8.klasē skolēni ķīmijas kursā apgūst tīras vielas un maisījumus. Mūsu raksts palīdzēs viņiem izprast šo tēmu. Mēs jums pateiksim, kuras vielas sauc par tīrām, bet kuras par maisījumiem. Vai esat kādreiz domājis par jautājumu: "Vai pastāv absolūti tīra viela?" Atbilde var jūs pārsteigt.
Kāpēc šo tēmu māca skolā?
Pirms apsvērt "tīras vielas" definīciju, ir jārisina jautājums: "Ar kuru vielu mēs īsti runājam - ar tīru vielu vai maisījumu?"
Vienmēr matērijas tīrība satrauca ne tikai pētniekus, zinātniekus, bet arī parastos cilvēkus. Ko mēs parasti saprotam ar šo jēdzienu? Katrs no mums vēlas dzert ūdeni bez smago metālu piemaisījumiem. Mēs vēlamies elpot svaigu gaisu, kas nav piesārņots ar automašīnu izplūdes gāzēm. Bet vai nepiesārņotu ūdeni un gaisu var saukt par tīrām vielām? Zinātniski nē.
Kas ir maisījums?
Tātad, maisījums ir viela, kas satur vairāku veidu molekulas. Tagad padomājiet par plūstošā ūdens sastāvuno krāna - jā, jā, tajā ir daudz piemaisījumu. Savukārt vielas, kas veido maisījumu, sauc par komponentiem. Apsveriet piemēru. Gaiss, ko elpojam, ir dažādu gāzu maisījums. Sastāvdaļas, kas veido tā sastāvu, ir skābeklis, slāpeklis, oglekļa dioksīds utt. Ja vienas sastāvdaļas masa ir desmit reizes mazāka par otras, tad šādu vielu sauc par piemaisījumu. Bieži dabā ir gaiss, kas ir piesārņots ar sērūdeņraža piemaisījumiem. Šī gāze smaržo pēc sapuvušām olām un ir indīga cilvēkiem. Atpūtniekiem upes krastā kurinot ugunsgrēku, gaiss tiek piesārņots ar oglekļa dioksīdu, kas arī lielos daudzumos ir bīstams.
Īpaši gudriem puišiem jau var rasties jautājums: "Kas ir biežāk - tīras vielas vai maisījumi?" Lai atbildētu uz jūsu jautājumu: "Pamatā viss mums apkārt ir maisījumi."
Daba ir tik pārsteidzoša.
Daži vārdi par tīro vielu veidiem
Raksta sākumā solījām runāt par to, vai vielas eksistē absolūti bez piemaisījumiem. Vai jūs domājat, ka tādi ir? Mēs jau runājām par krāna ūdeni. Bet vai avota ūdens var saturēt piemaisījumus? Atbilde uz šo jautājumu ir vienkārša: dabā nav sastopamas absolūti tīras vielas. Tomēr zinātnieku aprindās ir pieņemts runāt par vielas relatīvo tīrību. Tas izklausās šādi: "Viela ir tīra, bet ar piesardzību." Tātad, piemēram, tas var būt tehniski tīrs. Melnā un purpursarkanā tinte satur piemaisījumus. Ja tos nevar noteikt ar ķīmisku reakciju, tad šisviela esot ķīmiski tīra. Tas ir destilēts ūdens.
Par tīrību
Tātad, ir pienācis laiks runāt par tīru matēriju. Šī ir viela, kuras sastāvā ir tikai viena veida daļiņas. Izrādās, ka tam ir īpašas īpašības. Tam ir cits nosaukums: individuāla viela. Mēģināsim raksturot tīra ūdens īpašības:
- atsevišķa viela: destilēts ūdens;
- viršanas temperatūra - 100°C;
- kušanas temperatūra - 0°C;
- šim ūdenim nav ne garšas, ne smaržas, ne krāsas.
Kā atdalīt vielas?
Arī šis jautājums ir aktuāls. Ļoti bieži ikdienā un darbā (lielākā mērā) cilvēks atdala vielas. Tā, piemēram, pienā veidojas krējums, ko var savākt no virsmas, ja izmanto nostādināšanas metodi. Naftas rafinēšanas laikā cilvēks ražo benzīnu, raķešu degvielu, petroleju, mašīnu eļļu utt. Visos apstrādes posmos cilvēks izmanto dažādas maisījumu atdalīšanas metodes, kas ir atkarīgas no vielas agregācijas stāvokļa. Apskatīsim katru no tiem.
Filtrēšana
Šo metodi izmanto, ja ir šķidra viela, kas satur nešķīstošas cietas daļiņas. Piemēram, ūdens un upes smiltis. Šo maisījumu izlaiž caur filtru. Tādējādi smiltis tiek saglabātas filtrā, un tīrs ūdens iet caur to mierīgi. Mēs reti piešķiram tam nozīmi, taču katru dienu daudzi pilsētnieki virtuvē izlaiž cauri krāna ūdenitīrīšanas filtri. Tātad zināmā mērā jūs varat uzskatīt sevi par zinātnieku!
Izlīgums
Mēs teicām dažus vārdus par šo metodi tieši iepriekš. Tomēr apsvērsim to sīkāk. Ķīmiķi izmanto šo metodi, ja ir nepieciešams atdalīt suspensijas vai emulsijas. Piemēram, ja augu eļļa ir iekļuvusi tīrā ūdenī, iegūtais maisījums ir jāsakrata, pēc tam ļaujiet tam kādu laiku ievilkties. Pēc tam cilvēks novēros parādību, kad eļļa plēves veidā pārklāj ūdeni.
Laboratorijās ķīmiķi izmanto citu metodi, ko sauc par dalāmo piltuvi. Izmantojot šo attīrīšanas metodi, traukā iekļūst blīvs šķidrums, un paliek vieglāks.
Nosēdināšanas metodei ir nopietns trūkums – tas ir mazs procesa ātrums. Šajā gadījumā ir nepieciešams ilgs laiks, lai izveidotu nogulsnes. Rūpniecības uzņēmumos šī metode joprojām tiek izmantota. Inženieri projektē īpašas konstrukcijas, ko sauc par "tvertnēm".
Magnēts
Katrs no mums vismaz reizi dzīvē ir spēlējies ar magnētu. Tā apbrīnojamā spēja piesaistīt metālus šķita maģiska. Atjautīgi cilvēki maisījumu atdalīšanai uzminēja izmantot magnētu. Piemēram, koka un dzelzs šķembu atdalīšana ir iespējama ar magnētu. Bet ir vērts uzskatīt, ka tas nevar piesaistīt visus metālus, tam ir pakļauti tikai tie maisījumi, kas satur feromagnētus. Tajos ietilpst niķelis, terbijs, kob alts, erbijs unutt.
Destilācija
Šim terminam ir latīņu saknes, un tulkojumā tas nozīmē "pilienu notecināšana". Šī metode ir maisījumu atdalīšana, pamatojoties uz vielu viršanas temperatūras atšķirībām. Tieši šī metode palīdzēs atdalīt ūdeni un alkoholu. Pēdējā viela iztvaiko +78°C. Kad tā tvaiki pieskaras aukstām sienām un virsmām, tvaiki kondensējas, pārvēršoties šķidrā vielā.
Smagajā rūpniecībā ar šo metodi tiek ekstrahēti naftas produkti, tīri metāli un dažādas smaržvielas.
Vai gāzes var atdalīt?
Mēs runājām par tīrām vielām un maisījumiem šķidrā un cietā stāvoklī. Bet ko darīt, ja ir nepieciešams atdalīt gāzu maisījumus? Ķīmiskās rūpniecības gaišās galvas mūsdienās praktizē vairākas fizikālas metodes gāzveida maisījumu atdalīšanai:
- kondensāts;
- sorbcija;
- membrānas atdalīšana;
- reflukss.
Tātad, mūsu rakstā mēs esam apsvēruši tīru vielu un maisījumu jēdzienu. Noskaidrojām, kas dabā ir biežāk sastopams. Tagad jūs zināt dažādus maisījumu atdalīšanas veidus – un dažus no tiem varat demonstrēt pats, piemēram, magnētu. Mēs ceram, ka mūsu raksts jums bija noderīgs. Apgūstiet zinātni jau šodien, lai rīt tā palīdzētu atrisināt jebkuru problēmu – gan mājās, gan ražošanā!
