Kogu meie elu on sõna otseses mõttes üles ehitatud erinevate kemikaalide tööle. Me hingame õhku, mis sisaldab palju erinevaid gaase. Väljund on süsinikdioksiid, mida taimed seejärel töötlevad. Joome vett või piima, mis on vee segu teiste komponentidega (rasv, mineraalsoolad, valk jne).
Banaalne õun on terve kompleks keerulisi kemikaale, mis suhtlevad üksteise ja meie kehaga. Niipea, kui midagi meie makku satub, hakkavad meie poolt imendunud tootes sisalduvad ained maomahlaga suhtlema. Absoluutselt iga objekt: inimene, köögivili, loom on osakeste ja ainete kogum. Viimased jagunevad kahte erinevat tüüpi: puhtad ained ja segud. Selles materjalis selgitame välja, millised ained on puhtad ja millised neist kuuluvad segude kategooriasse. Kaaluge segude eraldamise meetodeid. Ja vaadake ka puhaste ainete tüüpilisi näiteid.
Puhtad ained
Seega on keemias puhtad ained need ained, mis koosnevad alati ainult ühte tüüpi osakestest. Ja see on esimene oluline omadus. Puhas aine on näiteks vesi, mis koosnebainult veemolekulidest (st nende omadest). Samuti on puhtal ainel alati konstantne koostis. Seega koosneb iga veemolekul kahest vesinikuaatomist ja ühest hapnikuaatomist.
Puhaste ainete omadused on erinev alt segudest püsivad ja muutuvad lisandite ilmnemisel. Ainult destilleeritud vesi on keemistemperatuuriga, merevesi aga keeb kõrgemal temperatuuril. Tuleb meeles pidada, et ükski puhas aine ei ole absoluutselt puhas, kuna isegi puhtal alumiiniumil on koostises lisandeid, kuigi selle osakaal on 0,001%. Tekib küsimus, kuidas leida puhta aine massi? Arvutamise valem on järgmine - puhta aine m (mass) u003d W (puhta aine kontsentratsioon)segu / 100%.
On olemas ka sellist tüüpi puhtaid aineid nagu ülipuhtad ained (ülipuhtad, kõrge puhtusastmega ained). Selliseid aineid kasutatakse pooljuhtide tootmisel erinevates mõõte- ja arvutusseadmetes, tuumaenergeetikas ja paljudes teistes erialavaldkondades.
Näited puhastest ainetest
Oleme juba avastanud, et puhas aine on midagi, mis sisaldab sama liiki elemente. Lumi on hea näide puhtast ainest. Tegelikult on see sama vesi, kuid erinev alt igapäevasest veest on see vesi palju puhtam ega sisalda lisandeid. Teemant on samuti puhas aine, kuna see sisaldab ainult süsinikku ilma lisanditeta. Sama kehtib ka mäekristalli kohta. pealIgapäevaselt puutume kokku veel ühe näitega puhtast ainest – rafineeritud suhkrust, mis sisaldab ainult sahharoosi.
Miksid
Oleme juba käsitlenud puhtaid aineid ja puhaste ainete näiteid, nüüd liigume edasi teise ainete kategooria – segude juurde. Segu on siis, kui mitu ainet on omavahel segatud. Segusid kohtame jooksv alt, ka igapäevaelus. Sama tee või seebilahus on segud, mida me igapäevaselt kasutame. Segusid võib luua inimene või need võivad olla looduslikud. Need on tahkes, vedelas ja gaasilises olekus. Nagu eespool mainitud, on sama tee segu veest, suhkrust ja teest. See on näide inimese valmistatud segust. Piim on looduslik segu, kuna see ilmub ilma inimese sekkumiseta arendusprotsessi ja sisaldab palju erinevaid komponente.
Inimese loodud segud on peaaegu alati vastupidavad ja looduslikud hakkavad kuumuse mõjul lagunema eraldi osakesteks (piim nt hapub mõne päeva pärast). Segud jagunevad ka heterogeenseteks ja homogeenseteks. Heterogeensed segud on heterogeensed ning nende komponendid on nähtavad nii palja silmaga kui ka mikroskoobi all. Selliseid segusid nimetatakse suspensioonideks, mis omakorda jagunevad suspensioonideks (tahke olekus aine ja vedelas olekus aine) ja emulsioonideks (kaks vedelas olekus ainet). Homogeensed segud on homogeensed ja nende üksikuid komponente ei saa arvesse võtta. Neid nimetatakse ka lahusteks (need võivad olla gaasilised,vedel või tahke olek).
Segu ja puhaste ainete omadused
Tajumise hõlbustamiseks on teave esitatud tabeli kujul.
| Võrdlusmärk | Puhtad ained | Miksid |
| Ainete koostis | Hoia kompositsiooni konstantne | Muutuva koostisega |
| Ainete tüübid | Sisaldavad ühte ainet | Kaasake erinevaid aineid |
| Füüsikalised omadused | Säilitage püsivad füüsikalised omadused | Ebastabiilsete füüsikaliste omadustega |
| Aine energia muutumine | Muutab energia genereerimise aega | Muutmata |
Puhaste ainete saamise meetodid
Looduses esinevad paljud ained segudena. Neid kasutatakse farmakoloogias ja tööstuslikus tootmises.
Puhaste ainete saamiseks kasutatakse erinevaid eraldusmeetodeid. Heterogeensed segud eraldatakse settimise ja filtreerimise teel. Homogeensed segud eraldatakse aurustamise ja destilleerimise teel. Mõelge igale meetodile eraldi.
Arveldamine
Seda meetodit kasutatakse suspensioonide, näiteks jõeliiva ja vee segu eraldamiseks. Peamine põhimõte, millel settimisprotsess põhineb, on nende tiheduse erinevuseraldatavad ained. Näiteks üks raske aine ja vesi. Milline puhas aine on veest raskem? See on näiteks liiv, mis oma massi tõttu hakkab põhja settima. Erinevad emulsioonid eraldatakse samal viisil. Näiteks saab veest eraldada taimeõli või õli. Need ained moodustavad eraldumise käigus veepinnale väikese kile. Laboritingimustes viiakse sama protsess läbi jaotuslehtri abil. Selline segude eraldamise meetod töötab ka looduses (ilma inimese sekkumiseta). Näiteks tahma ladestumine suitsust ja koore settimine piimas.
Filtreerimine
See meetod sobib puhaste ainete saamiseks heterogeensetest segudest, näiteks vee ja lauasoola segust. Niisiis, kuidas toimib filtreerimine segu osakeste eraldamise protsessis? Põhimõte on see, et ainetel on erinev lahustuvusaste ja osakeste suurus.
Filter on konstrueeritud nii, et sellest pääsevad läbi ainult sama lahustuvusega või sama suurusega osakesed. Suuremad ja muud ebasobivad osakesed ei pääse filtrist läbi ja sõelutakse välja. Filtrite rolli võivad täita mitte ainult laborisisesed spetsiaalsed seadmed ja lahendused, vaid ka tuttavad asjad nagu vatt, kivisüsi, põletatud savi, pressklaas ja muud poorsed esemed. Filtreid kasutatakse päriselus palju sagedamini, kui arvate.
Selle põhimõtte järgi töötab meile kõigile tuttav tolmuimeja, mis eraldab suuriprahiosakesed ja imeb osav alt üles väikesed, mis ei suuda mehhanismi kahjustada. Kui olete haige, kannate marlisidet, mis võib bakterid välja rookida. Töötajad, kelle elukutse on seotud ohtlike gaaside ja tolmu levikuga, kannavad mürgituse eest kaitsmiseks hingamisteede maske.
Magneti ja vee mõju
Nii saate eraldada rauapulbri ja väävli segu. Eraldamise põhimõte põhineb magneti mõjul rauale. Rauaosakesed tõmbavad magneti poole, samas kui väävel jääb paigale. Sama meetodit saab kasutada muude metallosade eraldamiseks erinevate materjalide massist.
Kui valada vette rauapulbriga segatud väävlipulber, hõljuvad mittemärguvad väävliosakesed veepinnale, samas kui raske raud langeb kohe põhja.
Aurustumine ja kristalliseerumine
See meetod töötab homogeensete segudega, näiteks soolalahusega vees. See töötab looduslikes protsessides ja laboritingimustes. Näiteks mõned järved aurustavad kuumutamisel vett ja lauasool jääb selle asemele. Keemia seisukoh alt lähtub see protsess asjaolust, et kahe aine keemistemperatuuri erinevus ei lase neil üheaegselt aurustuda. Hävinud vesi muutub auruks ja järelejäänud sool jääb normaalsesse olekusse.
Kui ekstraheeritav aine (näiteks suhkur) sulab kuumutamisel, ei aurustu vesi täielikult. Segu kõigepe alt kuumutatakse ja seejärel saadud segu modifitseeritaksesegu kantakse nii, et suhkruosakesed settiksid põhja. Mõnikord on raskem ülesanne - kõrgema keemistemperatuuriga aine eraldamine. Näiteks vee eraldamine soolast. Sel juhul tuleb aurustunud aine kokku koguda, jahutada ja kondenseerida. Seda homogeensete segude eraldamise meetodit nimetatakse destilleerimiseks (või lihts alt destilleerimiseks). On olemas spetsiaalsed seadmed, mis destilleerivad vett. Sellist vett (destilleeritud) kasutatakse aktiivselt farmakoloogias või autode jahutussüsteemides. Loomulikult kasutavad inimesed alkoholi destilleerimiseks sama meetodit.
Kromatograafia
Viimane eraldusmeetod on kromatograafia. See põhineb asjaolul, et mõned ained kipuvad absorbeerima ainete teisi komponente. See toimib nii. Kui võtate paberi või kanga, millele on tindiga midagi kirjutatud, ja kastate osa sellest vette, märkate järgmist: vesi hakkab paberisse või kangasse imenduma ja hiilib üles, kuid värvaine asi jääb veidi maha. Seda tehnikat kasutades suutis teadlane M. S. Tsvet eraldada klorofülli (aine, mis annab taimedele rohelise värvi) taime rohelistest osadest.
