8. klassis õpivad õpilased keemiakursusel puhtaid aineid ja segusid. Meie artikkel aitab neil seda teemat mõista. Me ütleme teile, milliseid aineid nimetatakse puhasteks ja milliseid segudeks. Kas olete kunagi mõelnud küsimusele: "Kas on olemas absoluutselt puhast ainet?" Vastus võib teid üllatada.
Miks seda teemat koolis õpetatakse?
Enne "puhta aine" määratluse kaalumist on vaja tegeleda küsimusega: "Millise ainega me tegelikult tegeleme – kas puhta aine või seguga?"
Aine puhtus valmistas alati muret mitte ainult teadlastele, teadlastele, vaid ka tavalistele inimestele. Mida me selle mõiste all tavaliselt silmas peame? Igaüks meist soovib juua vett ilma raskmetallide lisanditeta. Soovime hingata värsket õhku, mis pole autode heitgaasidest saastatud. Kas aga saastamata vett ja õhku saab nimetada puhasteks aineteks? Teaduslikult ei.
Mis on segu?
Niisiis, segu on aine, mis sisaldab mitut tüüpi molekule. Mõelge nüüd voolava vee koostiselekraanist - jah, jah, selles on palju lisandeid. Aineid, millest segu koosneb, nimetatakse omakorda komponentideks. Kaaluge näidet. Õhk, mida me hingame, on erinevate gaaside segu. Selle koostise moodustavad komponendid on hapnik, lämmastik, süsinikdioksiid jne. Kui ühe komponendi mass on kümme korda väiksem kui teise komponendi mass, nimetatakse sellist ainet lisandiks. Sageli leidub looduses õhku, mis on saastunud vesiniksulfiidi lisanditega. See gaas lõhnab nagu mädamuna ja on inimestele mürgine. Kui puhkajad jõekaldal lõket teevad, saastab see õhku süsihappegaasiga, mis on samuti suurtes kogustes ohtlik.
Eriti nutikatel meestel võib juba tekkida küsimus: "Kumb on tavalisem – puhtad ained või segud?" Vastuseks teie küsimusele: "Põhimõtteliselt on kõik meie ümber segud."
Loodus on nii hämmastav.
Paar sõna puhaste ainete tüüpide kohta
Artikli alguses lubasime rääkida sellest, kas ained eksisteerivad absoluutselt ilma lisanditeta. Kas sa arvad, et selliseid on? Kraaniveest oleme juba rääkinud. Kuid kas allikavesi võib sisaldada lisandeid? Vastus sellele küsimusele on lihtne: absoluutselt puhtaid aineid looduses ei esine. Teadusringkondades on aga kombeks rääkida aine suhtelisest puhtusest. See kõlab nii: "Aine on puhas, kuid hoiatusega." Seega võib see olla näiteks tehniliselt puhas. Must ja lilla tint sisaldavad lisandeid. Kui neid ei saa keemilise reaktsiooniga tuvastada, siis seeaine väidetav alt on keemiliselt puhas. See on destilleeritud vesi.
Puhtuse kohta
Niisiis, on aeg rääkida puhtast ainest. See on aine, mille koostises on ainult ühte tüüpi osakesi. Selgub, et sellel on erilised omadused. Sellel on teine nimi: individuaalne aine. Proovime iseloomustada puhta vee omadusi:
- üksik aine: destilleeritud vesi;
- keemistemperatuur - 100°C;
- sulamistemperatuur - 0°C;
- sel veel ei ole maitset, lõhna ega värvi.
Kuidas aineid eraldada?
See küsimus on samuti asjakohane. Väga sageli igapäevaelus ja tööl (suuremal määral) eraldab inimene aineid. Nii tekib näiteks piimas koor, mida saab settimismeetodi kasutamisel pinn alt koguda. Nafta rafineerimisel toodab inimene bensiini, raketikütust, petrooleumi, masinaõli jne. Töötlemise kõigil etappidel kasutab inimene segude eraldamiseks mitmesuguseid meetodeid, mis sõltuvad aine agregatsiooni olekust. Vaatame igaüht neist.
Filtreerimine
Seda meetodit kasutatakse, kui on vedel aine, mis sisaldab lahustumatuid tahkeid osakesi. Näiteks vesi ja jõeliiv. See segu lastakse läbi filtri. Nii jääb liiv filtrisse kinni ja puhas vesi läbib selle rahulikult. Me omistame sellele harva tähtsust, kuid iga päev lasevad paljud linlased köögis kraanivett läbipuhastusfiltrid. Nii et teatud määral võite end pidada teadlaseks!
Arveldamine
Ütlesime selle meetodi kohta paar sõna eespool. Siiski kaalume seda üksikasjalikum alt. Keemikud kasutavad seda meetodit, kui on vaja suspensioone või emulsioone eraldada. Näiteks kui taimeõli on tunginud puhtasse vette, tuleb saadud segu loksutada, seejärel lasta veidi tõmmata. Pärast seda jälgib inimene nähtust, kui kile kujul olev õli katab vee.
Laborites kasutavad keemikud teist meetodit, mida nimetatakse eralduslehtriks. Seda puhastusmeetodit kasutades tungib anumasse tihe vedelik ja see, mis on heledam, jääb alles.
Arveldusmeetodil on tõsine puudus – see on protsessi väike kiirus. Sel juhul kulub sademe moodustumiseks palju aega. Tööstusettevõtetes kasutatakse seda meetodit siiani. Insenerid projekteerivad spetsiaalseid struktuure, mida nimetatakse "mahutiteks".
Magnet
Igaüks meist on vähem alt korra elus magnetiga mänginud. Selle hämmastav võime metalle meelitada tundus maagiline. Leidlikud inimesed arvasid, et kasutavad segude eraldamiseks magnetit. Näiteks puidu- ja rauaviiluste eraldamine on võimalik magnetiga. Kuid tasub arvestada, et see ei saa meelitada kõiki metalle, selle alluvad ainult need segud, mis sisaldavad ferromagneteid. Nende hulka kuuluvad nikkel, terbium, koob alt, erbium jajne
Destilleerimine
Sellel terminil on ladina juured, tõlkes tähendab "tilkade äravool". See meetod on segude eraldamine ainete keemistemperatuuri erinevuste põhjal. See meetod aitab eraldada vett ja alkoholi. Viimane aine aurustub +78°C juures. Kui selle aurud puudutavad külmi seinu ja pindu, siis aurud kondenseeruvad, muutudes vedelaks aineks.
Rasketööstuses ekstraheeritakse selle meetodiga naftasaadusi, puhtaid metalle ja erinevaid lõhnaaineid.
Kas gaase saab eraldada?
Rääkisime puhastest ainetest ja segudest vedelas ja tahkes olekus. Aga mis siis, kui gaasisegusid on vaja eraldada? Tänapäeval kasutavad keemiatööstuse helged pead gaasisegude eraldamiseks mitmeid füüsikalisi meetodeid:
- kondensatsioon;
- sorptsioon;
- membraani eraldamine;
- refluks.
Seega oleme oma artiklis käsitlenud puhaste ainete ja segude mõistet. Saime teada, mis on looduses enam levinud. Nüüd teate erinevaid segude eraldamise viise – ja saate mõnda neist ise demonstreerida, näiteks magnetit. Loodame, et meie artikkel oli teile kasulik. Õppige teadust juba täna, et homme aitaks see teil lahendada mis tahes probleeme – nii kodus kui ka tootmises!
