตะเกียงแอลกอฮอล์ น้ำจะเริ่มระเหยและปริมาตรของสารละลายจะลดลง กระบวนการนี้เรียกว่า โดยการระเหยเมื่อน้ำระเหย สารละลายจะมีความเข้มข้นมากขึ้น เมื่อสารละลายถึงสภาวะอิ่มตัวด้วยเกลือแกง ผลึกจะปรากฏบนผนังถ้วย ณ จุดนี้ ให้หยุดการให้ความร้อนและทำให้สารละลายเย็นลง เกลือแกงที่แช่เย็นจะแยกออกมาเป็นผลึก หากจำเป็น สามารถแยกผลึกเกลือออกจากสารละลายได้โดยการกรอง ไม่ควรระเหยสารละลายจนกว่าน้ำจะระเหยหมด เนื่องจากสิ่งเจือปนที่ละลายน้ำได้อื่นๆ อาจตกตะกอนในรูปของผลึกและปนเปื้อนเกลือแกง
ปักหลัก, ริน
ใช้เพื่อแยกสารที่ไม่ละลายน้ำออกจากของเหลว การสนับสนุน- หากอนุภาคของแข็งมีขนาดใหญ่พอ อนุภาคจะตกลงสู่ด้านล่างอย่างรวดเร็วและของเหลวจะใส สามารถระบายออกจากตะกอนได้อย่างระมัดระวังและการดำเนินการที่เรียบง่ายนี้ก็มีชื่อของตัวเองเช่นกัน - การแยกน้ำ.
ยิ่งอนุภาคของแข็งในของเหลวมีขนาดเล็กลง ส่วนผสมก็จะยิ่งจับตัวนานขึ้นเท่านั้น คุณยังสามารถแยกของเหลวสองชนิดที่ไม่ผสมกันออกได้
การหมุนเหวี่ยง
หากอนุภาคของของผสมที่ต่างกันมีขนาดเล็กมาก ก็ไม่สามารถแยกออกจากกันโดยการตกตะกอนหรือการกรอง ตัวอย่างของสารผสมดังกล่าวได้แก่ นมและยาสีฟันที่ผสมน้ำ สารผสมดังกล่าวจะถูกแยกออกจากกัน การหมุนเหวี่ยง- ของผสมที่มีของเหลวดังกล่าวจะถูกวางในหลอดทดลองและหมุนด้วยความเร็วสูงในอุปกรณ์พิเศษ - เครื่องหมุนเหวี่ยง ผลจากการหมุนเหวี่ยง อนุภาคที่หนักกว่าจะถูก "กด" ไปที่ด้านล่างของภาชนะ และอนุภาคที่เบากว่าจะไปอยู่ด้านบน นมคืออนุภาคไขมันเล็กๆ ที่กระจายอยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำของสารอื่นๆ เช่น น้ำตาล โปรตีน ในการแยกส่วนผสมดังกล่าวจะใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงพิเศษที่เรียกว่าเครื่องแยก เมื่อแยกนม ไขมันจะปรากฏบนพื้นผิวและแยกออกได้ง่าย สิ่งที่เหลืออยู่คือน้ำที่มีสารละลายอยู่ - นี่คือนมพร่องมันเนย
การดูดซับ
ในด้านเทคโนโลยี งานมักเกิดจากการทำให้ก๊าซบริสุทธิ์ เช่น อากาศ จากส่วนประกอบที่ไม่ต้องการหรือเป็นอันตราย สสารหลายชนิดมีคุณสมบัติที่น่าสนใจอย่างหนึ่ง นั่นคือสามารถ "จับ" กับพื้นผิวของสสารที่มีรูพรุน เช่น เหล็กกับแม่เหล็ก การดูดซับคือความสามารถของสารแข็งบางชนิดในการดูดซับก๊าซหรือสารที่ละลายบนพื้นผิว สารที่สามารถดูดซับได้เรียกว่าตัวดูดซับ ตัวดูดซับเป็นสารที่เป็นของแข็งซึ่งมีช่องทางภายในมากมาย ช่องว่าง รูพรุน เช่น พวกมันมีพื้นผิวดูดซับรวมขนาดใหญ่มาก ตัวดูดซับคือถ่านกัมมันต์, ซิลิกาเจล (ในกล่องรองเท้าใหม่คุณจะพบถั่วขาวถุงเล็ก - นี่คือซิลิกาเจล), กระดาษกรอง สารต่างๆ “เกาะติด” กับพื้นผิวของตัวดูดซับต่างกัน: บางชนิดยึดติดกับพื้นผิวอย่างแน่นหนา ส่วนบางชนิดจะยึดติดได้อ่อนกว่า ถ่านกัมมันต์สามารถดูดซับได้ไม่เพียงแต่สารที่เป็นก๊าซเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารที่ละลายในของเหลวด้วย ในกรณีที่เป็นพิษจะต้องดำเนินการเพื่อให้สารพิษถูกดูดซับ
การกลั่น (การกลั่น)
ของเหลวสองชนิดที่ก่อให้เกิดส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน เช่น เอทิลแอลกอฮอล์และน้ำ จะถูกแยกออกจากกันโดยการกลั่นหรือการกลั่น วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าของเหลวได้รับความร้อนจนถึงจุดเดือด และไอของของเหลวถูกระบายออกทางท่อจ่ายก๊าซไปยังภาชนะอื่น เมื่อไอน้ำเย็นตัวลง ก็จะควบแน่นและทิ้งสิ่งเจือปนไว้ในขวดกลั่น อุปกรณ์การกลั่นจะแสดงในรูปที่ 2
วางของเหลวไว้ในขวด Wurtz (1) ปิดคอของขวด Wurtz ให้แน่นโดยใช้จุกที่มีเทอร์โมมิเตอร์เสียบอยู่ (2) และถังเก็บที่มีสารปรอทควรอยู่ที่ระดับช่องเปิดของท่อทางออก ปลายท่อทางออกถูกเสียบผ่านปลั๊กที่แน่นหนาเข้าไปในตู้เย็น Liebig (3) ที่ปลายอีกด้านหนึ่งซึ่งมีการเสริมความแข็งแรงของ allonge (4) ปลายที่แคบของ allonge จะลดลงไปที่ตัวรับ (5) ปลายล่างของแจ็คเก็ตตู้เย็นเชื่อมต่อโดยใช้ท่อยางเข้ากับก๊อกน้ำ และทำท่อระบายน้ำจากปลายด้านบนลงในอ่างล้างจานเพื่อระบายน้ำ แจ็คเก็ตตู้เย็นควรเต็มไปด้วยน้ำเสมอ ขวด Wurtz และตู้เย็นติดตั้งอยู่ในขาตั้งแยกกัน ของเหลวถูกเทลงในขวดโดยใช้ช่องทางที่มีท่อยาว โดยเติมขวดกลั่นให้เหลือ 2/3 ของปริมาตร เพื่อให้แน่ใจว่าเดือดสม่ำเสมอ ให้วางหม้อต้มหลายใบ - มีเส้นเลือดฝอยแก้วปิดผนึกที่ปลายด้านหนึ่ง - ที่ด้านล่างของขวด หลังจากปิดขวดแล้ว ให้เติมน้ำลงในตู้เย็นและให้ความร้อนของเหลวในขวด การทำความร้อนสามารถทำได้โดยใช้เตาแก๊ส เตาไฟฟ้า น้ำ ทราย หรืออ่างน้ำมัน ขึ้นอยู่กับจุดเดือดของของเหลว ของเหลวที่ติดไฟได้และติดไฟได้ (แอลกอฮอล์ อีเทอร์ อะซิโตน ฯลฯ) ไม่ควรให้ความร้อนเหนือกองไฟเพื่อหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุ ควรใช้เฉพาะน้ำหรืออ่างอื่นเท่านั้น ของเหลวไม่ควรระเหยไปจนหมด: 10-15% ของปริมาตรที่นำมาเริ่มแรกควรคงอยู่ในขวด สามารถเทของเหลวส่วนใหม่ได้เฉพาะเมื่อขวดเย็นลงเล็กน้อยเท่านั้น
หนาวจัด
สารที่มีจุดหลอมเหลวต่างกันจะถูกแยกออกโดยใช้วิธีการ หนาวจัด,ทำให้สารละลายเย็นลง โดยการแช่แข็งคุณจะได้น้ำบริสุทธิ์มากที่บ้าน โดยเทน้ำประปาลงในขวดหรือแก้วแล้วนำไปแช่ในช่องแช่แข็งของตู้เย็น (หรือนำออกไปแช่เย็นในฤดูหนาว) ทันทีที่น้ำประมาณครึ่งหนึ่งกลายเป็นน้ำแข็ง ส่วนที่ยังไม่แข็งตัวซึ่งมีสิ่งสกปรกสะสมอยู่จะต้องถูกเทออกและน้ำแข็งจะละลายได้
ในอุตสาหกรรมและในห้องปฏิบัติการ จะมีการใช้วิธีการแยกสารผสมโดยอิงตามคุณสมบัติที่แตกต่างกันอื่นๆ ของส่วนประกอบของสารผสม ตัวอย่างเช่น ตะไบเหล็กสามารถแยกออกจากส่วนผสมได้ แม่เหล็ก- ความสามารถของสารในการละลายในตัวทำละลายต่างๆจะใช้เมื่อใด การสกัด– วิธีการแยกของผสมที่เป็นของแข็งหรือของเหลวโดยการบำบัดด้วยตัวทำละลายต่างๆ ตัวอย่างเช่น ไอโอดีนสามารถแยกได้จากสารละลายที่เป็นน้ำด้วยตัวทำละลายอินทรีย์บางชนิด ซึ่งไอโอดีนจะละลายได้ดีกว่า
บทสรุป
ในทางปฏิบัติในห้องปฏิบัติการและในชีวิตประจำวัน บ่อยครั้งจำเป็นต้องแยกส่วนประกอบแต่ละส่วนออกจากส่วนผสมของสาร โปรดทราบว่าสารผสมประกอบด้วยสารตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปและแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน มีหลายวิธีในการแยกสารผสม เช่น การกรอง การระเหย การกลั่น (การกลั่น) และอื่นๆ วิธีการแยกสารผสมขึ้นอยู่กับชนิดและองค์ประกอบของสารผสมเป็นหลัก
รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว
1. S. Ozols, E. Lepiņš เคมีสำหรับโรงเรียนประถมศึกษา, 1996. หน้า 289
2. ข้อมูลจากอินเทอร์เน็ต
