Toàn bộ cuộc sống của chúng ta thực sự được xây dựng dựa trên công việc của nhiều loại hóa chất khác nhau. Chúng ta hít thở không khí, trong đó có nhiều loại khí khác nhau. Đầu ra là carbon dioxide, sau đó được xử lý bởi các nhà máy. Chúng ta uống nước hoặc sữa, là hỗn hợp nước với các thành phần khác (chất béo, muối khoáng, protein, v.v.).
Một quả táo tầm thường là một tổng thể các chất hóa học phức tạp tương tác với nhau và cơ thể của chúng ta. Ngay sau khi một thứ gì đó đi vào dạ dày của chúng ta, các chất có trong sản phẩm được chúng ta hấp thụ bắt đầu tương tác với dịch vị. Hoàn toàn mọi đối tượng: con người, thực vật, động vật là một tập hợp các hạt và chất. Sau này được chia thành hai loại khác nhau: chất tinh khiết và hỗn hợp. Trong tài liệu này, chúng ta sẽ tìm ra chất nào là tinh khiết và chất nào thuộc loại hỗn hợp. Xem xét các phương pháp tách hỗn hợp. Và cũng xem xét các ví dụ điển hình về các chất tinh khiết.
Chất tinh khiết
Vì vậy, trong hóa học, chất tinh khiết là những chất luôn chỉ bao gồm một loại hạt duy nhất. Và đây là tài sản quan trọng đầu tiên. Ví dụ, một chất tinh khiết là nước, bao gồmđộc quyền từ các phân tử nước (nghĩa là của chính chúng). Ngoài ra, một chất tinh khiết luôn có thành phần không đổi. Do đó, mỗi phân tử nước bao gồm hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy.
Tính chất của các chất tinh khiết, không giống như hỗn hợp, là vĩnh viễn và thay đổi khi xuất hiện tạp chất. Chỉ có nước cất mới có nhiệt độ sôi, còn nước biển sôi ở nhiệt độ cao hơn. Cần lưu ý rằng bất kỳ chất tinh khiết nào cũng không hoàn toàn tinh khiết, vì ngay cả nhôm nguyên chất cũng có tạp chất trong thành phần, mặc dù nó chiếm tỷ lệ 0,001%. Câu hỏi đặt ra, làm thế nào để tìm khối lượng của một chất tinh khiết? Công thức tính như sau - m (khối lượng) của một chất tinh khiết \u003d W (nồng độ) của một chất nguyên chấthỗn hợp / 100%.
Ngoài ra còn có một loại chất tinh khiết là chất siêu tinh khiết (siêu tinh khiết, độ tinh khiết cao). Những chất như vậy được sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn trong các thiết bị đo lường và tính toán khác nhau, năng lượng hạt nhân và trong nhiều lĩnh vực chuyên môn khác.
Ví dụ về các chất tinh khiết
Chúng tôi đã phát hiện ra rằng một chất tinh khiết là một thứ có chứa các nguyên tố cùng loại. Tuyết là một ví dụ điển hình về một chất tinh khiết. Thực chất đây là cùng một loại nước, nhưng khác với loại nước mà chúng ta gặp phải hàng ngày, loại nước này sạch hơn rất nhiều và không chứa tạp chất. Kim cương cũng là một chất tinh khiết, vì nó chỉ chứa cacbon mà không có tạp chất. Điều tương tự cũng áp dụng cho tinh thể đá. TrênHàng ngày, chúng ta phải đối mặt với một ví dụ khác về một chất tinh khiết - đường tinh luyện, chỉ chứa sucrose.
Hỗn hợp
Chúng ta đã xem xét các chất tinh khiết và ví dụ về các chất tinh khiết, bây giờ chúng ta hãy chuyển sang một loại chất khác - hỗn hợp. Một hỗn hợp là khi một số chất được trộn với nhau. Chúng ta thường xuyên gặp các hỗn hợp, ngay cả trong cuộc sống hàng ngày. Cùng một loại dung dịch trà hoặc xà phòng là những hỗn hợp mà chúng ta sử dụng hàng ngày. Hỗn hợp có thể được tạo ra bởi con người, hoặc chúng có thể là tự nhiên. Chúng ở trạng thái rắn, lỏng và khí. Như đã nói ở trên, trà cùng là hỗn hợp của nước, đường và trà. Đây là một ví dụ về hỗn hợp nhân tạo. Sữa là một hỗn hợp tự nhiên, vì nó xuất hiện mà không có sự can thiệp của con người trong quá trình phát triển và chứa nhiều thành phần khác nhau.
Hỗn hợp do con người tạo ra hầu như luôn bền và các hỗn hợp tự nhiên dưới tác động của nhiệt bắt đầu phân hủy thành các hạt riêng biệt (ví dụ như sữa, chua sau vài ngày). Hỗn hợp cũng được chia thành không đồng nhất và đồng nhất. Hỗn hợp không đồng nhất là không đồng nhất, và các thành phần của chúng có thể nhìn thấy bằng mắt thường và dưới kính hiển vi. Hỗn hợp như vậy được gọi là huyền phù, lần lượt được chia thành huyền phù (một chất ở trạng thái rắn và một chất ở trạng thái lỏng) và nhũ tương (hai chất ở trạng thái lỏng). Hỗn hợp đồng nhất là đồng nhất, và các thành phần riêng lẻ của chúng không thể được xem xét. Chúng còn được gọi là dung dịch (chúng có thể là chất ở thể khí,trạng thái lỏng hoặc rắn).
Đặc điểm của hỗn hợp và chất tinh khiết
Để dễ nhận biết, thông tin được trình bày dưới dạng bảng.
| Dấu hiệu so sánh | Chất tinh khiết | Hỗn hợp |
| Thành phần của các chất | Giữ thành phần không đổi | Có thành phần biến đổi |
| Các loại chất | Chứa một chất | Gồm nhiều chất khác nhau |
| Tính chất vật lý | Giữ các đặc tính vật lý không đổi | Có tính chất vật lý không ổn định |
| Thay đổi năng lượng của vật chất | Thay đổi khi năng lượng được tạo ra | Không thay đổi |
Phương pháp thu được chất tinh khiết
Trong tự nhiên, nhiều chất tồn tại dưới dạng hỗn hợp. Chúng được sử dụng trong dược phẩm, sản xuất công nghiệp.
Để thu được các chất tinh khiết, người ta sử dụng nhiều phương pháp tách khác nhau. Các hỗn hợp không đồng nhất được tách ra bằng cách lắng và lọc. Hỗn hợp đồng nhất được tách ra bằng cách làm bay hơi và chưng cất. Xem xét từng phương pháp riêng biệt.
An cư
Phương pháp này được sử dụng để tách các chất huyền phù như hỗn hợp cát sông và nước. Nguyên tắc chính mà quá trình giải quyết dựa trên đó là sự khác biệt về mật độ của nhữngchất cần tách. Ví dụ, một chất nặng và nước. Chất tinh khiết nào nặng hơn nước? Ví dụ, đây là cát, do khối lượng lớn của nó, sẽ bắt đầu lắng xuống đáy. Các nhũ tương khác nhau được tách ra theo cùng một cách. Ví dụ, dầu thực vật hoặc dầu có thể được tách khỏi nước. Các chất này trong quá trình phân tách sẽ tạo thành một lớp màng nhỏ trên bề mặt nước. Trong điều kiện phòng thí nghiệm, quy trình tương tự được thực hiện bằng cách sử dụng phễu chiết. Phương pháp tách hỗn hợp này cũng hoạt động trong tự nhiên (không có sự can thiệp của con người). Ví dụ, sự lắng đọng của bồ hóng từ khói và sự lắng đọng của kem trong sữa.
Lọc
Phương pháp này thích hợp để thu được các chất tinh khiết từ hỗn hợp không đồng nhất, ví dụ, từ hỗn hợp nước và muối ăn. Vì vậy, làm thế nào để lọc hoạt động trong quá trình tách các phần tử của một hỗn hợp? Điểm mấu chốt là các chất có mức độ hòa tan và kích thước hạt khác nhau.
Bộ lọc được thiết kế theo cách mà chỉ các hạt có cùng độ hòa tan hoặc cùng kích thước mới có thể đi qua nó. Các hạt lớn hơn và không phù hợp khác sẽ không thể đi qua bộ lọc và sẽ bị loại bỏ. Vai trò của bộ lọc không chỉ có thể được thực hiện bởi các thiết bị và giải pháp chuyên dụng trong phòng thí nghiệm, mà còn bởi những thứ quen thuộc như bông gòn, than đá, đất sét nung, thủy tinh ép và các vật thể xốp khác. Bộ lọc được sử dụng trong cuộc sống thực thường xuyên hơn bạn tưởng.
Theo nguyên tắc này, máy hút bụi quen thuộc hoạt động đối với tất cả chúng ta, giúp phân tách lớncác hạt vụn và khéo léo hút những hạt nhỏ không có khả năng làm hỏng cơ chế. Khi bạn bị bệnh, bạn đeo băng gạc có thể loại bỏ vi khuẩn. Những người lao động có nghề liên quan đến việc phát tán khí và bụi nguy hiểm, hãy đeo khẩu trang hô hấp để bảo vệ họ khỏi bị nhiễm độc.
Tác động của nam châm và nước
Bằng cách này bạn có thể tách hỗn hợp bột sắt và lưu huỳnh. Nguyên tắc phân tách dựa trên tác dụng của nam châm với sắt. Các hạt sắt bị nam châm hút, trong khi lưu huỳnh vẫn ở nguyên vị trí. Phương pháp tương tự có thể được sử dụng để tách các bộ phận kim loại khác khỏi một khối lượng vật liệu khác nhau.
Nếu đổ bột lưu huỳnh trộn với bột sắt vào nước, các hạt lưu huỳnh không thấm ướt sẽ nổi lên mặt nước, trong khi sắt nặng sẽ ngay lập tức rơi xuống đáy.
Bốc hơi và kết tinh
Phương pháp này hoạt động với các hỗn hợp đồng nhất như dung dịch muối trong nước. Nó hoạt động trong các quy trình tự nhiên và điều kiện phòng thí nghiệm. Ví dụ, một số hồ, khi được đun nóng, nước bốc hơi và muối ăn vẫn ở nguyên vị trí của nó. Theo quan điểm của hóa học, quá trình này dựa trên thực tế là sự khác biệt giữa điểm sôi của hai chất không cho phép chúng bay hơi cùng một lúc. Nước bị phá hủy sẽ chuyển thành hơi nước và muối còn lại vẫn ở trạng thái bình thường.
Nếu chất cần chiết xuất (ví dụ như đường) tan chảy khi đun nóng, nước không bay hơi hoàn toàn. Đầu tiên hỗn hợp được đun nóng, và sau đó tạo ra biến đổihỗn hợp được nhấn mạnh để các hạt đường lắng xuống đáy. Đôi khi có một nhiệm vụ khó khăn hơn - tách một chất có nhiệt độ sôi cao hơn. Ví dụ: tách nước khỏi muối. Trong trường hợp này, chất bay hơi phải được thu lại, làm lạnh và ngưng tụ. Phương pháp tách các hỗn hợp đồng nhất này được gọi là chưng cất (hay đơn giản là chưng cất). Có những thiết bị đặc biệt chưng cất nước. Nước như vậy (chưng cất) được sử dụng tích cực trong dược học hoặc trong hệ thống làm mát ô tô. Đương nhiên, người ta sử dụng cùng một phương pháp để chưng cất rượu.
Sắc
Phương pháp tách cuối cùng là sắc ký. Nó dựa trên thực tế là một số chất có xu hướng hấp thụ các thành phần khác của chất. Nó hoạt động như thế này. Nếu bạn lấy một mảnh giấy hoặc mảnh vải có viết thứ gì đó bằng mực và nhúng một phần của nó vào nước, bạn sẽ nhận thấy những điều sau: nước sẽ bắt đầu thấm vào giấy hoặc vải và sẽ trào lên, nhưng màu vật chất sẽ tụt hậu một chút. Sử dụng kỹ thuật này, nhà khoa học M. S. Tsvet đã có thể tách chất diệp lục (chất tạo màu xanh cho cây) từ các phần xanh của cây.
