Trong bài này chúng ta sẽ xem xét chất và hỗn hợp tinh khiết là gì, các phương pháp tách hỗn hợp. Mỗi chúng ta đều sử dụng chúng trong cuộc sống hàng ngày. Các chất tinh khiết có xảy ra trong tự nhiên không? Và làm thế nào để phân biệt chúng với hỗn hợp?
Chất nguyên chất và hỗn hợp: cách tách hỗn hợp
Chất tinh khiết là những chất chỉ chứa các hạt thuộc một loại nhất định. Các nhà khoa học tin rằng chúng thực tế không tồn tại trong tự nhiên, vì tất cả chúng, mặc dù với tỷ lệ không đáng kể, đều chứa tạp chất. Hoàn toàn tất cả các chất cũng hòa tan trong nước. Ngay cả khi, ví dụ, nếu một chiếc nhẫn bạc được nhúng vào chất lỏng này, các ion của kim loại này sẽ đi vào dung dịch.
Dấu hiệu của các chất tinh khiết là hằng số về thành phần và tính chất vật lý. Trong quá trình hình thành của chúng, sự thay đổi về lượng năng lượng xảy ra. Hơn nữa, nó có thể vừa tăng vừa giảm. Một chất tinh khiết có thể được tách thành các thành phần riêng lẻ của nó chỉ bằng một phản ứng hóa học. Ví dụ, chỉ có nước cất có điểm sôi và điểm đông đặc trưng cho chất này,thiếu hương vị và mùi. Và oxy và hydro của nó chỉ có thể bị phân hủy bằng cách điện phân.
Và cốt liệu của chúng khác với các chất tinh khiết như thế nào? Hóa học sẽ giúp chúng ta trả lời câu hỏi này. Các phương pháp tách hỗn hợp là vật lý, vì chúng không dẫn đến sự thay đổi thành phần hóa học của các chất. Không giống như các chất tinh khiết, hỗn hợp có thành phần và tính chất thay đổi và chúng có thể được phân tách bằng phương pháp vật lý.
Hỗn hợp là gì
Hỗn hợp là tập hợp các chất riêng lẻ. Một ví dụ là nước biển. Không giống như chưng cất, nó có vị đắng hoặc mặn, sôi ở nhiệt độ cao hơn và đông lại ở nhiệt độ thấp hơn. Phương pháp tách hỗn hợp các chất là vật lý. Vì vậy, muối tinh khiết có thể được lấy từ nước biển bằng cách bay hơi và kết tinh sau đó.
Các loại hỗn hợp
Nếu bạn cho đường vào nước, sau một thời gian, các hạt của nó sẽ tan ra và trở nên vô hình. Do đó, chúng không thể được phân biệt bằng mắt thường. Những hỗn hợp như vậy được gọi là đồng nhất hoặc đồng nhất. Không khí, xăng, nước dùng, nước hoa, nước ngọt và muối, và hợp kim của đồng và nhôm cũng là những ví dụ về những điều này. Như bạn thấy, hỗn hợp đồng nhất có thể ở các trạng thái tập hợp khác nhau, nhưng chất lỏng là phổ biến nhất. Chúng còn được gọi là giải pháp.
Trong hỗn hợp không đồng nhất hoặc không đồng nhất, có thể phân biệt các phần tử của các chất riêng biệt. Mạt sắt và gỗ, cát và muối ăn là những ví dụ điển hình. Hỗn hợp không đồng nhất còn được gọi là huyền phù. Trong số đó, huyền phù và nhũ tương được phân biệt. Trước đây bao gồm một chất lỏng và một chất rắn. Vì vậy, nhũ tương là một hỗn hợp của nước và cát. Nhũ tương là sự kết hợp của hai chất lỏng có mật độ khác nhau.
Có những hỗn hợp không đồng nhất với những tên gọi đặc biệt. Vì vậy, một ví dụ về bọt là bọt và bình xịt bao gồm sương mù, khói, chất khử mùi, chất làm mát không khí, chất chống tĩnh điện.
Phương pháp tách hỗn hợp
Tất nhiên, nhiều hỗn hợp có những đặc tính có giá trị hơn những chất riêng lẻ tạo nên chúng. Nhưng ngay cả trong cuộc sống hàng ngày vẫn có những tình huống cần phải chia xa. Và trong công nghiệp, toàn bộ các ngành đều dựa trên quá trình này. Ví dụ, từ dầu là kết quả của quá trình chế biến nó, xăng, dầu khí, dầu hỏa, dầu nhiên liệu, dầu năng lượng mặt trời và dầu máy, nhiên liệu tên lửa, axetylen và benzen. Đồng ý, sử dụng những sản phẩm này có lợi hơn là dùng dầu đốt một cách vô tâm.
Bây giờ chúng ta hãy xem liệu có một thứ gọi là phương pháp hóa học để tách hỗn hợp không. Giả sử chúng ta cần thu được các chất tinh khiết từ dung dịch nước của muối. Để làm điều này, hỗn hợp phải được làm nóng. Kết quả là, nước sẽ chuyển thành hơi và muối sẽ kết tinh. Nhưng đồng thời, sẽ không có sự biến đổi chất này thành chất khác. Điều này có nghĩa là cơ sở của quá trình này là các hiện tượng vật lý.
Phương pháp tách hỗn hợp phụ thuộc vào trạng thái tập hợp, khả năng hòa tan, sự khác biệt về điểm sôi, khối lượng riêng và thành phần của các thành phần của nó. Hãy xem xét từng người trong số họ chi tiết hơn về cụ thểví dụ.
Lọc
Phương pháp tách này thích hợp cho các hỗn hợp chứa chất lỏng và chất rắn không hòa tan. Ví dụ, nước và cát sông. Hỗn hợp này phải được đưa qua một bộ lọc. Do đó, nước sạch sẽ tự do đi qua nó và cát sẽ vẫn còn.
An cư
Một số phương pháp tách hỗn hợp dựa trên tác dụng của trọng lực. Do đó huyền phù và nhũ tương có thể bị phân hủy thành các chất tinh khiết. Nếu dầu thực vật bị dính vào nước, hỗn hợp trước tiên phải được lắc. Sau đó để nó trong một thời gian. Kết quả là nước sẽ ở dưới đáy bình và dầu sẽ bao phủ nó dưới dạng màng.
Trong điều kiện phòng thí nghiệm, phễu chiết được sử dụng để lắng. Kết quả của công việc của nó, chất lỏng đậm đặc hơn được thoát vào bình, trong khi vẫn còn lại ánh sáng.
Giải quyết được đặc trưng bởi tốc độ thấp của quá trình. Cần một khoảng thời gian nhất định để kết tủa hình thành. Trong điều kiện công nghiệp, phương pháp này được thực hiện trong các cấu trúc đặc biệt gọi là bể lắng.
Hành động với nam châm
Nếu hỗn hợp chứa kim loại, nó có thể được tách ra bằng nam châm. Ví dụ, tách mạt sắt và mạt gỗ. Nhưng có phải tất cả các kim loại đều có những tính chất này không? Không có gì. Đối với phương pháp này, chỉ các hỗn hợp có chứa sắt từ là phù hợp. Ngoài sắt, chúng bao gồm niken, coban, gadolinium, terbi, dysprosi, holmium, erbi.
Chưng
Đây là tiêu đề trongdịch từ tiếng Latinh có nghĩa là "những giọt nước chảy ra." Chưng cất là phương pháp tách hỗn hợp dựa trên sự chênh lệch nhiệt độ sôi của các chất. Vì vậy, ngay cả ở nhà, rượu và nước có thể được tách biệt. Chất đầu tiên bắt đầu bay hơi ở nhiệt độ 78 độ C. Chạm vào bề mặt lạnh, hơi rượu ngưng tụ, chuyển thành trạng thái lỏng.
Trong công nghiệp, các sản phẩm lọc dầu, chất thơm, kim loại nguyên chất được thu được bằng cách này.
Bốc hơi và kết tinh
Các phương pháp tách này phù hợp với các dung dịch lỏng. Các chất tạo nên thành phần của chúng khác nhau về nhiệt độ sôi. Do đó, có thể thu được các tinh thể muối hoặc đường từ nước mà chúng được hòa tan. Để làm điều này, các dung dịch được đun nóng và làm bay hơi đến trạng thái bão hòa. Trong trường hợp này, các tinh thể được lắng đọng. Nếu cần lấy nước tinh khiết, thì dung dịch được đun sôi, sau đó là ngưng tụ hơi trên bề mặt lạnh hơn.
Phương pháp tách hỗn hợp khí
Hỗn hợp khí được phân tách bằng phương pháp phòng thí nghiệm và công nghiệp, vì quá trình này cần thiết bị đặc biệt. Nguyên liệu có nguồn gốc tự nhiên là không khí, than cốc, máy phát điện, khí đồng hành và khí tự nhiên, là sự kết hợp của các hydrocacbon.
Phương pháp vật lý để tách hỗn hợp ở trạng thái khí như sau:
- Cô đặc là một quá trình từ từlàm lạnh hỗn hợp, trong đó xảy ra sự ngưng tụ của các thành phần của nó. Trong trường hợp này, trước hết, các chất có nhiệt độ sôi cao, được thu thập trong bình tách, chuyển sang trạng thái lỏng. Bằng cách này, hydro thu được từ khí lò luyện cốc và amoniac cũng được tách ra khỏi phần không phản ứng của hỗn hợp.
- Hấp thu là sự hấp thụ một số chất của những chất khác. Quá trình này có các thành phần trái ngược nhau, giữa đó cân bằng được thiết lập trong quá trình phản ứng. Quá trình thuận và nghịch đòi hỏi các điều kiện khác nhau. Trong trường hợp đầu tiên, nó là sự kết hợp của áp suất cao và nhiệt độ thấp. Quá trình này được gọi là quá trình hấp phụ. Nếu không, các điều kiện ngược lại được sử dụng: áp suất thấp ở nhiệt độ cao.
- Tách màng là một phương pháp trong đó đặc tính của các vách ngăn bán thấm được sử dụng để truyền có chọn lọc các phân tử của các chất khác nhau.
- Hồi lưu - quá trình ngưng tụ các phần có nhiệt độ sôi cao của hỗn hợp do làm lạnh chúng. Trong trường hợp này, nhiệt độ chuyển đổi sang trạng thái lỏng của các thành phần riêng lẻ sẽ khác nhau đáng kể.
Sắc
Tên của phương pháp này có thể được dịch là "Tôi viết bằng màu sắc". Hãy tưởng tượng rằng mực được thêm vào nước. Nếu bạn hạ thấp phần cuối của giấy lọc vào một hỗn hợp như vậy, nó sẽ bắt đầu được hấp thụ. Trong trường hợp này, nước sẽ được hấp thụ nhanh hơn mực, điều này có liên quan đến mức độ hấp thụ khác của các chất này. Sắc ký không chỉ là một phương pháp để tách hỗn hợp mà còn là một phương pháp để nghiên cứu các tính chất của các chất như sự khuếch tán và độ hòa tan.
Vậy là chúng ta đã gặp nhauvới các khái niệm như "chất tinh khiết" và "hỗn hợp". Đầu tiên là các nguyên tố hoặc hợp chất chỉ bao gồm các hạt của một loại nhất định. Ví dụ của chúng là muối, đường, nước cất. Hỗn hợp là tập hợp các chất riêng lẻ. Một số phương pháp được sử dụng để tách chúng. Cách chúng được phân tách phụ thuộc vào các tính chất vật lý của các thành phần của nó. Những thứ chính là lắng, bay hơi, kết tinh, lọc, chưng cất, từ hóa và sắc ký.
