Tutta la nostra vita è letteralmente costruita sul lavoro di vari prodotti chimici. Respiriamo aria, che contiene molti gas diversi. L'output è anidride carbonica, che viene poi elaborata dalle piante. Beviamo acqua o latte, che è una miscela di acqua con altri componenti (grassi, sali minerali, proteine e così via).
Una mela banale è un intero complesso di sostanze chimiche complesse che interagiscono tra loro e con il nostro corpo. Non appena qualcosa entra nel nostro stomaco, le sostanze incluse nel prodotto da noi assorbito iniziano a interagire con il succo gastrico. Assolutamente ogni oggetto: una persona, un vegetale, un animale è un insieme di particelle e sostanze. Questi ultimi si dividono in due diverse tipologie: sostanze pure e miscele. In questo materiale, scopriremo quali sostanze sono pure e quali appartengono alla categoria delle miscele. Considera i metodi per separare le miscele. E guarda anche esempi tipici di sostanze pure.
Sostanze pure
Quindi, in chimica, le sostanze pure sono quelle sostanze che consistono sempre in un solo tipo di particelle. E questa è la prima proprietà importante. Una sostanza pura è l'acqua, ad esempio, di cui è compostaesclusivamente da molecole d'acqua (cioè le proprie). Inoltre, una sostanza pura ha sempre una composizione costante. Pertanto, ogni molecola d'acqua è composta da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno.
Le proprietà delle sostanze pure, a differenza delle miscele, sono permanenti e cambiano quando compaiono le impurità. Solo l'acqua distillata ha un punto di ebollizione, mentre l'acqua di mare bolle a una temperatura più alta. Va tenuto presente che qualsiasi sostanza pura non è assolutamente pura, poiché anche l'alluminio puro ha un'impurità nella composizione, sebbene abbia una quota dello 0,001%. Sorge la domanda, come trovare la massa di una sostanza pura? La formula per il calcolo è la seguente: m (massa) di una sostanza pura \u003d W (concentrazione) di una sostanza puramiscela / 100%.
Esiste anche un tale tipo di sostanze pure come le sostanze ultra-pure (ultra-pure, di elevata purezza). Tali sostanze sono utilizzate nella produzione di semiconduttori in vari dispositivi di misurazione e calcolo, energia nucleare e in molti altri campi professionali.
Esempi di sostanze pure
Abbiamo già scoperto che una sostanza pura è qualcosa che contiene elementi dello stesso tipo. La neve è un buon esempio di sostanza pura. In effetti, questa è la stessa acqua, ma a differenza dell'acqua che incontriamo quotidianamente, quest'acqua è molto più pulita e non contiene impurità. Il diamante è anche una sostanza pura, poiché contiene solo carbonio senza impurità. Lo stesso vale per il cristallo di rocca. SulOgni giorno ci confrontiamo con un altro esempio di sostanza pura: lo zucchero raffinato, che contiene solo saccarosio.
Miscela
Abbiamo già considerato sostanze pure ed esempi di sostanze pure, ora passiamo a un' altra categoria di sostanze: le miscele. Una miscela è quando più sostanze vengono mescolate insieme. Incontriamo miscele continuamente, anche nella vita di tutti i giorni. La stessa soluzione di tè o sapone sono miscele che usiamo quotidianamente. Le miscele possono essere create dall'uomo o possono essere naturali. Sono allo stato solido, liquido e gassoso. Come accennato in precedenza, lo stesso tè è una miscela di acqua, zucchero e tè. Questo è un esempio di una miscela artificiale. Il latte è una miscela naturale, poiché appare senza l'intervento umano nel processo di sviluppo e contiene molti componenti diversi.
Le miscele create dall'uomo sono quasi sempre durevoli e quelle naturali sotto l'influenza del calore iniziano a disintegrarsi in particelle separate (il latte, ad esempio, si inacidisce dopo pochi giorni). Le miscele sono anche divise in eterogenee e omogenee. Le miscele eterogenee sono eterogenee e i loro componenti sono visibili ad occhio nudo e al microscopio. Tali miscele sono chiamate sospensioni, che a loro volta sono suddivise in sospensioni (una sostanza allo stato solido e una sostanza allo stato liquido) ed emulsioni (due sostanze allo stato liquido). Le miscele omogenee sono omogenee e i loro singoli componenti non possono essere considerati. Sono anche dette soluzioni (possono essere sostanze in gas,stato liquido o solido).
Caratteristiche della miscela e delle sostanze pure
Per facilitare la percezione, le informazioni sono presentate sotto forma di tabella.
| Segno comparativo | Sostanze pure | Miscela |
| Composizione di sostanze | Mantieni costante la composizione | Avere una composizione variabile |
| Tipi di sostanze | Contiene una sostanza | Includi varie sostanze |
| Proprietà fisiche | Mantieni costanti le proprietà fisiche | Ha proprietà fisiche instabili |
| Cambiamento nell'energia della materia | Cambiamenti quando viene generata energia | Nessun cambiamento |
Metodi per ottenere sostanze pure
In natura, molte sostanze esistono come miscele. Sono utilizzati in farmacologia, produzione industriale.
Per ottenere sostanze pure, vengono utilizzati vari metodi di separazione. Le miscele eterogenee vengono separate mediante decantazione e filtrazione. Le miscele omogenee vengono separate per evaporazione e distillazione. Considera ogni metodo separatamente.
Stabilimento
Questo metodo viene utilizzato per separare le sospensioni come una miscela di sabbia di fiume e acqua. Il principio fondamentale su cui si basa il processo di assestamento è la differenza nelle densità di questisostanze da separare. Ad esempio, una sostanza pesante e acqua. Quale sostanza pura è più pesante dell'acqua? Questa è sabbia, ad esempio, che, a causa della sua massa, inizierà a depositarsi sul fondo. Diverse emulsioni sono separate allo stesso modo. Ad esempio, l'olio vegetale o l'olio possono essere separati dall'acqua. Queste sostanze nel processo di separazione formano un piccolo film sulla superficie dell'acqua. In condizioni di laboratorio, lo stesso processo viene eseguito utilizzando un imbuto separatore. Questo metodo di separazione delle miscele funziona anche in natura (senza intervento umano). Ad esempio, deposito di fuliggine dal fumo e sedimentazione della panna nel latte.
Filtraggio
Questo metodo è adatto per ottenere sostanze pure da miscele eterogenee, ad esempio da una miscela di acqua e sale da cucina. Quindi, come funziona la filtrazione nel processo di separazione delle particelle di una miscela? La conclusione è che le sostanze hanno diversi livelli di solubilità e dimensioni delle particelle.
Il filtro è progettato in modo tale che solo particelle con la stessa solubilità o la stessa dimensione possano attraversarlo. Le particelle più grandi e non idonee non potranno passare attraverso il filtro e verranno espulse. Il ruolo dei filtri può essere svolto non solo da dispositivi e soluzioni specializzate all'interno del laboratorio, ma anche da cose familiari come cotone idrofilo, carbone, argilla cotta, vetro pressato e altri oggetti porosi. I filtri vengono utilizzati nella vita reale molto più spesso di quanto si possa pensare.
Secondo questo principio, il familiare aspirapolvere funziona per tutti noi, separando grandiparticelle di detriti e aspira abilmente quelle piccole che non sono in grado di danneggiare il meccanismo. Quando sei malato, indossi una benda di garza che può estirpare i batteri. I lavoratori la cui professione è associata alla diffusione di gas e polvere pericolosi indossano maschere respiratorie per proteggerli dall'avvelenamento.
Impatto del magnete e dell'acqua
In questo modo puoi separare la miscela di polvere di ferro e zolfo. Il principio di separazione si basa sull'effetto di un magnete sul ferro. Le particelle di ferro vengono attratte dal magnete, mentre lo zolfo rimane al suo posto. Lo stesso metodo può essere utilizzato per separare altre parti metalliche da una massa di materiali diversi.
Se la polvere di zolfo mescolata con la polvere di ferro viene versata nell'acqua, le particelle di zolfo non bagnabili galleggeranno sulla superficie dell'acqua, mentre il ferro pesante cadrà immediatamente sul fondo.
Evaporazione e cristallizzazione
Questo metodo funziona con miscele omogenee come una soluzione di sale in acqua. Funziona in processi naturali e condizioni di laboratorio. Ad esempio, alcuni laghi, quando riscaldati, evaporano l'acqua e il sale da cucina rimane al suo posto. Dal punto di vista della chimica, questo processo si basa sul fatto che la differenza tra il punto di ebollizione di due sostanze non consente loro di evaporare contemporaneamente. L'acqua distrutta si trasformerà in vapore e il sale rimanente rimarrà nel suo stato normale.
Se la sostanza da estrarre (zucchero, per esempio) si scioglie quando riscaldata, l'acqua non è completamente evaporata. La miscela viene prima riscaldata e quindi modificatasi insiste sulla miscela in modo che le particelle di zucchero si depositino sul fondo. A volte c'è un compito più difficile: la separazione di una sostanza con un punto di ebollizione più alto. Ad esempio, separare l'acqua dal sale. In questo caso, la sostanza evaporata deve essere raccolta, raffreddata e condensata. Questo metodo di separazione delle miscele omogenee è chiamato distillazione (o semplicemente distillazione). Esistono dispositivi speciali che distillano l'acqua. Tale acqua (distillata) viene utilizzata attivamente in farmacologia o nei sistemi di raffreddamento automobilistici. Naturalmente, le persone usano lo stesso metodo per distillare l'alcol.
Cromatografia
L'ultimo metodo di separazione è la cromatografia. Si basa sul fatto che alcune sostanze tendono ad assorbire altri componenti di sostanze. Funziona così. Se prendi un pezzo di carta o tessuto su cui è scritto qualcosa con inchiostro e ne immergi una parte nell'acqua, noterai quanto segue: l'acqua inizierà ad essere assorbita dalla carta o tessuto e si insinuerà, ma la colorazione la materia resterà un po' indietro. Usando questa tecnica, lo scienziato M. S. Tsvet è stato in grado di separare la clorofilla (una sostanza che dà il colore verde alle piante) dalle parti verdi della pianta.
