Trennung einer Mischung aus Eisen und Schwefel. Verdampfung oder Kristallisation. Einfache Probleme mit zwei Mischungskomponenten

GROßE LENINGRAD-BIBLIOTHEK - ABSTRAKTE - Methoden zur Trennung von Gemischen

Methoden zur Trennung von Gemischen

Zusammenfassung zur Disziplin: Chemie

Zum Thema: Methoden zur Trennung von Gemischen

Riga – 2009

Einleitung………………………………………………………………………………..Seite 3

Arten von Mischungen……………………………………………………………………………Seite 4

Methoden zur Gemischtrennung……………………………………………………..Seite 6

Fazit……………………………………………………………………………….Seite 11

Liste der verwendeten Literatur……………………………………………………......Seite 12

Einführung

In der Natur sind Stoffe in reiner Form sehr selten. Die meisten Gegenstände um uns herum bestehen aus einem Stoffgemisch. In einem Chemielabor arbeiten Chemiker mit Reinstoffen. Enthält der Stoff Verunreinigungen, kann jeder Chemiker den für das Experiment benötigten Stoff von den Verunreinigungen trennen. Um die Eigenschaften von Stoffen zu untersuchen, ist es notwendig, diesen Stoff zu reinigen, d.h. in Einzelteile aufteilen. Das Trennen einer Mischung ist ein physikalischer Vorgang. Physikalische Methoden zur Stofftrennung werden häufig in chemischen Labors, bei der Herstellung von Lebensmitteln sowie bei der Herstellung von Metallen und anderen Stoffen eingesetzt.

Arten von Mischungen

In der Natur gibt es keine reinen Stoffe. Bei der Untersuchung von Felsbrocken und Granit sind wir davon überzeugt, dass sie aus Körnern und Adern unterschiedlicher Farbe bestehen; Milch enthält Fette, Proteine, Wasser; Öl und Erdgas enthalten organische Substanzen, sogenannte Kohlenwasserstoffe; Luft enthält verschiedene Gase; Natürliches Wasser ist keine chemisch reine Substanz. Ein Gemisch ist eine Mischung aus zwei oder mehr unterschiedlichen Stoffen.

Mischungen können in zwei große Gruppen eingeteilt werden (ri

Sind die Bestandteile einer Mischung mit bloßem Auge sichtbar, spricht man von solchen Mischungen heterogen. Zum Beispiel eine Mischung aus Holz- und Eisenspänen, eine Mischung aus Wasser und Pflanzenöl, eine Mischung aus Flusssand und Wasser usw.

Sind die Bestandteile einer Mischung mit bloßem Auge nicht zu unterscheiden, spricht man von solchen Mischungen homogen. Gemische wie Milch, Öl, Zuckerlösung in Wasser usw. werden als homogene Gemische klassifiziert.

Es gibt feste, flüssige und gasförmige Stoffe. Stoffe können in jedem Aggregatzustand gemischt werden. Der Aggregatzustand eines Gemisches wird durch den Stoff bestimmt, der den anderen mengenmäßig überlegen ist.

Heterogene Gemische entstehen aus Stoffen unterschiedlichen Aggregatzustands, wenn sich die Stoffe nicht gegenseitig auflösen und sich nicht gut vermischen (Tabelle 1)

Arten heterogener Mischungen
vor dem Mischen	Beispiele
Hart/fest	Mineralien; Eisen/Schwefel
Fest-flüssig	Granatwerfer; Abwasser
Fest/Gasförmig	Rauch; staubige Luft
Flüssig/fest	Perle; Mineralien; Wassereis
Flüssigkeit/Flüssigkeit	Milch; Pflanzenöl/Wasser
Flüssig/Gasförmig	Nebel; Wolken
Gasförmig/fest	Styropor
Gasförmig/flüssig	Schaum

Homogene Gemische entstehen, wenn sich Stoffe gut ineinander lösen und gut vermischen (Tabelle 2).

Arten homogener Mischungen
Physischer Zustand der Komponenten vor dem Mischen	Beispiele
Hart/fest	Legierung aus Gold und Silber
Fest-flüssig	Zuckerwasser
Fest/Gasförmig	Joddampf in der Luft
Flüssig/fest	Gequollene Gelatine
Flüssigkeit/Flüssigkeit	Alkohol/Wasser
Flüssig/Gasförmig	Wasser/Luft
Gasförmig/fest	Wasserstoff in Palladium
Gasförmig/flüssig

Bei der Bildung von Gemischen kommt es in der Regel nicht zu chemischen Umwandlungen und die Stoffe im Gemisch behalten ihre Eigenschaften. Unterschiede in den Eigenschaften von Stoffen werden zur Trennung von Stoffgemischen genutzt.

Methoden zur Trennung von Gemischen

Gemische, sowohl heterogene als auch homogene, können in Bestandteile zerlegt werden, d. h. für Reinstoffe. Reinstoffe sind Stoffe, die sich mit physikalischen Methoden nicht in zwei oder mehrere andere Stoffe trennen lassen und ihre physikalischen Eigenschaften nicht verändern. Es gibt verschiedene Methoden zur Trennung von Gemischen; je nach Zusammensetzung des Gemisches werden bestimmte Methoden zur Trennung von Gemischen verwendet.

1. Screening;
2. Filtration;
3. Interessenvertretung;
4. Dekantieren
5. Zentrifugation;
6. Verdunstung;
7. Verdunstung;
8. Rekristallisation;
9. Destillation (Destillation);
10. Einfrieren;
11. Magnetwirkung;
12. Chromatographie;
13. Extraktion;
14. Adsorption.

Lernen wir einige davon kennen. Hierbei ist zu beachten, dass inhomogene Gemische leichter zu trennen sind als homogene. Im Folgenden geben wir Beispiele für die Trennung von Stoffen aus homogenen und inhomogenen Gemischen.

Vorführung.

Stellen wir uns vor, dass Kristallzucker in das Mehl gelangt. Der vielleicht einfachste Weg zur Trennung ist Screening. Mit einem Sieb können Sie kleine Mehlpartikel ganz einfach von relativ großen Zuckerkristallen trennen. In der Landwirtschaft wird das Sieben eingesetzt, um Pflanzensamen von Fremdresten zu trennen. Im Bauwesen wird auf diese Weise Kies vom Sand getrennt.

Filtration

Der feste Bestandteil der Suspension wird von der Flüssigkeit getrennt Filterung, Verwenden Sie Papier- oder Stofffilter, Watte und eine dünne Schicht feinen Sandes. Stellen wir uns vor, wir bekommen eine Mischung aus Speisesalz, Sand und Ton. Es ist notwendig, das Speisesalz aus der Mischung zu trennen. Dazu die Mischung in ein Becherglas mit Wasser geben und schütteln. Speisesalz löst sich auf und der Sand setzt sich ab. Der Ton löst sich nicht auf und setzt sich nicht am Boden des Glases ab, sodass das Wasser trüb bleibt. Um unlösliche Tonpartikel aus der Lösung zu entfernen, wird die Mischung filtriert. Dazu müssen Sie aus einem Glastrichter, Filterpapier und einem Stativ ein kleines Filtergerät zusammenbauen. Die Salzlösung wird filtriert. Dazu wird die filtrierte Lösung vorsichtig in einen Trichter mit fest eingesetztem Filter gegossen. Sand- und Tonpartikel verbleiben auf dem Filter und eine klare Salzlösung strömt durch den Filter. Um in Wasser gelöstes Speisesalz zu isolieren, wird die Methode der Umkristallisation angewendet.

Umkristallisation, Verdunstung

Umkristallisation ist eine Reinigungsmethode, bei der eine Substanz zunächst in Wasser gelöst wird und anschließend die Lösung der Substanz in Wasser eingedampft wird. Dadurch verdunstet das Wasser und der Stoff wird in Form von Kristallen freigesetzt.
Geben wir ein Beispiel: Sie müssen Speisesalz aus einer Lösung trennen.
Oben haben wir uns ein Beispiel angesehen, bei dem es notwendig war, Speisesalz aus einer heterogenen Mischung zu isolieren. Nun trennen wir das Speisesalz von der homogenen Mischung. Die durch Filtration gewonnene Lösung wird Filtrat genannt. Das Filtrat sollte in eine Porzellantasse gegossen werden. Stellen Sie den Becher mit der Lösung auf den Stativring und erhitzen Sie die Lösung über der Flamme einer Alkohollampe. Das Wasser beginnt zu verdunsten und das Volumen der Lösung nimmt ab. Dieser Vorgang wird aufgerufen durch Verdunstung. Wenn das Wasser verdunstet, wird die Lösung konzentrierter. Wenn die Lösung mit Speisesalz gesättigt ist, bilden sich Kristalle an den Wänden des Bechers. An diesem Punkt beenden Sie das Erhitzen und kühlen die Lösung ab. Abgekühltes Speisesalz fällt in Form von Kristallen aus. Bei Bedarf können Salzkristalle durch Filtration von der Lösung abgetrennt werden. Die Lösung sollte erst eingedampft werden, wenn das Wasser vollständig verdunstet ist, da sonst auch andere lösliche Verunreinigungen in Form von Kristallen ausfallen und das Speisesalz verunreinigen können.

Absetzen, Dekantieren

Wird verwendet, um unlösliche Stoffe aus Flüssigkeiten zu trennen Aufrechterhaltung. Wenn die Feststoffpartikel groß genug sind, setzen sie sich schnell am Boden ab und die Flüssigkeit wird klar. Es kann vorsichtig aus dem Sediment abgelassen werden, und dieser einfache Vorgang hat auch einen eigenen Namen – Dekantieren. Je kleiner die Feststoffpartikel in der Flüssigkeit sind, desto länger setzt sich die Mischung ab. Sie können auch zwei Flüssigkeiten trennen, die sich nicht miteinander vermischen.

Zentrifugation

Wenn die Partikel eines heterogenen Gemisches sehr klein sind, kann es weder durch Absetzen noch durch Filtern getrennt werden. Beispiele für solche Mischungen sind in Wasser gerührte Milch und Zahnpasta. Solche Gemische werden getrennt Zentrifugation. Gemische, die eine solche Flüssigkeit enthalten, werden in Reagenzgläser gegeben und in speziellen Geräten – Zentrifugen – mit hoher Geschwindigkeit rotiert. Durch die Zentrifugation werden die schwereren Partikel auf den Boden des Gefäßes „gedrückt“, die leichteren landen oben. Milch besteht aus winzigen Fettpartikeln, die in einer wässrigen Lösung anderer Substanzen – Zucker, Proteine ​​– verteilt sind. Um eine solche Mischung zu trennen, wird eine spezielle Zentrifuge, ein sogenannter Separator, verwendet. Beim Trennen der Milch erscheinen Fette an der Oberfläche und lassen sich leicht abtrennen. Übrig bleibt Wasser mit darin gelösten Stoffen – das ist Magermilch.

Adsorption

In der Technik stellt sich häufig die Aufgabe, Gase, wie zum Beispiel Luft, von unerwünschten oder schädlichen Bestandteilen zu reinigen. Viele Substanzen haben eine interessante Eigenschaft: Sie können sich an der Oberfläche poröser Substanzen „festsetzen“, wie Eisen an einem Magneten. Adsorption ist die Fähigkeit einiger fester Stoffe, gasförmige oder gelöste Stoffe an ihrer Oberfläche aufzunehmen. Adsorptionsfähige Stoffe werden Adsorbentien genannt. Adsorbentien sind feste Stoffe, in denen es viele innere Kanäle, Hohlräume, Poren, d.h. Sie haben eine sehr große Gesamtabsorptionsoberfläche. Adsorbentien sind Aktivkohle, Kieselgel (in der Schachtel mit neuen Schuhen finden Sie eine kleine Tüte weiße Erbsen – das ist Kieselgel), Filterpapier. Verschiedene Substanzen „haften“ unterschiedlich an der Oberfläche von Adsorbentien: Einige werden fest an der Oberfläche gehalten, andere schwächer. Aktivkohle ist in der Lage, nicht nur gasförmige, sondern auch in Flüssigkeiten gelöste Stoffe zu absorbieren. Im Falle einer Vergiftung wird es so eingenommen, dass giftige Stoffe daran adsorbiert werden.

Destillation (Destillation)

Zwei Flüssigkeiten, die eine homogene Mischung bilden, beispielsweise Ethylalkohol und Wasser, werden durch Destillation oder Destillation getrennt. Diese Methode basiert darauf, dass die Flüssigkeit bis zum Siedepunkt erhitzt wird und ihr Dampf durch ein Gasauslassrohr in ein anderes Gefäß abgeleitet wird. Wenn der Dampf abkühlt, kondensiert er und hinterlässt Verunreinigungen im Destillationskolben. Die Destillationseinrichtung ist in Abb. 2 dargestellt

Die Flüssigkeit wird in einen Wurtz-Kolben gegeben (1), der Hals des Wurtz-Kolbens wird mit einem Stopfen mit darin eingesetztem Thermometer fest verschlossen (2) und das Reservoir mit Quecksilber sollte sich auf Höhe der Auslassrohröffnung befinden. Das Ende des Auslassrohrs wird durch einen fest sitzenden Stopfen in den Liebig-Kühlschrank (3) eingeführt, an dessen anderem Ende das Allonge (4) befestigt ist. Das verengte Ende der Allonge wird in die Aufnahme (5) abgesenkt. Das untere Ende des Kühlschrankmantels wird über einen Gummischlauch mit dem Wasserhahn verbunden und zum Entleeren erfolgt vom oberen Ende ein Abfluss in die Spüle. Der Kühlschrankmantel sollte immer mit Wasser gefüllt sein. Der Wurtz-Kolben und der Kühlschrank sind in separaten Ständern montiert. Die Flüssigkeit wird durch einen Trichter mit langem Rohr in den Kolben gegossen und füllt den Destillationskolben zu 2/3 seines Volumens. Um ein gleichmäßiges Sieden zu gewährleisten, stellen Sie mehrere Kessel auf den Boden des Kolbens – Glaskapillaren, die an einem Ende verschlossen sind. Nachdem Sie den Kolben verschlossen haben, geben Sie Wasser in den Kühlschrank und erhitzen Sie die Flüssigkeit im Kolben. Das Erhitzen kann auf einem Gasbrenner, einem Elektroherd, einem Wasser-, Sand- oder Ölbad erfolgen – je nach Siedepunkt der Flüssigkeit. Um Unfälle zu vermeiden, sollten brennbare und brennbare Flüssigkeiten (Alkohol, Ether, Aceton usw.) niemals über offenem Feuer erhitzt werden. Es sollte nur ein Wasser- oder anderes Bad verwendet werden. Die Flüssigkeit sollte nicht vollständig verdampft sein: 10-15 % des ursprünglich entnommenen Volumens sollten im Kolben verbleiben. Erst wenn der Kolben etwas abgekühlt ist, kann eine neue Portion Flüssigkeit eingefüllt werden.

Einfrieren

Mit der Methode werden Stoffe mit unterschiedlichem Schmelzpunkt getrennt Einfrieren, Abkühlen der Lösung. Durch das Einfrieren können Sie zu Hause sehr reines Wasser erhalten. Gießen Sie dazu Leitungswasser in ein Glas oder einen Becher und stellen Sie es in den Gefrierschrank des Kühlschranks (oder nehmen Sie es im Winter mit in die Kälte). Sobald etwa die Hälfte des Wassers zu Eis wird, muss der nicht gefrorene Teil davon, in dem sich Verunreinigungen ansammeln, ausgeschüttet und das Eis schmelzen gelassen werden.

In der Industrie und unter Laborbedingungen werden Methoden zur Trennung von Gemischen eingesetzt, die auf anderen unterschiedlichen Eigenschaften der Gemischbestandteile basieren. Beispielsweise können Eisenspäne aus einer Mischung abgetrennt werden Magnet. Dabei wird die Fähigkeit von Stoffen genutzt, sich in verschiedenen Lösungsmitteln zu lösen Extraktion– die Methode zur Trennung fester oder flüssiger Gemische durch Behandlung mit verschiedenen Lösungsmitteln. Beispielsweise kann Jod mit einem organischen Lösungsmittel, in dem sich Jod besser löst, aus einer wässrigen Lösung isoliert werden.

Abschluss

In der Laborpraxis und im Alltag ist es sehr oft erforderlich, einzelne Komponenten aus einem Stoffgemisch zu isolieren. Beachten Sie, dass Gemische zwei oder mehr Stoffe enthalten und in zwei große Gruppen unterteilt werden: homogen und heterogen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Gemische zu trennen, wie zum Beispiel Filtrieren, Eindampfen, Destillation (Destillation) und andere. Methoden zur Trennung von Gemischen hängen hauptsächlich von der Art und Zusammensetzung des Gemischs ab.

Liste der verwendeten Literatur

1. S. Ozols, E. Lepiņš Chemie für die Grundschule., 1996. S. 289

2. Informationen aus dem Internet

Das Unterrichtsmaterial enthält Informationen zu verschiedenen Methoden zur Stofftrennung und Reinigung von Stoffen. Sie lernen, das Wissen über die Unterschiede in den Eigenschaften der Komponenten einer Mischung zu nutzen, um die optimale Methode zur Trennung einer bestimmten Mischung auszuwählen.

Thema: Erste chemische Ideen

Lektion: Methoden zur Trennung von Stoffgemischen und zur Reinigung von Stoffen

Definieren wir den Unterschied zwischen „Methoden zur Trennung von Gemischen“ und „Methoden zur Reinigung von Stoffen“. Im ersten Fall ist es wichtig, alle Bestandteile der Mischung in reiner Form zu erhalten. Bei der Reinigung eines Stoffes wird meist vernachlässigt, Verunreinigungen in reiner Form zu erhalten.

SIEDLUNG

Wie trennt man eine Mischung aus Sand und Ton? Dies ist einer der Schritte in der Keramikproduktion (zum Beispiel bei der Herstellung von Ziegeln). Um eine solche Mischung zu trennen, wird die Absetzmethode verwendet. Die Mischung wird in Wasser gegeben und gerührt. Ton und Sand setzen sich unterschiedlich schnell im Wasser ab. Daher setzt sich Sand viel schneller ab als Ton (Abb. 1).

Reis. 1. Trennung einer Mischung aus Ton und Sand durch Absetzen

Das Absetzverfahren wird auch zur Trennung von Gemischen wasserunlöslicher Feststoffe unterschiedlicher Dichte eingesetzt. Auf diese Weise können Sie beispielsweise eine Mischung aus Eisen- und Holzspänen trennen (Holzspäne schwimmen im Wasser, während sich Eisenspäne absetzen).

Eine Mischung aus Pflanzenöl und Wasser lässt sich auch durch Sedimentieren trennen, da sich Öl nicht in Wasser löst und eine geringere Dichte aufweist (Abb. 2). So ist es durch Sedimentation möglich, Flüssigkeitsgemische zu trennen, die ineinander unlöslich sind und unterschiedliche Dichten aufweisen.

Reis. 2. Trennung einer Mischung aus Pflanzenöl und Wasser durch Sedimentation

Um eine Mischung aus Speisesalz und Flusssand zu trennen, können Sie die Absetzmethode verwenden (beim Mischen mit Wasser löst sich das Salz auf und der Sand setzt sich ab). Zuverlässiger ist es jedoch, den Sand mit einer anderen Methode von der Salzlösung zu trennen Methode - die Filtrationsmethode.

Das Filtern dieser Mischung kann mit einem Papierfilter und einem in ein Glas abgesenkten Trichter erfolgen. Auf dem Filterpapier bleiben Sandkörner zurück und eine klare Kochsalzlösung strömt durch den Filter. In diesem Fall ist der Flusssand das Sediment und die Salzlösung das Filtrat (Abb. 3).

Reis. 3. Verwendung der Filtrationsmethode zur Trennung von Flusssand von der Salzlösung

Die Filtration kann nicht nur mit Filterpapier, sondern auch mit anderen porösen oder Schüttmaterialien durchgeführt werden. Zu den Schüttgütern zählen beispielsweise Quarzsand und zu den porösen Materialien Glaswolle und gebrannter Ton.

Einige Gemische können mit der Methode der „Heißfiltration“ getrennt werden. Zum Beispiel eine Mischung aus Schwefel- und Eisenpulvern. Eisen schmilzt bei Temperaturen über 1500 °C, Schwefel bei etwa 120 °C. Geschmolzener Schwefel kann mit erhitzter Glaswolle vom Eisenpulver getrennt werden.

Aus dem Filtrat kann das Salz durch Eindampfen isoliert werden, d.h. Erhitzen Sie die Mischung, das Wasser verdunstet und das Salz bleibt auf der Porzellantasse zurück. Manchmal wird die Verdunstung, also die teilweise Verdunstung von Wasser, eingesetzt. Dadurch entsteht eine konzentriertere Lösung, bei deren Abkühlung der gelöste Stoff in Form von Kristallen freigesetzt wird.

Befindet sich im Gemisch ein magnetisierbarer Stoff, kann dieser mit einem Magneten leicht in reiner Form isoliert werden. So können Sie beispielsweise eine Mischung aus Schwefel- und Eisenpulver trennen.

Die gleiche Mischung kann mit einer anderen Methode getrennt werden, wobei die Benetzbarkeit der Mischungsbestandteile mit Wasser bekannt ist. Eisen wird von Wasser benetzt, d.h. Wasser breitet sich über die Oberfläche des Eisens aus. Schwefel wird von Wasser nicht benetzt. Wenn Sie ein Stück Schwefel ins Wasser legen, wird es ertrinken, weil... Die Dichte von Schwefel ist größer als die Dichte von Wasser. Aber das Schwefelpulver schwimmt, weil... Luftblasen haften an Schwefelkörnern, die nicht von Wasser benetzt werden, und drücken sie an die Oberfläche. Um die Mischung zu trennen, müssen Sie sie in Wasser legen. Das Schwefelpulver schwimmt und das Eisen sinkt (Abb. 4).

Reis. 4. Trennung einer Mischung aus Schwefel- und Eisenpulvern durch Flotation

Die Methode zur Trennung von Gemischen aufgrund der unterschiedlichen Benetzbarkeit der Komponenten wird als Flotation (französisch flotter – schwimmen) bezeichnet. Betrachten wir mehrere weitere Methoden zur Trennung und Reinigung von Substanzen.

Eine der ältesten Methoden zur Trennung von Gemischen ist die Destillation (oder Destillation). Mit dieser Methode ist es möglich, ineinander lösliche Komponenten mit unterschiedlichen Siedepunkten zu trennen. So wird destilliertes Wasser gewonnen. Wasser mit Verunreinigungen wird in einem Gefäß gekocht. Der entstehende Wasserdampf kondensiert beim Abkühlen in einem anderen Gefäß in Form von bereits destilliertem (reinem) Wasser.

Reis. 5. Destilliertes Wasser erhalten

Komponenten mit ähnlichen Eigenschaften können mittels Chromatographie getrennt werden. Diese Methode basiert auf der unterschiedlichen Absorption der getrennten Stoffe durch die Oberfläche eines anderen Stoffes.

Beispielsweise kann rote Tinte durch Chromatographie in ihre Bestandteile (Wasser und Farbstoff) getrennt werden.

Reis. 6. Trennung der roten Tinte durch Papierchromatographie

In chemischen Labors wird die Chromatographie mit speziellen Instrumenten durchgeführt – Chromatographen, deren Hauptbestandteile eine Chromatographiesäule und ein Detektor sind.

Adsorption wird in der Chemie häufig zur Reinigung bestimmter Substanzen eingesetzt. Dabei handelt es sich um die Anlagerung einer Substanz auf der Oberfläche einer anderen Substanz. Zu den Adsorbentien gehört beispielsweise Aktivkohle.

Versuchen Sie, eine Aktivkohletablette in ein Gefäß mit gefärbtem Wasser zu geben, umzurühren, zu filtrieren und festzustellen, dass das Filtrat farblos geworden ist. Kohleatome ziehen Moleküle an, in diesem Fall Farbstoffe.

Derzeit wird die Adsorption häufig zur Wasser- und Luftreinigung eingesetzt. Beispielsweise enthalten Wasserreinigungsfilter Aktivkohle als Adsorptionsmittel.

1. Aufgaben- und Übungssammlung Chemie: 8. Klasse: zum Lehrbuch von P.A. Orzhekovsky und andere. „Chemie, 8. Klasse“ / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M.: AST: Astrel, 2006.

2. Ushakova O.V. Arbeitsbuch Chemie: 8. Klasse: zum Lehrbuch von P.A. Orzhekovsky und andere. „Chemie. 8. Klasse“ / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; unter. Hrsg. Prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (S. 10-11)

3. Chemie: 8. Klasse: Lehrbuch. für die Allgemeinbildung Institutionen / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005.(§4)

4. Chemie: anorg. Chemie: Lehrbuch. für die 8. Klasse. Allgemeinbildung Institutionen / G.E. Rudzitis, Fyu Feldman. – M.: Bildung, OJSC „Moscow Textbooks“, 2009. (§2)

5. Enzyklopädie für Kinder. Band 17. Chemie / Kapitel. Hrsg. V.A. Wolodin, Ved. wissenschaftlich Hrsg. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.

Zusätzliche Webressourcen

1. Einheitliche Sammlung digitaler Bildungsressourcen ().

2. Elektronische Version der Zeitschrift „Chemistry and Life“ ().

Hausaufgaben

Aus dem Lehrbuch von P.A. Orzhekovsky und andere „Chemie, 8. Klasse“ Mit. 33 Nr. 2,4,6,T.

1. Füllen Sie die Lücken im Text mit den Wörtern „Komponenten“, „Unterschiede“, „zwei“, „physikalisch“ aus.

Eine Mischung kann durch Mischen von mindestens zwei Stoffen hergestellt werden. Gemische können mit physikalischen Methoden, basierend auf Unterschieden in den physikalischen Eigenschaften der Komponenten, in ihre einzelnen Komponenten zerlegt werden.

2. Vervollständigen Sie die Sätze.

a) Die Absetzmethode basiert auf Tatsache ist, dass die Partikel der festen Substanz recht groß sind; sie setzen sich schnell am Boden ab und die Flüssigkeit kann vorsichtig aus dem Sediment abgelassen werden.

b) Die Zentrifugationsmethode basiert auf die Wirkung der Zentrifugalkraft – schwerere Partikel setzen sich ab und leichte landen oben.

c) Die Filtermethode basiert auf Leiten einer Feststofflösung durch einen Filter, wo die Feststoffpartikel auf dem Filter zurückgehalten werden.

3. Ergänzen Sie das fehlende Wort:

a) Mehl und Kristallzucker – ein Sieb; Schwefel- und Eisenspäne - Magnet.

b) Wasser und Sonnenblumenöl – Scheidetrichter; Wasser und Flusssand - Filter.

c) Luft und Staub – Atemschutzgerät; Luft und giftiges Gas - absorbierend.

4. Erstellen Sie eine Liste der erforderlichen Filterausrüstung.

a) Papierfilter
b) ein Glas mit einer Lösung
c) Glastrichter
d) sauberes Glas
d) Glasstab
e) Stativ mit Fuß

5. Laborerfahrung. Herstellung von regulären und plissierten Filtern aus Filterpapier oder Papierservietten.

Welchen Filter wird Ihrer Meinung nach die Lösung schneller passieren – einen normalen oder einen gefalteten? Warum?

Durchgefaltet – die Filterkontaktfläche ist größer als die eines herkömmlichen Filters.

6. Schlagen Sie Möglichkeiten vor, die in Tabelle 16 aufgeführten Gemische zu trennen.

Methoden zur Trennung einiger Gemische

7. Heimerlebnis. Adsorption von Pepsi-Cola-Farbstoffen durch Aktivkohle.

Reagenzien und Ausrüstung: kohlensäurehaltiges Getränk, Aktivkohle; Pfanne, Trichter, Filterpapier, Elektroherd (Gas).

Fortschritt. Gießen Sie eine halbe Tasse (100 ml) kohlensäurehaltiges Getränk in die Pfanne. Fügen Sie dort 5 Tabletten Aktivkohle hinzu. Die Pfanne 10 Minuten lang auf dem Herd erhitzen. Filtern Sie den Kohlenstoff. Erklären Sie die Ergebnisse des Experiments.

Durch die Absorption von Farbstoffen durch Aktivkohle verfärbte sich die Lösung.

8. Heimerfahrung. Adsorption von Geruchsdämpfen durch Maisstangen.

Reagenzien und Ausrüstung: Maisstangen, Parfüm oder Eau de Cologne; 2 identische Gläser mit Deckel.

Fortschritt. Geben Sie einen Tropfen Parfüm in zwei Gläser. Geben Sie 4-5 Maisstangen in eines der Gläser. Verschließen Sie beide Gläser mit Deckeln. Schütteln Sie das Glas mit den Maisstangen ein wenig. Wofür?

Zur Erhöhung der Adsorptionsrate.

Öffnen Sie beide Gläser. Erklären Sie die Ergebnisse des Experiments.

In dem Glas, in dem sich die Maisstangen befanden, riecht es nicht, da es den Geruch von Parfüm absorbierte.

Jeder Stoff enthält Verunreinigungen. Ein Stoff gilt als rein, wenn er nahezu keine Verunreinigungen enthält.

Stoffgemische können homogen oder heterogen sein. In einer homogenen Mischung können die Komponenten nicht durch Beobachtung nachgewiesen werden, in einer heterogenen Mischung ist dies jedoch möglich.

Einige physikalische Eigenschaften einer homogenen Mischung unterscheiden sich von den Eigenschaften der Komponenten.

In einer heterogenen Mischung bleiben die Eigenschaften der Komponenten erhalten.

Heterogene Stoffgemische werden durch Absetzen, Filtern und teilweise durch Einwirkung eines Magneten getrennt, homogene Gemische durch Verdampfen und Destillation (Destillation).

Reinstoffe und Gemische

Wir leben inmitten von Chemikalien. Wir atmen Luft ein, eine Mischung aus Gasen (Stickstoff, Sauerstoff und andere), und atmen Kohlendioxid aus. Wir waschen uns mit Wasser – das ist eine weitere Substanz, die auf der Erde am häufigsten vorkommt. Wir trinken Milch – eine Mischung aus Wasser mit winzigen Tröpfchen Milchfett, und nicht nur: Es gibt auch das Milcheiweiß Kasein, Mineralsalze, Vitamine und sogar Zucker, aber nicht den, mit dem man Tee trinkt, sondern ein spezielles Milcheiweiß - Laktose. Wir essen Äpfel, die aus einer ganzen Reihe von Chemikalien bestehen – hier gibt es Zucker, Apfelsäure und Vitamine... Wenn zerkaute Apfelstücke in den Magen gelangen, beginnen menschliche Verdauungssäfte auf sie einzuwirken, die dabei helfen, alles Leckere aufzunehmen und gesunde Stoffe nicht nur Äpfel, sondern auch jedes andere Lebensmittel. Wir leben nicht nur inmitten von Chemikalien, wir sind auch selbst aus ihnen gemacht. Jeder Mensch – seine Haut, Muskeln, Blut, Zähne, Knochen, Haare – besteht aus Chemikalien, wie ein Haus aus Ziegeln. Stickstoff, Sauerstoff, Zucker und Vitamine sind Stoffe natürlichen Ursprungs. Auch Glas, Gummi, Stahl sind Stoffe bzw. Materialien (Stoffgemische). Sowohl Glas als auch Gummi sind künstlichen Ursprungs; sie kamen in der Natur nicht vor. Absolut reine Stoffe kommen in der Natur nicht oder nur sehr selten vor.

Jeder Stoff enthält immer eine bestimmte Menge an Verunreinigungen. Ein Stoff, der nahezu keine Verunreinigungen enthält, wird als rein bezeichnet. Sie arbeiten mit solchen Substanzen in einem wissenschaftlichen Labor oder einem schulischen Chemielabor. Beachten Sie, dass es keine absolut reinen Substanzen gibt.

Ein einzelner reiner Stoff hat eine Reihe charakteristischer Eigenschaften (konstante physikalische Eigenschaften). Nur reines destilliertes Wasser hat einen Schmelzpunkt von 0 °C, einen Siedepunkt von 100 °C und ist geschmacksneutral. Meerwasser gefriert bei niedrigerer Temperatur und kocht bei höherer Temperatur; sein Geschmack ist bitter und salzig. Das Wasser des Schwarzen Meeres gefriert bei einer niedrigeren Temperatur und siedet bei einer höheren Temperatur als das Wasser der Ostsee. Warum? Tatsache ist, dass Meerwasser weitere Stoffe enthält, zum Beispiel gelöste Salze, also Es handelt sich um ein Gemisch aus verschiedenen Stoffen, deren Zusammensetzung stark schwankt, deren Eigenschaften jedoch nicht konstant sind. Die Definition des Begriffs „Mischung“ erfolgte im 17. Jahrhundert. Der englische Wissenschaftler Robert Boyle: „Eine Mischung ist ein integrales System, das aus heterogenen Komponenten besteht.“

Zu den Mischungen gehören fast alle Naturstoffe, Lebensmittel (außer Salz, Zucker und einige andere), viele Medikamente und Kosmetika, Haushaltschemikalien und Baustoffe.

Vergleichende Eigenschaften der Mischung und der reinen Substanz

Jeder in einem Gemisch enthaltene Stoff wird als Komponente bezeichnet.

Klassifizierung von Gemischen

Es gibt homogene und heterogene Mischungen.

Homogene Mischungen (homogen)

Geben Sie eine kleine Portion Zucker in ein Glas Wasser und rühren Sie, bis sich der gesamte Zucker aufgelöst hat. Die Flüssigkeit wird süß schmecken. Somit verschwand der Zucker nicht, sondern verblieb in der Mischung. Aber wir werden seine Kristalle nicht sehen, selbst wenn wir einen Flüssigkeitstropfen durch ein leistungsstarkes Mikroskop untersuchen. Die vorbereitete Mischung aus Zucker und Wasser ist homogen; die kleinsten Partikel dieser Stoffe werden gleichmäßig vermischt.

Gemische, in denen Bestandteile durch Beobachtung nicht nachweisbar sind, werden als homogen bezeichnet.

Auch bei den meisten Metalllegierungen handelt es sich um homogene Gemische. Beispielsweise gibt es in einer Legierung aus Gold und Kupfer (die zur Herstellung von Schmuck verwendet wird) keine roten Kupferpartikel und keine gelben Goldpartikel.

Viele Gegenstände für unterschiedliche Zwecke werden aus Materialien hergestellt, die homogene Stoffgemische darstellen.

Zu den homogenen Gemischen zählen alle Gasgemische, auch Luft. Es gibt viele homogene Flüssigkeitsgemische.

Homogene Gemische werden auch Lösungen genannt, auch wenn sie fest oder gasförmig sind.

Lassen Sie uns Lösungsbeispiele nennen (Luft in einem Kolben, Kochsalz + Wasser, Kleingeld: Aluminium + Kupfer oder Nickel + Kupfer).

Heterogene Mischungen (heterogen)

Sie wissen, dass sich Kreide nicht in Wasser auflöst. Wenn das Pulver in ein Glas Wasser gegossen wird, sind in der resultierenden Mischung immer Kreidepartikel zu finden, die mit bloßem Auge oder durch ein Mikroskop sichtbar sind.

Gemische, in denen Bestandteile durch Beobachtung nachweisbar sind, werden als heterogen bezeichnet.

Heterogene Gemische umfassen die meisten Mineralien, Erde, Baumaterialien, lebendes Gewebe, schlammiges Wasser, Milch und andere Nahrungsmittel, einige Medikamente und Kosmetika.

In einer heterogenen Mischung bleiben die physikalischen Eigenschaften der Komponenten erhalten. Somit verlieren mit Kupfer oder Aluminium vermischte Eisenspäne nicht ihre Fähigkeit, von einem Magneten angezogen zu werden.

Einige Arten heterogener Gemische haben spezielle Namen: Schaum (z. B. Polystyrolschaum, Seifenlauge), Suspension (eine Mischung aus Wasser mit einer kleinen Menge Mehl), Emulsion (Milch, gut geschütteltes Pflanzenöl und Wasser), Aerosol ( Rauch, Nebel).

Methoden zur Trennung von Gemischen

In der Natur kommen Stoffe in Form von Gemischen vor. Für die Laborforschung, die industrielle Produktion sowie für die Bedürfnisse der Pharmakologie und Medizin werden reine Substanzen benötigt.

Es gibt viele Methoden zur Trennung von Gemischen. Sie werden unter Berücksichtigung der Art der Mischung, des Aggregatzustands und der Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften der Komponenten ausgewählt.

Methoden zur Trennung von Gemischen

Diese Methoden basieren auf Unterschieden in den physikalischen Eigenschaften der Komponenten der Mischung.

Betrachten wir Möglichkeiten zur Trennung heterogener und homogener Gemische.

Beispiel einer Mischung	Trennmethode
Suspension – eine Mischung aus Flusssand und Wasser	Interessenvertretung Die Trennung durch Sedimentation basiert auf unterschiedlichen Stoffdichten. Schwererer Sand setzt sich am Boden ab. Sie können die Emulsion auch trennen: Trennen Sie das Öl oder Pflanzenöl vom Wasser. Im Labor kann dies mithilfe eines Scheidetrichters erfolgen. Erdöl oder Pflanzenöl bildet die oberste, leichtere Schicht. Durch das Absetzen fällt Tau aus dem Nebel, Ruß setzt sich aus dem Rauch ab und Sahne setzt sich in der Milch ab.
Eine Mischung aus Sand und Speisesalz in Wasser	Filtration Die Trennung heterogener Gemische durch Filtration basiert auf unterschiedlichen Löslichkeiten von Stoffen in Wasser und unterschiedlichen Partikelgrößen. Nur Partikel vergleichbarer Stoffe passieren die Poren des Filters, während größere Partikel auf dem Filter zurückgehalten werden. Auf diese Weise können Sie ein heterogenes Gemisch aus Speisesalz und Flusssand trennen. Als Filter können verschiedene poröse Substanzen verwendet werden: Watte, Kohle, gebrannter Ton, Pressglas und andere. Das Filterverfahren ist die Grundlage für den Betrieb von Haushaltsgeräten, beispielsweise Staubsaugern. Es wird von Chirurgen verwendet - Mullbinden; Bohrer und Aufzugsarbeiter - Atemschutzmasken. Ostap Bender – der Held des Werks von Ilf und Petrov – nutzte ein Teesieb zum Filtern von Teeblättern und schaffte es, einen der Stühle von Ellochka, der Ogerin („Zwölf Stühle“), zu erbeuten.
Mischung aus Eisen- und Schwefelpulver	Aktion durch Magnet oder Wasser Eisenpulver wurde von einem Magneten angezogen, Schwefelpulver jedoch nicht. Nicht benetzbares Schwefelpulver schwamm an der Wasseroberfläche und schweres benetzbares Eisenpulver setzte sich am Boden ab.
Eine Salzlösung in Wasser ist eine homogene Mischung	Verdampfung oder Kristallisation Das Wasser verdunstet und in der Porzellantasse bleiben Salzkristalle zurück. Wenn Wasser aus den Seen Elton und Baskunchak verdunstet, wird Speisesalz gewonnen. Diese Trennmethode basiert auf dem Unterschied in den Siedepunkten des Lösungsmittels und des gelösten Stoffes. Zersetzt sich ein Stoff, zum Beispiel Zucker, beim Erhitzen, dann verdampft das Wasser nicht vollständig – die Lösung verdampft und aus der gesättigten Lösung fallen dann Zuckerkristalle aus. Manchmal ist es notwendig, Verunreinigungen aus Lösungsmitteln mit niedrigerem Siedepunkt, wie zum Beispiel Salz aus Wasser, zu entfernen. In diesem Fall müssen die Dämpfe des Stoffes gesammelt und beim Abkühlen kondensiert werden. Diese Methode zur Trennung einer homogenen Mischung wird Destillation oder Destillation genannt. In speziellen Geräten – Destillierapparaten – wird destilliertes Wasser gewonnen, das für den Bedarf der Pharmakologie, Labore und Autokühlsysteme verwendet wird. Sie können einen solchen Brenner zu Hause bauen. Wenn Sie eine Mischung aus Alkohol und Wasser trennen, wird zuerst der Alkohol mit einem Siedepunkt von 78 °C abdestilliert (in einem Vorlageröhrchen gesammelt), und das Wasser verbleibt im Reagenzglas. Durch Destillation werden aus Erdöl Benzin, Kerosin und Gasöl hergestellt.

Eine spezielle Methode zur Trennung von Komponenten aufgrund ihrer unterschiedlichen Absorption durch einen bestimmten Stoff ist die Chromatographie.

Wenn Sie einen Streifen Filterpapier über einen Behälter mit roter Tinte hängen und nur das Ende des Streifens darin eintauchen. Die Lösung wird vom Papier aufgesaugt und steigt daran entlang. Aber die Farbanstiegsgrenze bleibt hinter der Wasseranstiegsgrenze zurück. Dadurch werden zwei Stoffe getrennt: Wasser und der Farbstoff in der Tinte.

Mittels Chromatographie gelang es dem russischen Botaniker M. S. Tsvet als erster, Chlorophyll aus den grünen Pflanzenteilen zu isolieren. In der Industrie und im Labor werden für die Chromatographie anstelle von Filterpapier Stärke, Kohle, Kalkstein und Aluminiumoxid verwendet. Sind immer Stoffe mit gleichem Reinigungsgrad erforderlich?

Für unterschiedliche Zwecke werden Substanzen mit unterschiedlichem Reinigungsgrad benötigt. Kochwasser sollte ausreichend stehen gelassen werden, um Verunreinigungen und zur Desinfektion verwendetes Chlor zu entfernen. Trinkwasser muss zunächst abgekocht werden. Und in chemischen Labors wird zur Herstellung von Lösungen und zur Durchführung von Experimenten, in der Medizin destilliertes Wasser benötigt, das möglichst weitestgehend von darin gelösten Stoffen gereinigt wird. Besonders reine Stoffe, deren Gehalt an Verunreinigungen ein Millionstel Prozent nicht überschreitet, werden in der Elektronik-, Halbleiter-, Nukleartechnik- und anderen Präzisionsindustrie eingesetzt.

Methoden zur Trennung von Gemischen

Die meisten Stoffe auf unserem Planeten kommen nicht in reiner Form vor, sondern in Verbindungen und Gemischen zusammen mit anderen Stoffen.

Granit enthält also drei Substanzen, die mit bloßem Auge sichtbar sind.

Aber Milch erscheint uns homogen, bis sie sauer wird. Sauer

Milch trennt sich in klare Molke und einen weißen, dichten Niederschlag – Protein

Kasein. Mann vor langer Zeit verwendet diese Stoffe , in der Milch enthalten sind und diese absondern

aus der Mischung. Hüttenkäse wird aus unlöslichem Protein – Kasein – hergestellt und ist löslich

Molkenproteine ​​werden zur therapeutischen Ernährung eingesetzt.

Auf welche Weise können Gemische getrennt werden?

1. Wenn der Stoff in Wasser unlöslich ist, zum Beispiel in Getreide (Reis, Buchweizen, Grieß usw.), Flusssand, Kreide, Ton, können Sie die Filtrationsmethode verwenden.

Filtration-Filtern von Flüssigkeiten (Gasen) durch einen Filter, um sie von festen Verunreinigungen zu reinigen.

1. Falten Sie den Filter. Geben Sie es in einen Trichter und befeuchten Sie es leicht mit Wasser.

2. Setzen Sie den Trichter mit dem Filter in den Kolben ein.

3. Lassen Sie die Mischung aus ungelöster Substanz und Wasser durch einen Filter passieren.

Abschluss. Das gefilterte Wasser strömte ungehindert durch den Filter; Auf dem Filter verbleibt eine wasserunlösliche Substanz.

2. Wenn der Feststoff in Wasser löslich ist (Kochsalz, Zucker, Zitronensäure), dann zur TrennungDie Mischung kann durch Eindampfungsverfahren verwendet werden.

Verdunstung- die Trennung von in einer Flüssigkeit gelösten Feststoffen durch Umwandlung in Dampf.

In einem Glas Wasser ist das Salz nicht verschwunden, obwohl es unsichtbar geworden ist – die Lösung ist transparent. Durch die Verdunstung gelang es, aus einem Stoffgemisch (Wasser und Salz) einen in Wasser gelösten Stoff zu isolieren. Auf dem Glas sind Speisesalzkristalle sichtbar. Dies bestätigt die Schlussfolgerung, dass dass jeder Stoff (sowohl Wasser als auch Salz) der Mischung seine Eigenschaften behält.

Abschluss. Aus einer Lösung können lösliche Stoffe isoliert werden.

3 .Um ineinander lösliche Flüssigkeiten zu trennen und reines (ohne Verunreinigungen) Wasser zu erhalten, wird die Destillationsmethode verwendet

(oder Destillation)

Destillation-Destillation, Trennung der in flüssigen Gemischen enthaltenen Stoffe nach Siedepunkten und anschließende Abkühlung des Dampfes.

In der Natur kommt Wasser nicht in reiner Form (ohne Salze) vor. Ozean-, Meer-, Fluss-, Brunnen- und Quellwasser sind Arten von Salzlösungen im Wasser. Allerdings benötigen Menschen oft sauberes Wasser, das keine Salze enthält (wird in Automotoren verwendet; in der chemischen Produktion zur Gewinnung verschiedener Lösungen und Substanzen; beim Fotografieren). Solches Wasser wird destilliert genannt, und die Methode zu seiner Gewinnung heißt Destillation.

Erhitzen wir Leitungswasser über der Flamme einer Alkohollampe in einem Reagenzglas, das mit einem Stopfen mit Gasauslassrohr verschlossen ist. Stecken Sie das Ende des Röhrchens in ein sauberes, trockenes Reagenzglas, das in einem Glas mit Eis steht. Auf dem Boden und den Wänden des Reagenzglases in einem Glas mit Eis erscheinen Tropfen destillierten (von Salzen und Verunreinigungen gereinigten) Wassers.

Übung

1. Schauen Sie in einen leeren Wasserkocher, in dem Wasser kocht. Befindet sich an den Wänden und am Boden ein weißer Belag (Zunder) aus im Wasser gelösten Stoffen?

2. Wassertropfen fließen aus dem Deckel des Wasserkochers, in dem Wasser gekocht wurde. Welches Wasser – auf dem Deckel oder im Wasserkocher selbst – enthält mehr Salze? Erkläre deine Antwort.

3. Wie heißt der in der Abbildung dargestellte Prozess?

4. Wenn die Mischung Eisen enthält, können Sie es mit einem Magneten isolieren, denn Eisen und seine Legierungen werden von einem Magneten angezogen.

5. Um zwei nicht mischbare Flüssigkeiten (Öl und Wasser, Sonnenblumenöl und Wasser) zu trennen, müssen Sie einen Scheidetrichter verwenden.

Die Flüssigkeit mit höherer Dichte fließt in das Glas und die leichtere Flüssigkeit verbleibt im Scheidetrichter.