Чистые вещества и соединения

Разделение смесей

Классификация веществ

Состояние вещества

Вещество может существовать в трех основных агрегатных состояниях:газообразном,жидком и твердом.Газ не имеет ни собственной формы,ни фиксированного объема.Он принимает только форму и объем того сосуда,в который он помещен.Его можно сжать,поместив в меньший сосуд или расширить,перенося газ в больший сосуд по объему относительно первого.

Жидкость не имеет своей формы как и газ,она принимает форму той части сосуда,которую заполняет. Сжимаемость жидкостей в отличие от газов очень маленькая.

Твердые вещества обладают механической прочностью. Они имеют фиксированный объем и форму. Подобно жидкостям твердые тела сжимаются незначительно.

Состояния веществ зависят от температуры и давления. Например, вода в интервале температур от 0 до 100 находится в жидком состоянии,при температуре 100 она превращается в пар, а при температуре 0 и меньше вода находится в твердом состоянии. Все эти переходы воды из одного состояния в другое являются примерами физических превращений (не сопровождаются образованием новых веществ). Химические же превращения заключаются в превращении одного вещества в другое, а химические свойства определяют способность веществ превращаться в другие.

Большинство веществ представляет собой смеси чистых соединений. Они характеризуются переменным составом и их можно разделить на чистые вещества,например, физическими методами. Смеси бывают гомогенными и гетерогенными. Гомогенные смеси часто называют растворимыми(одно агрегатное состояние),гетерогенные же могут включать твердое,жидкое или все три фазовых состояния веществ: твердое,жидкое и газообразное.

К чистым веществам,на которые можно разделить смеси,относятся соединения и элементы.

Классификация веществ на смеси,чистые вещества,соединения и элементы схематично представлены на рисунке 1.3

Растворы

Вещество

Элеметы

Соединения

Чистые вещества

Гомогенные смеси  

Гетерогенные смеси

физические физи ческие

методы разделения методы разделени

химические

реакции

1.3 Классификация веществ

Для разделения смесей на отдельные компоненты применяются многочисленные методы,в том числе фильтрованные,перегонку, хроматографию и др.

Фильтрование

Фильтрованием называется разделение неоднородных систем,содержащих жидкость – твердые частицы (суспензии) и газ – твердые частицы с помощью твердых пористых фильтров (фильтровальных перегородок – ФП), пропускающих жидкость или газ,но задерживающих твердые частицы. Движущей силой процесса является разность давлений по обе стороны ФП. Этот метод применяется,например, для отделения воды от осадка в процессе подготовки питьевой воды и во многих других случаях.

Перегонка

Перегонка (дистилляция) – это разделение жидких смесей,основанное на отличие состава жидкости от состава образующегося из неё пара. Осуществляется путем частичного испарения жидкости и последующей конденсации пара. В результате перегонки отогнанная фракция-дистиллят обогащается относительно более летучим (низкокипящим)компонентом, а не отогнанная жидкость (кубовый остаток) состоит из менее летучего (низкокипящего) вещества.

Если же несколько компонентов смеси имеют сходные летучести, то для полного их разделения как правило требуется несколько повторных перегонок.

Хроматография

Хроматография - метод разделения,анализа и физико-химического исследования веществ. Этот метод разделения смесей основывается на различной способности веществ адсорбироваться на поверхности какого-либо инертного материала. Обычно неподвижная фаза представляет собой сорбент с развитой поверхностью, а подвижная (элюент) – поток газа (пара) или жидкости, фильтрующийся через слой сорбента. Например,раствор, содержащий пигменты листьев растений можно пропускать через колонку,наполненную Al2 O 3 (глинозем). Разные компоненты этого раствора будут перемещаться через колонку с неодинаковой скоростью,что зависит от степени их адсорбции наполнителем. Подобная хроматография называется колоночной. Когда в качестве адсорбента используется бумага,то такую хроматографию называют бумажной. В этом случае те компоненты смеси,которые более прочно адсорбируются бумагой, движутся с меньшей скоростью. Таким способом можно,например, разделить чернила на отдельные компоненты,используя в качестве элюента воду…

Элементы представляют собой простые вещества, из которых состоят все сложные вещества. Примерно 90% земной коры,из которой добываются все полезные ископаемые,состоят из пяти химических элементов: кислорода, кремния, алюминия, железа и кальция. Тело же человека более чем на 90 % состоит только из трех элементов: кислорода, углерода и водорода.

Все известные науке элемента расположены в таблице Д. И. Менделеева. Символы элементов образованы от их латинских названий из одной или двух букв. Следует изучить символы следующих элементов: углерод С (Carboneum); фтор F(Fluorum); далее перечислим только русские названия и символы (остальные – см.в таблице Д. И. М.), водород (Н), йод (J),азот (N),кислород (О), фосфор (Р), сера(S), алюминий (Al), барий (Ва), кальций (Са), хлор(Cl), гелий (Не), магний (Мg), платина (Рt), кремний (Si),медь (Сu), железо (Fe), свинец (Pb), ртуть (Нg),калий (К), серебро (Аg), натрий (Na), олово (Sn) и др.

Чистые вещества,на которые можно разделить смеси,бывают двух типов: соединения и элементы(см. выше).

Соединения образуются не менее чем из двух химических элементов. Так,чистая вода Н2О состоит на 89 % из кислорода и на 11% из водорода. В соединениях элементы утрачивают свои характерные свойства. Чистые соединения всегда имеют постоянный состав,что отвечает требованиям закона постоянства состава или закона постоянных (кратных) отношений.

Дата добавления: 2013-12-14