В смеси исходные вещества включены неизменными. При этом нередко исходные вещества становятся неузнаваемыми, потому что смесь обнаруживает другие физические свойства по сравнению с каждым изолированным исходным веществом. При смешивании не возникает, тем не менее, никакое новое вещество.

Специфические качества смеси, например, плотность, температура кипения или цвет, зависят от соотношения компонентов смеси (массовое отношение). Смесь двух металлов, полученная путём смешивания их расплавов, называется сплавом . В другой связи говорят о конгломерате. Коллоидные растворы находятся посередине между гомогенными и гетерогенными смесями. В этих жидкостях примешаны твердые частички, каждая из которых состоит из небольшого числа молекул. Поэтому такая смесь ведёт себя как раствор.

Если хотят разделить смесь на чистые вещества, то используют некоторые физические качества. Из этого получается выбор соответствующего разделительного метода.

Гомогенные и гетерогенные смеси

Различные виды смесей можно классифицировать в 2 группы:

• Гетерогенные смеси полностью не смешаны, так как чистые вещества существуют в ясно отграниченных фазах, то есть это многофазные материалы
• Гомогенные смеси - это на молекулярном уровне смешанные чистые вещества, то есть это однофазные материалы.

Гомогенные смеси делятся по агрегатному состоянию на три группы:

• газовые смеси;
• растворы;
• твёрдые растворы.

Гетерогенные смеси двух веществ можно разделить по агрегатным состояниям на следующие группы:

Мерой, указывающей доли веществ в смеси, является концентрация .

Различие между чистыми веществами и смесями

Наиболее простым такое различие является для газов. Чистое сложное вещество (например, вода), состоит из одного типа молекул, а смесь газов - из нескольких типов (например, молекул кислорода и водорода). Смесь газов можно разделить физическими методами (например, диффузионным), а сложное вещество - нельзя.

В отношении жидких и твёрдых смесей не всегда всё очевидно.

Разделение смесей

Существуют различные методы разделения смесей. Для газов эти методы основаны на разнице в скоростях либо массах молекул веществ, входящих в смесь.

1. Основные способы выделения веществ из неоднородной (гетерогенной) смеси:

• отстаивание

• фильтрование

• действие магнитом

2. Основние способы выделения веществ из однородной (гомогенной) смеси:

• выпаривание

• кристаллизация

• дистилляция

• хроматография

См. также

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Смесь (химия)" в других словарях:

Смесь: Смесь (химия) продукт смешения, механического соединения каких либо веществ, характеризующаяся содержанием примесей выше определенного предела. Например: горючая смесь, гелиево кислородная смесь. Случайная, беспорядочная, лишенная… … Википедия

Смесь золошлаковая - Смесь золошлаковая – смесь, состоящая из золы и шлака, образующихся на тепловых электростанциях при сжигании углей в топках котлоагрегатов. [ГОСТ 25137 82] Смесь золошлаковая – механическая смесь пылеобразной золы уноса и шлаковых… …

- (Eschka mixture) смесь двух частей MgO и одной части Na2CO3, реагент, хорошо поглощающий окислы серы и хлора. Например, для определения содержания серы в угле, навеску угля сжигают со смесью Эшка. При этом образуются растворимые сульфаты… … Википедия

Смесь активированная сфб - – смесь, приготовленная на воде с добавками, пропущенной через роторно пульсационный аппарат и подверженной кавитации; позволяет получить экономический эффект за счет увеличения удельной поверхности цемента и образования цементно… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Смесь асфальтобетонная - – рационально подобранная смесь минеральных материалов [щебня (гравия) и песка с минеральным порошком или без него] с битумом, взятых в определенных соотношениях и перемешанных в нагретом состоянии. [ГОСТ 9128 97] Рубрика термина: Асфальт… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Смесь бетонная заданного качества - – это бетонная смесь, требуемые свойства и дополнительные характеристики которой задаются производителю, который несет ответственность за обеспечение этих требуемых свойств и дополнительных характеристик. [ГОСТ 7473 2010] Рубрика термина:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Смесь бетонная заданного нормированного состава - – это бетонная смесь заданного состава, состав которого определен стандартом или другим техническим документом, например, производственными нормами. [ГОСТ 7473 2010] Рубрика термина: Свойства бетона Рубрики энциклопедии: Абразивное… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Смесь бетонная заданного состава - – это бетонная смесь, состав которой и используемые при приготовлении составляющие задаются производителю, который несет ответственность за обеспечение этого состава. [ГОСТ 7473 2010] Рубрика термина: Свойства бетона Рубрики энциклопедии:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Смесь бетонная огнеупорная - – огнеупорная смесь, состоящая из огнеупорных порошков и огнеупорного цемента, готовая к использованию после введения жидкости. [ГОСТ Р 52918 2008] Рубрика термина: Технологии бетонирования Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Смесь огнеупорная - – неформованный огнеупор, состоящий из огнеупорных порошков, готовый к использованию после введения связки. [ГОСТ Р 52918 2008] Смесь огнеупорная – неформованные огнеупоры, состоящие из огнеупорных порошков, требующие введения связки. [ГОСТ … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Книги

• Основы общей и физической химии. Учебное пособие , Еремин Вадим Владимирович, Борщевский Андрей Яковлевич. Книга создается на основе годичного курса`Общая и физическая химия`для студентов 2-го курса физического факультета МГУ. Выбирая уровень изложения, мы исходили из того, что читать ее будут…

Тип урока. Изучение нового материала.

Цели урока. Обучающие – изучить понятия «чистое вещество» и «смесь», однородные (гомогенные) и неоднородные (гетерогенные) смеси, рассмотреть способы разделения смесей, научить учащихся разделять смеси на компоненты.

Развивающие – развить интеллектуальные и познавательные умения учащихся: выделять существенные признаки и свойства, устанавливать причинно-следственные связи, классифицировать, анализировать, делать выводы, выполнять опыты, наблюдать, оформлять наблюдения в виде таблиц, схем.

Воспитательные – содействовать воспитанию у учащихся организованности, аккуратности при проведении эксперимента, умения организовывать взаимопомощь при работе в парах, духа соревновательности при выполнении упражнений.

Методы обучения. Методы организации учебно-познавательной деятельности – словесные (эвристическая беседа), наглядные (таблицы, рисунки, демонстрации опытов), практические (лабораторные работы, выполнение упражнений).

Методы стимулирования интереса к учению – познавательные игры, учебные дискуссии.

Методы контроля – устный контроль, письменный контроль, экспериментальный контроль.

Оборудование и реактивы. На столах учащихся – листы бумаги, ложечки для веществ, стеклянные палочки, стаканы с водой, магниты, порошки серы и железа.

На столе учителя – ложечки, пробирки, держатель для пробирок, спиртовка, магнит, вода, химические стаканы, штатив с кольцом, штатив с лапкой, воронка, стеклянные палочки, фильтры, фарфоровая чашка, делительная воронка, пробирка с газоотводной трубкой, пробирка-приемник, «стакан-холодильник» с водой, лента фильтровальной бумаги (2х10 см), красные чернила, колба, сито, порошки железа и серы в массовом отношении 7: 4, речной песок, поваренная соль, растительное масло, раствор медного купороса, манная, гречневая крупы.

ХОД УРОКА

Организационный момент

Отметить отсутствующих, объяснить цели урока и познакомить учащихся с его планом.

П л а н у р о к а

1. Чистые вещества и смеси. Отличительные особенности.

2. Однородные и неоднородные смеси.

3. Способы разделения смесей.

Беседа по теме «Вещества и их свойства»

Учитель. Вспомните, что изучает химия .

Ученик. Вещества, свойства веществ, изменения, происходящие с веществами, т.е. превращения веществ.

Учитель. Что называется веществом?

Ученик. Вещество – это то, из чего состоит физическое тело.

Учитель. Вы знаете, что вещества бывают простыми и сложными. Какие вещества называются простыми, а какие – сложными?

Ученик. Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента, сложные – из атомов различных химических элементов .

Учитель. Какие физические свойства имеют вещества?

Ученик. Агрегатное состояние, температуры плавления, кипения, электро- и теплопроводность, растворимость в воде и др .

Объяснение нового материала

Чистые вещества и смеси.
Отличительные особенности

Учитель. Постоянные физические свойства имеют только чистые вещества. Только чистая дистиллированная вода имеет t пл = 0 °С, t кип = 100 °С, не имеет вкуса. Морская вода замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, вкус у нее горько-соленый. Вода Черного моря замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, чем вода Балтийского моря. Почему? Дело в том, что в морской воде содержатся другие вещества, например растворенные соли, т.е. она представляет собой смесь различных веществ, состав которой меняется в широких пределах, свойства же смеси не являются постоянными. Определение понятия «смесь» было дано в XVII в. английским ученым Робертом Бойлем: «Смесь – целостная система, состоящая из разнородных компонентов».

Рассмотрим отличительные особенности смеси и чистого вещества. Для этого проделаем следующие опыты.

Опыт 1. Используя инструкцию к опыту, изучите существенные физические свойства порошков железа и серы, приготовьте смесь этих порошков и определите, сохраняют ли эти вещества свои свойства в смеси.

Обсуждение с учащимися результатов проведенного опыта.

Учитель. Опишите агрегатное состояние и цвет серы.

Ученик. Сера – твердое вещество желтого цвета.

Учитель. Каковы агрегатное состояние и цвет железа в виде порошка?

Ученик. Железо – твердое серое вещество .

Учитель. Как эти вещества относятся: а) к магниту; б) к воде?

Ученик. Железо притягивается магнитом, а сера – нет; в воде порошок железа тонет, т.к. железо тяжелее воды, а порошок серы всплывает на поверхность воды, т. к. не смачивается водой.

Учитель. Что можно сказать о соотношении железа и серы в смеси?

Ученик. Соотношение железа и серы в смеси может быть различным, т.е. непостоянным.

Учитель. Сохраняются ли свойства железа и серы в смеси?

Ученик. Да, свойства каждого вещества в смеси сохраняются .

Учитель. Как можно разделить смесь серы и железа?

Ученик. Это можно сделать физическими методами: магнитом или водой.

Учитель. Опыт 2. Сейчас я покажу реакцию взаимодействия серы и железа. Ваша задача внимательно наблюдать этот опыт и определить, сохраняют ли свои свойства железо и сера в полученном в результате реакции сульфиде железа(II) и можно ли выделить из него железо и серу физическими методами.

Я тщательно перемешиваю порошки железа и серы в массовом отношении 7: 4:

m(Fе) : m( S) = А r ( Fе) : А r ( S) = 56: 32 = 7: 4,

помещаю смесь в пробирку, прогреваю в пламени спиртовки, сильно накаливаю в одном месте и прекращаю нагревание, когда начинается бурная экзотермическая реакция. После остывания пробирки осторожно разбиваю ее, предварительно завернув в полотенце, и извлекаю содержимое. Внимательно посмотрите на полученное вещество – сульфид железа(II). Видны ли в нем отдельно серый порошок железа и желтый - серы?

Ученик. Нет, полученное вещество имеет темно-серый цвет.

Учитель. Затем испытываю полученное вещество магнитом. Разделяются ли железо и сера?

Ученик. Нет, полученное вещество не намагничивается .

Учитель. Помещаю сульфид железа(II) в воду. Что вы наблюдаете при этом?

Ученик. Сульфид железа(II) тонет в воде .

Учитель. Сохраняют ли сера и железо свои свойства, входя в состав сульфида железа(II)?

Ученик. Нет, новое вещество обладает свойствами, отличными от свойств взятых для реакции веществ.

Учитель. Можно ли разделить сульфид железа(II) физическими методами на простые вещества?

Ученик. Нет, ни магнит, ни вода не могут разделить сульфид железа(II) на железо и серу.

Учитель. Происходит ли изменение энергии при образовании химического вещества?

Ученик. Да, например, при взаимодействии железа и серы энергия выделяется.

Учитель. Занесем результаты обсуждения опытов в таблицу.

Таблица

Сравнительная характеристика смеси и чистого вещества

Для закрепления этой части урока выполните упражнение: определите, где на рисунке (см. с. 34) изображено простое вещество, сложное вещество или смесь.

Однородные и неоднородные смеси

Учитель. Выясним, отличаются ли смеси по внешнему виду друг от друга.

Учитель демонстрирует примеры суспензий (речной песок + вода), эмульсии (растительное масло + вода) и растворов (воздух в колбе, поваренная соль + вода, разменная монета: алюминий + медь или никель + медь).

Учитель. В суспензиях видны частицы твердого вещества, в эмульсиях – капельки жидкости, такие смеси называются неоднородными (гетерогенными), а в растворах компоненты не различимы, они являются однородными (гомогенными) смесями. Рассмотрим схему классификации смесей (схема 1).

Схема 1

Приведите примеры каждого вида смесей: суспензий, эмульсий и растворов.

Способы разделения смесей

Учитель. В природе вещества существуют в виде смесей. Для лабораторных исследований, промышленных производств, для нужд фармакологии и медицины нужны чистые вещества.

Для очистки веществ применяются различные способы разделения смесей (схема 2).

Схема 2

Эти способы основаны на различиях в физических свойствах компонентов смеси.

Рассмотрим способы разделения гетерогенных смесей .

Как можно разделить суспензию – смесь речного песка с водой, т. е. очистить воду от песка?

Ученик. Отстаиванием, а затем фильтрованием.

Учитель. Верно. Разделение отстаиванием основано на различных плотностях веществ. Более тяжелый песок оседает на дно. Так же можно разделить и эмульсию: отделить нефть или растительное масло от воды. В лаборатории это можно сделать с помощью делительной воронки. Нефть или растительное масло образует верхний, более легкий слой . (Учитель демонстрирует соответствующие опыты.)

В результате отстаивания выпадает роса из тумана, осаждается сажа из дыма, отстаиваются сливки в молоке.

А на чем основано разделение гетерогенных смесей с помощью фильтрования ?

Ученик. На различной растворимости веществ в воде и на различных размерах частиц.

Учитель. Верно, через поры фильтра проходят лишь соизмеримые с ними частицы веществ, в то время как более крупные частицы задерживаются на фильтре. Так можно разделить гетерогенную смесь поваренной соли и речного песка .

Ученик показывает опыт : наливает в смесь песка и соли воду, перемешивает, а затем пропускает взвесь (суспензию) через фильтр – раствор соли в воде проходит через фильтр, а крупные частицы нерастворимого в воде песка остаются на фильтре.

Учитель. А какие вещества можно использовать в качестве фильтров?

Ученик. В качестве фильтров можно использовать различные пористые вещества: вату, уголь, обожженную глину, прессованное стекло и другие.

Учитель. Какие примеры применения фильтрования в жизни человека вы можете привести?

Ученик. Способ фильтрования – это основа работы бытовой техники, например пылесосов. Его используют хирурги – марлевые повязки; буровики и рабочие элеваторов – респираторные маски. С помощью чайного ситечка для фильтрования чаинок Остапу Бендеру – герою произведения Ильфа и Петрова – удалось забрать один из стульев у Эллочки Людоедки («Двенадцать стульев»).

Учитель. А теперь, познакомившись с этими способами разделения смеси, давайте поможем героине русской народной сказки «Василиса Прекрасная» .

Ученик. В этой сказке Баба-Яга приказала Василисе отделить рожь от чернушки и мак от земли. Героине сказки помогли голуби. Мы же теперь можем разделить крупы фильтрованием через сито, если крупинки имеют разные размеры, или взбалтыванием с водой, если частицы имеют разную плотность или различную смачиваемость водой. Возьмем в качестве примера смесь, состоящую из крупинок различного размера: смесь манной и гречневой круп. (Ученик показывает, как манка с меньшими размерами частиц проходит через сито, а гречка остается на нем.)

Учитель. А вот со смесью веществ, имеющих разную смачиваемость водой, вы сегодня уже знакомились. О какой смеси я говорю?

Ученик. Речь идет о смеси порошков железа и серы. Мы проводили с этой смесью лабораторный опыт .

Учитель. Вспомните, как вы разделяли такую смесь.

Ученик. С помощью отстаивания в воде и с помощью магнита.

Учитель. Что вы наблюдали, разделяя смесь порошков железа и серы с помощью воды?

Ученик. Несмачивающийся порошок серы всплывал на поверхность воды, а тяжелый смачивающийся порошок железа оседал на дно .

Учитель. А как происходило разделение этой смеси с помощью магнита?

Ученик. Порошок железа притягивался магнитом, а порошок серы – нет .

Учитель. Итак, мы познакомились с тремя способами разделения гетерогенных смесей: отстаиванием, фильтрованием и действием магнитом. А теперь рассмотрим способы разделения гомогенных (однородных) смесей . Вспомните, после отделения фильтрованием песка мы получили раствор соли в воде – гомогенную смесь. Как из раствора выделить чистую соль?

Ученик. Выпариванием или кристаллизацией .

Учитель демонстрирует опыт: вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаются кристаллы соли.

Учитель. При выпаривании воды из озер Эльтон и Баскунчак получают поваренную соль. Этот способ разделения основан на различии в температурах кипения растворителя и растворенного вещества.

Если вещество, например сахар, разлагается при нагревании, то воду испаряют неполностью – упаривают раствор, а затем из насыщенного раствора осаждают кристаллы сахара.

Иногда требуется очистить от примесей растворители с меньшей температурой кипения, например воду от соли. В этом случае пары вещества необходимо собрать и затем сконденсировать при охлаждении. Такой способ разделения гомогенной смеси называется дистилляцией, или перегонкой .

Учитель показывает перегонку раствора медного купороса, вода испаряется при t кип = 100 °С, затем пары конденсируются в пробирке-приемнике, охлаждаемой водой в стакане.

Учитель. В специальных приборах – дистилляторах получают дистиллированную воду, которую используют для нужд фармакологии, лабораторий, систем охлаждения автомобилей.

Ученик демонстрирует рисунок сконструированного им «прибора» для дистилляции воды.

Учитель. Если же разделять смесь спирта и воды, то первым будет отгоняться (собираться в пробирке-приемнике) спирт с t кип = 78 °С, а в пробирке останется вода. Перегонка используется для получения бензина, керосина, газойля из нефти.

Особым методом разделения компонентов, основанным на различной поглощаемости их определенным веществом, является хроматография .

Учитель демонстрирует опыт. Он подвешивает полоску из фильтровальной бумаги над сосудом с красными чернилами, погружая в них лишь конец полоски. Раствор впитывается бумагой и поднимается по ней. Но граница подъема краски отстает от границы подъема воды. Так происходит разделение двух веществ: воды и красящего вещества в чернилах.

Учитель. С помощью хроматографии русский ботаник М.С.Цвет впервые выделил хлорофилл из зеленых частей растений. В промышленности и лабораториях вместо фильтровальной бумаги для хроматографии используют крахмал, уголь, известняк, оксид алюминия. А всегда ли требуются вещества с одинаковой степенью очистки?

Ученик. Для различных целей необходимы вещества с различной степенью очистки. Воду для приготовления пищи достаточно отстоять для удаления примесей и хлора, используемого для ее обеззараживания. Воду для питья нужно предварительно прокипятить. А в химических лабораториях для приготовления растворов и проведения опытов, в медицине необходима дистиллированная вода, максимально очищенная от растворенных в ней веществ. Особо чистые вещества, содержание примесей в которых не превышает одной миллионной процента, применяются в электронике, в полупроводниковой, ядерной технике и других точных отраслях промышленности .

Учитель. Послушайте стихотворение Л.Мартынова «Дистиллированная вода»:

Вода
Благоволила
Литься!
Она
Блистала
Столь чиста,
Что ни напиться,
Ни умыться.
И это было неспроста.
Ей не хватало
Ивы, тала
И горечи цветущих лоз,
Ей водорослей не хватало
И рыбы, жирной от стрекоз.
Ей не хватало быть волнистой,
Ей не хватало течь везде.
Ей жизни не хватало
Чистой –
Дистиллированной воде!

Для закрепления и проверки усвоения материала учащиеся отвечают на следующие вопросы .

1. При измельчении руды на горно-обогатительных фабриках в нее попадают обломки железных инструментов. Как их можно извлечь из руды?

2. Перед переработкой бытового мусора, а также бумажной макулатуры необходимо избавиться от железных предметов. Как проще всего это сделать?

3. Пылесос всасывает воздух, содержащий пыль, а выпускает чистый. Почему?

4. Вода после мойки автомобилей в крупных гаражах оказывается загрязненной машинным маслом. Как следует поступить перед сливом ее в канализацию?

5. Муку очищают от отрубей просеиванием. Почему это делают?

6. Как разделить зубной порошок и поваренную соль? Бензин и воду? Спирт и воду?

Л и т е р а т у р а

Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. М.: АСТ-Пресс, 1999; Габриелян О.С., Воскобойникова Н.П., Яшукова А.В. Настольная книга учителя. Химия. 8 класс. М.: Дрофа, 2002; Габриелян О.С. Химия.
8 класс. М.: Дрофа, 2000; Гузей Л.С., Сорокин В.В., Суровцева Р.П. Химия. 8 класс. М.: Дрофа, 1995; Ильф И.А., Петров Е.П. Двенадцать стульев. М.: Просвещение, 1987; Кузнецова Н.Е., Титова И.М., Гара Н.Н., Жегин А.Ю. Химия. Учебник для учащихся 8 класса общеобразовательных учреждений. М.: Вентана-Граф, 1997; Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия. Учебник для 8 класса общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 2000; Тыльдсепп А.А., Корк В.А . Мы изучаем химию. М.: Просвещение, 1998.

Приведите по 5 примеров однородных и неоднородных смесей, с которыми вы встречаетесь каждый день. и получил лучший ответ

Ответ от Ёергей Мешалкин[активный]
Однородная смесь - это смесь, где вещества находятся в одной фазе, их называют еще гомогенными.
Неоднородная смесь - это смесь, где вещества находятся в разных фазах. например твердое и жидкое или газообразное и жидкое. другое название - гетеровенные системы.
пример гомогенных смесей - раствор серной кислоты - это смесь воды и кислоты (электролит в аккумуляторе) , раствор сахара в чае, бульон, духи, бензин.
пример гетерогенных смесей - песок в воде (аквариум) , суп, земля в горшке, чай с заваркой, воздух в помещении (пыль!).

Ответ от Екатерина Андреева [новичек]
ребята спасибо

Ответ от Карина афанасенко [новичек]
Одн. : воздух, сладкая вода, солёная вода, спирт+вода, стекло.
Не одн. :масло+вода, мутная вода, кровь (видно под микроскопом), пыльный воздух, песок.

Ответ от тима верлов [гуру]
однородная, правда с некоторыми примесями-наверное только воздух, которым дышу. все остальное -неоднородные, начиная от пищи и воды и заканчивая помоями и мусором 🙂

Ответ от 3 ответа [гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Приведите по 5 примеров однородных и неоднородных смесей, с которыми вы встречаетесь каждый день.

Каждое вещество содержит примеси. Чистым считают вещество, в котором примесей почти нет.

Смеси веществ бывают однородными и неоднородными. В однородной смеси компоненты невозможно обнаружить наблюдением, а в неоднородной смеси это возможно.

Некоторые физические свойства однородной смеси отличаются от свойств компонентов.

В неоднородной смеси свойства компонентов сохраняются.

Неоднородные смеси веществ разделяют отстаиванием, фильтрованием, иногда - действием магнита, а однородные - выпариванием и перегонкой (дистилляцией).

Чистые вещества и смеси

Мы живем среди химических веществ. Мы вдыхаем воздух, а это смесь газов (азота, кислорода и других), выдыхаем углекислый газ. Умываемся водой - это еще одно вещество, самое распространенное на Земле. Пьём молоко - смесь воды с мельчайшими капельками молочного жира, и не только: здесь еще есть молочный белок казеин, минеральные соли, витамины и даже сахар, но не тот, с которым пьют чай, а особый, молочный - лактоза. Едим яблоки, которые состоят из целого набора химических веществ - здесь и сахар, и яблочная кислота, и витамины... Когда прожеванные кусочки яблока попадают в желудок, на них начинают действовать пищеварительные соки человека, которые помогают усваивать все вкусные и полезные вещества не только яблока, но и любой другой пищи. Мы не только живем среди химических веществ, но и сами из них состоим. Каждый человек - его кожа, мышцы, кровь, зубы, кости, волосы построены из химических веществ, как дом из кирпичей. Азот, кислород, сахар, витамины - вещества природного, естественного происхождения. Стекло, резина, сталь – это тоже вещества, точнее, материалы (смеси веществ). И стекло, и резина - искусственного происхождения, в природе их не было. Совершенно чистые вещества в природе не встречаются или встречаются очень редко.

Каждое вещество всегда содержит определенное количество примесей. Вещество, в котором почти нет примесей, называют чистым. С такими веществами работают в научной лаборатории, школьном химическом кабинете. Заметим, что абсолютно чистых веществ не существует.

Индивидуальное чистое вещество обладает определённым набором характеристических свойств (постоянными физическими свойствами). Только чистая дистиллированная вода имеет tпл = 0 °С, tкип= 100 °С, не имеет вкуса. Морская вода замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, вкус у нее горько-соленый. Вода Черного моря замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, чем вода Балтийского моря. Почему? Дело в том, что в морской воде содержатся другие вещества, например растворенные соли, т.е. она представляет собой смесь различных веществ, состав которой меняется в широких пределах, свойства же смеси не являются постоянными. Определение понятия «смесь» было дано в XVII в. английским ученым Робертом Бойлем: «Смесь - целостная система, состоящая из разнородных компонентов».

Смесями являются почти все природные вещества, продукты питания (кроме соли, сахара, некоторых других), многие лекарственные и косметические средства, товары бытовой химии, строительные материалы.

Сравнительная характеристика смеси и чистого вещества

Каждое вещество, содержащееся в смеси, называют компонентом.

Классификация смесей

Существуют однородные и неоднородные смеси.

Однородные смеси (гомогенныe)

Добавим небольшую порцию сахара в стакан с водой и будем перемешивать, пока весь сахар не растворится. Жидкость будет иметь сладкий вкус. Таким образом, сахар не исчез, а остался в смеси. Ho его кристалликов мы не увидим, даже рассматривая каплю жидкости в мощный микроскоп. Приготовленная смесь сахара и воды является однородной в ней равномерно перемешаны мельчайшие частицы этих веществ.

Смеси, в которых компоненты невозможно обнаружить наблюдением, называют однородными.

Большинство металлических сплавов - также однородные смеси. Например, в сплаве золота с медью (его используют для изготовления ювелирных украшений) отсутствуют красные частицы меди и желтые частицы золота.

Из материалов, которые являются однородными смесями веществ, изготовляют много предметов разнообразного назначения.

К однородным смесям принадлежат все смеси газов, в том числе и воздух. Существует немало однородных смесей жидкостей.

Однородные смеси еще называют растворами, даже если они твердые или газообразные.

Приведём примеры растворов (воздух в колбе, поваренная соль + вода, разменная монета: алюминий + медь или никель + медь).

Неоднородные смеси (гетерогенныe)

Вам известно, что мел не растворяется в воде. Если его порошок всыпать в стакан с водой, то в образовавшейся смеси всегда можно обнаружить частицы мела, которые видны невооруженным глазом или в микроскоп.

Смеси, в которых компоненты можно обнаружить наблюдением, называют неоднородными.

К неоднородным смесям относятся большинство минералов, почва, строительные материалы, живые ткани, мутная вода, молоко и другие продукты питания, некоторые лекарственные и косметические средства.

В неоднородной смеси физические свойства компонентов сохраняются. Так, железные опилки, смешанные с медными или алюминиевыми, не теряют способности притягиваться к магниту.

Некоторые виды неоднородных смесей имеют специальные названия: пена (например, пенопласт, мыльная пена), суспензия (смесь воды с небольшим количеством муки), эмульсия (молоко, хорошо взболтанные растительное масло с водой), аэрозоль (дым, туман).

Способы разделения смесей

В природе вещества существуют в виде смесей. Для лабораторных исследований, промышленных производств, для нужд фармакологии и медицины нужны чистые вещества.

Существует много методов разделения смесей. Их выбирают, учитывая тип смеси, агрегатное состояние и различия в физических свойствах компонентов.

Способы разделения смесей

Эти способы основаны на различиях в физических свойствах компонентов смеси.

Рассмотрим способы разделения гетерогенных и гомогенных смесей.

Пример смеси	Способ разделения
Суспензия - смесь речного песка с водой	Отстаивание Разделение отстаиванием основано на различных плотностях веществ. Более тяжелый песок оседает на дно. Так же можно разделить и эмульсию: отделить нефть или растительное масло от воды. В лаборатории это можно сделать с помощью делительной воронки. Нефть или растительное масло образует верхний, более легкий слой. В результате отстаивания выпадает роса из тумана, осаждается сажа из дыма, отстаиваются сливки в молоке.
Смесь песка и поваренной соли в воде	Фильтрование Разделение гетерогенных смесей с помощью фильтрования основано на различной растворимости веществ в воде и на различных размерах частиц. Через поры фильтра проходят лишь соизмеримые с ними частицы веществ, в то время как более крупные частицы задерживаются на фильтре. Так можно разделить гетерогенную смесь поваренной соли и речного песка. В качестве фильтров можно использовать различные пористые вещества: вату, уголь, обожженную глину, прессованное стекло и другие. Способ фильтрования - это основа работы бытовой техники, например пылесосов. Его используют хирурги – марлевые повязки; буровики и рабочие элеваторов - респираторные маски. С помощью чайного ситечка для фильтрования чаинок Остапу Бендеру - герою произведения Ильфа и Петрова - удалось забрать один из стульев у Эллочки Людоедки («Двенадцать стульев»).
Смесь порошка железа и серы	Действие магнитом или водой Порошок железа притягивался магнитом, а порошок серы - нет. Несмачивающийся порошок серы всплывал на поверхность воды, а тяжелый смачивающийся порошок железа оседал на дно.
Раствор соли в воде - гомогенная смесь	Выпаривание или кристаллизация Вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаются кристаллы соли. При выпаривании воды из озер Эльтон и Баскунчак получают поваренную соль. Этот способ разделения основан на различии в температурах кипения растворителя и растворенного вещества. Если вещество, например сахар, разлагается при нагревании, то воду испаряют неполностью - упаривают раствор, а затем из насыщенного раствора осаждают кристаллы сахара. Иногда требуется очистить от примесей растворители с меньшей температурой кипения, например воду от соли. В этом случае пары вещества необходимо собрать и затем сконденсировать при охлаждении. Такой способ разделения гомогенной смеси называется дистилляцией, или перегонкой. В специальных приборах - дистилляторах получают дистиллированную воду, которую используют для нужд фармакологии, лабораторий, систем охлаждения автомобилей. В домашних условиях можно сконструировать такой дистиллятор. Если же разделять смесь спирта и воды, то первым будет отгоняться (собираться в пробирке-приемнике) спирт с tкип = 78 °С, а в пробирке останется вода. Перегонка используется для получения бензина, керосина, газойля из нефти.

Особым методом разделения компонентов, основанным на различной поглощаемости их определенным веществом, является хроматография.

Если подвесить полоску из фильтровальной бумаги над сосудом с красными чернилами, погружая в них лишь конец полоски. Раствор впитывается бумагой и поднимается по ней. Но граница подъема краски отстает от границы подъема воды. Так происходит разделение двух веществ: воды и красящего вещества в чернилах.

С помощью хроматографии русский ботаник М. С. Цвет впервые выделил хлорофилл из зеленых частей растений. В промышленности и лабораториях вместо фильтровальной бумаги для хроматографии используют крахмал, уголь, известняк, оксид алюминия. А всегда ли требуются вещества с одинаковой степенью очистки?

Для различных целей необходимы вещества с различной степенью очистки. Воду для приготовления пищи достаточно отстоять для удаления примесей и хлора, используемого для ее обеззараживания. Воду для питья нужно предварительно прокипятить. А в химических лабораториях для приготовления растворов и проведения опытов, в медицине необходима дистиллированная вода, максимально очищенная от растворенных в ней веществ. Особо чистые вещества, содержание примесей в которых не превышает одной миллионной процента, применяются в электронике, в полупроводниковой, ядерной технике и других точных отраслях промышленности.

§ 13. СМЕСИ И ИХ СОСТАВ

В повседневной жизни мы редко сталкиваемся с чистыми веществами. В качестве немногочисленных примеров чистых веществ можно привести сахар, пер манганат калия (марганцовку), поваренную соль (да и то, если в нее не внесены различные добавки, напри мер, содержащие йод для профилактики заболеваний щитовидной железы) (рис.7). Значительно чаще нас окружают смеси веществ, которые содержат два или более индивидуальных соединения, называемых компонентами смеси.

Рис.7. Сахар (а), перманганат калия (б), соль (в) – примеры
чистых веществ, используемых в быту

Смеси различаются величиной входящих в их состав частиц веществ. Иногда эти частицы бывают довольно крупными: если смешать речной песок с сахарным, вы без труда отличите отдельные кристаллики друг от друга.

Смеси , в которых частички составляющих их веществ видны невооруженным глазом или под микроскопом, называются неоднородными , или гетерогенными . К подобным смесям можно отнести, например, стиральный порошок, кулинарные смеси для выпечки блинов или тортов, строительные смеси.
Есть смеси, при образовании которых вещества дробятся на мельчайшие частицы (молекулы, ионы), не различимые даже в микроскоп. Как бы вы ни всматривались в воздух, различить визуально молекулы составляющих его газов вам не удастся. Бесполезно искать «неоднородность» в растворах уксусной кислоты или поваренной соли в воде. Такие смеси называются однородными , или гомогенными .
Гомогенные смеси, как и химические вещества, по агрегатному состоянию можно разделить на газообразные, жидкие и твердые. Наиболее известными вам природными смесями газов являются воздух, уже знакомые вам природный и попутный нефтяной газы.
Безусловно, самой распространенной на Земле жидкой смесью, а точнее раствором, является вода морей и океанов. В одном литре морской воды в среднем содержится 35 г солей, основная часть из которых приходится на хлорид натрия. В отличие от чистой воды, морская имеет горько-соленый вкус, замерзает не при 0 °С, а при –1,9 °С.
С жидкими смесями в повседневной жизни вы сталкиваетесь постоянно. Шампуни и напитки, микстуры и препараты бытовой химии – все это смеси веществ. Даже
воду из-под крана нельзя считать чистым веществом: в ней содержатся растворенные соли, мельчайшие нерастворимые примеси и микроорганизмы, от которых частично избавляются хлорированием или озонированием. Однако и в этом случае воду рекомендуется кипятить. Специальные бытовые фильтры помогут сделать воду пригодной для питья и очистить ее не только от твердых частиц, но и от некоторых растворенных примесей. Широко распространены и твердые смеси. Как мы уже говорили, горные породы представляют собой смесь нескольких веществ. Почва, глина, песок – это тоже смеси. К твердым искусственным смесям можно отнести стекло, керамику, сплавы. Каждому знакомы кулинарные смеси или смеси, образующие стиральные порошки.
Как вам известно из биологии, состав воздуха, который мы вдыхаем и затем выдыхаем, неодинаков. В выдыхаемом воздухе становится меньше кислорода, зато больше углекислого газа и водяного пара. Но «больше» и «меньше» – понятия относительные.
Состав смесей можно выразить количественно, т.е. в цифрах. Состав газовой смеси выражают объемной долей каждого из ее компонентов.
Объемной долей газа в смеси называют отношение объема данного газа к общему объему смеси, выраженное в долях единицы или процентах.
ϕ(газа) = V ( газа ) х 100 (%). V ( смеси )
Объемную долю газа в смеси обозначают буквой ϕ (фи). Эта величина показывает, какую часть общего объема смеси занимает конкретный газ. Например, вы знаете, что объемная доля кислорода в воздухе составляет 21 %, азота – 78 %. Оставшийся 1 % приходится на благородные газы, углекислый газ и другие компоненты воздуха.
Очевидно, что сумма объемных долей всех газов в смеси равна 100 %.
Состав жидких и твердых смесей принято выражать величиной, которая называется массовой долей компонента.
Массовой долей вещества в смеси называют отношение массы данного вещества к общей массе смеси, выраженное в долях единицы или процентах.
ω(вещества) = m (в-ва) х 100 (%). m ( смеси )

Практически любая таблетка в домашней аптечке – это спрессованная смесь одного или нескольких лекарственных веществ и наполнителя, в качестве которого могут выступать гипс, крахмал, глюкоза. Строительные и кулинарные смеси, парфюмерные композиции и краски, удобрения и пластмассы имеют состав, который может быть выражен в массовых долях образующих их компонентов.
Вещества с примесями – это тоже смеси. Только в таких смесях принято выделять главное (основное) вещество, а посторонние компоненты называют одним словом – примеси. Чем их меньше, тем чище вещество.

В некоторых областях техники использование недостаточно чистых веществ недопустимо. В атомной энергетике предъявляются повышенные требования не только к чистоте ядерного топлива, но и к веществам, из которых сделаны сами установки. Микросхему компьютера не сделать без особо чистого кристалла кремния. Световой сигнал в стекловолоконном кабеле, «наткнувшись» на посторонние примеси, «погаснет».
Чтобы разделить компоненты смеси или очистить основное вещество от примесей, используют различные приемы и методы. Как правило, вещества в смеси сохраняют свои физические свойства: температуру кипения, температуру плавления, растворимость в различных растворителях. Поскольку свойства одного вещества отличаются
от свойств другого, существует возможность разделения смеси на отдельные компоненты. Часто используют переход веществ из одного агрегатного состояния в другое.
Разделение смесей жидких веществ основано на различии в их температурах кипения. Такой процесс, как вы знаете на примере переработки нефти, называют ректификацией, или перегонкой. Вы уже знаете, что любые газы смешиваются в любых соотношениях. А можно ли из смеси газов выделить отдельные компоненты? Задача не из простых. Но ученые предложили очень эффектное решение. Смесь газов можно превратить в жидкость и подвергнуть ее перегонке. Например, воздух при сильном охлаждении и сжатии сжижают, а затем позволяют выкипать одному за другим отдельным компонентам, поскольку они имеют различные температуры кипения. Первым из
жидкого воздуха испаряется азот, у него самая низкая температура кипения (–196 °С). Затем из жидкой смеси кислорода и аргона можно удалить аргон (–186 °С).
Остается практически чистый кислород (его температура кипения –183 °С, рис. 8), который вполне годится для газовой сварки, химического производства, а также для медицинских целей.
Перегонку используют не только для разделения смесей на отдельные компоненты, но и для очистки веществ.
Вода из-под крана чиста, прозрачна, не имеет запаха… Но чистое ли это вещество с точки зрения химика? Загляните в чайник: накипь и коричневатый налет остаются в
результате многократного кипячения в нем воды. А известковый налет на кранах? И природная, и водопроводная вода – это смесь, раствор твердых и газообразных веществ.

Рис. 8. В жидком виде
кислород окрашен в светло-
голубой цвет

Конечно, их содержание в воде очень мало, но эти примеси могут привести не только к образованию накипи, но и к более серьезным последствиям. Не случайно лекарства для инъекций, растворы реактивов, электролит для автомобильного аккумулятора готовят только с использованием очищенной воды, называемой дистиллированной.
Откуда взялось такое название? Все дело в том, что перегонку по-другому называют дистилляцией. Сущность дистилляции состоит в том, что смесь нагревают до кипения, образующиеся пары чистого вещества отводят, охлаждают и вновь превращают в жидкость. Но она уже не содержит загрязняющих примесей.
В лабораторных условиях перегонку ведут на специальной установке (рис. 9). В перегонную колбу, снабженную термометром, наливают разделяемую смесь, например воду с растворенными в ней веществами, и нагревают до кипения. Колба соединена с нисходящим холодильником – устройством для конденсации паров кипящего вещества. С этой целью в рубашку холодильника по резиновым шлангам подается холодная вода. Сконденсированные в холодильнике капли чистого вещества попадают в колбу-приемник.

Рис. 9. Лабораторная установка для перегонки жидкостей:
1 – перегонная колба; 2 – термометр; 3 – холодильник;
4 – приемник

Как поступить, если требуется выделить из раствора не жидкость, а растворенное в ней твердое вещество? Для этого используют метод кристаллизации. Выделить твердое вещество из раствора методом кристаллизации можно выпариванием растворителя. Для этого предназначены специальные фарфоровые чашки (рис. 10).

Рис. 10. Выпаривание
раствора в фарфоровой
чашке

Этот способ широко применяется для добычи соли из концентрированных растворов соляных озер.
Кругом полынь и привкус хины,
И, крепким натром солона,
Цветную от лучей равнину
Чуть лижет ровная волна.
Н.Ушаков
В природе соляные озера – это своеобразные гигантские чаши. За счет испарения воды на берегах таких озер кристаллизуется огромное количество соли, которая после очистки попадает к нам на стол (рис. 11).

Рис. 11. Добыча соли на соляных озерах
При проведении кристаллизации не обязательно испарять растворитель. Известно, что при нагревании растворимость большинства твердых веществ в воде увеличивается, при охлаждении насыщенного при нагревании раствора некоторое количество кристаллов выпадет в осадок.
Л а б о р а т о р н ы й о п ы т. К 5 г оранжевых кристаллов дихромата калия добавляют несколько кристалликов перманганата калия (марганцовки) в качестве примеси. Смесь растворяют в 8–10 мл кипящей воды. При охлаждении раствора растворимость дихромата калия резко понижается, вещество выпадает в осадок. Кристаллы очищенного от марганцовки дихромата отделяют, промывают несколькими миллилитрами ледяной воды. Если растворить очищенное вещество в воде, то по цвету раствора можно определить, что перманганата калия оно не содержит, он остался в исходном растворе.
Для выделения из жидкостей нерастворимых веществ используют метод отстаивания . В его основе лежит различная плотность веществ. Если частички твердого вещества достаточно крупные, они быстро оседают на дно, а жидкость становится прозрачной (рис. 12). Ее можно осторожно слить с осадка. Чем меньше размер твердых частиц в жидкости, тем дольше будет отстаиваться смесь.

Рис. 12. Отстаивание почвы в воде

Л а б о р а т о р н ы й о п ы т. В стеклянный стакан насыпьте немного порошка для чистки посуды и налейте полстакана воды. Образуется мутная смесь.
Жидкость станет прозрачной только на следующий день. Почему эта смесь отстаивается так долго? Отстаиванием разделяют и смеси двух нерастворимых друг в друге жидкостей. Если в систему смазки автомобиля попала вода, масло придется слить. Однако через некоторое время смесь расслоится. Вода, имеющая бóльшую плотность, образует нижний слой, сверху находится слой масла. Аналогично отстаивается смесь воды и нефти, воды и растительного масла.

Для разделения таких смесей удобно пользоваться
особой лабораторной посудой, называемой делительной воронкой (рис. 13).

Рис. 13. Разделение двух несмешивающихся жидкостей с помощью делительной воронки
Л а б о р а т о р н ы й о п ы т. В коническую колбу наливают равные объемы воды и растительного масла. При интенсивном взбалтывании вода и масло разбиваются на мелкие капельки, образуя мутную смесь. Ее переливают в делительную воронку. Через некоторое время смесь расслаивается на более тяжелый водный слой и масло, всплывающее наверх. Открывая краник делительной воронки, водный слой отделяют от масляного.
Отделить частицы твердого нерастворимого вещества от жидкости можно с помощью фильтрования. В лаборатории для этого используется специальная пористая бумага, называемая фильтровальной. Частицы твердого вещества не проходят через поры бумаги и остаются на фильтре. Жидкость с растворенными в ней веществами (ее называют фильтрат) свободно просачивается через него и становится совершенно прозрачной.
Фильтрование – очень распространенный процесс и в быту, и в технике, и в природе. На водоочистительных станциях воду фильтруют через слой чистого песка, на котором задерживается ил, примеси нефтепродуктов, частицы почвы и глины. Топливо и масло в двигателе автомобиля обязательно проходят через фильтрующие элементы. Клеточные мембраны, стенки кишечника или желудка – это тоже своеобразные биологические фильтры, поры которых пропускают одни вещества и задерживают другие.
Фильтровать можно не только жидкие смеси. Не раз вы видели людей в марлевых повязках, да и самим, наверное, приходилось ими пользоваться. Несколько слоев марли с проложенной между ними ватой очищают вдыхаемый воздух от частиц пыли, смога, болезнетворных микробов (рис. 14). В промышленности для защиты органов дыхания от пыли используют специальные устройства, называемые респираторами. Воздух, попадающий в двигатель автомобиля, тоже очищают от пыли тканевыми или бумажными фильтрами.

Рис. 14. Медики и микробиологи защищают органы дыхания специальными повязками.

? 1. Что такое смесь? Какие типы смесей выделяют по агрегатному состоянию образующих их веществ, по признаку однородности?
2. Корректно ли словосочетание «молекулы воздуха»? Почему? Назовите постоянные, переменные и случайные составные части воздуха. Сделайте предположение об относительном содержании отдельных компонентов в воздухе после грозы, в глубоких ущельях и на горных вершинах, в лесопарковой зоне и вблизи крупного промышленного предприятия.

3. Какой объем кислорода содержится в 500 м3 (н.у.) воздуха?
4. В природном газе некоторого месторождения объемные доли предельных углеводородов равны: метан – 85 %, этан – 10 %, пропан – 4 % и бутан – 1 %. Какой объем каждого из газов может быть получен из 125 л природного газа (н.у.)?
5. В состав сухой цементной смеси для штукатурных работ входят 25 % цемента и 75 % песка. Сколько килограммов каждого компонента нужно взять для приготовления 150 кг такой смеси?
6. Назовите известные вам способы разделения смесей. Что лежит в основе каждого из них? Предложите способ разделения следующих смесей:
а) железных и медных стружек;
б) песка и древесных опилок;
в) бензина и воды;
г) меловой побелки (разделить на мел и воду);
д) раствора этилового спирта в воде.
7. В период эпидемии гриппа врачи рекомендуют носить марлевые повязки. Для чего? Как изготовить такую повязку? Как долго ее можно носить? Как восстановить защитные свойства повязки?
8. Старатели отделяли золотой песок от обыкновенного, взмучивая грунт в воде и сливая мутную жидкость с осадка. Отсюда и пошло выражение «мыть золото». Как вы думаете, на каком свойстве золотого песка основано его отделение от песчинок пустой породы?
9. Подготовьте сообщения на темы: «Краски в руках художника» и «Знаменитые парфюмеры" с использованием ресурсов Интернета.