Чистые вещества и смеси.
Веществ в индивидуальном состоянии в природе практически не существует. Они смешанные друг с другом и образуют смеси и растворы. Смесями являются морская и газированная вода, молоко и сок, гранит и сталь.
Представление о смеси и чистые вещества имели еще древнегреческие ученые. Согласно этим представлениям, чистое вещество состоит из частиц одного вида, а смеси состоят из различных частиц. Итак, чистое вещество состоит из одинаковых молекул, а смеси − по разным.
Когда говорят о какое-либо вещество, всегда имеют в виду, что это вещество является чистой и состоит из частиц одного вида. Но на практике идеально чистое вещество выделить из смеси невозможно, потому что среди частиц одного вещества обязательно случится несколько частиц другого вещества, то есть идеально чистых веществ не бывает. Даже те вещества, которые называют чистыми, содержат посторонние частицы других веществ − примеси.
Обычно совершенно чистые вещества не нужны, однако иногда посторонние примеси могут мешать проведению опытов. Поэтому, когда речь идет о химические реактивы, обязательно указывают степень чистоты, такие отметки можно увидеть на банках с химическими реактивами. Например, если на этикетке написано «техн» (техническая), то в таком веществе примесей содержится много, несколько процентов. Для опытов такие вещества обычно не используют, хотя в строительстве, на заводах такой степени чистоты обычно вполне достаточно. Степень чистоты «М» (чистая) или «ХЧ» (химически чистая) означает, что примесей очень мало, меньше одного процента. «Чистые» реактивы можно использовать для производства лекарств, а «химически чистые» - для проведения научных опытов. Иногда нужны очень чистые вещества. Такие реактивы обозначают знаком «ОСЧ» (особо чистые). Они содержат, как правило, меньше 10−6 процента примесей. Такие реактивы нужны для проведения очень точных экспериментов, а также при производстве микросхем для компьютеров. Очистка веществ - это довольно дорогая операция, поэтому чем чище вещество, тем она дороже.
Чаще всего по внешнему виду различить отдельные вещества в смеси не удается. Например, мы не видим, что воздух - это смесь нескольких газов. По внешнему виду также нельзя определить, что молоко является смесью различных веществ, а большинство металлических предметов, которые нас окружают, сделаны из сплавов, а не из чистых металлов. Такие смеси называют однородными . Частицы, образующие однородные смеси, настолько малы, что увидеть их невооруженным глазом невозможно.
Между тем в неоднородных смесях отдельные вещества можно увидеть невооруженным глазом.
В смеси все вещества (компоненты) сохраняют свои свойства. Например, если смешать железный порошок с поваренной солью и поднести к этой смеси магнит, то железо привлечен, а соль − нет. А если к этой же смеси добавить воду, то соль растворится, а железо не растворится. На этом принципе основано изготовление материалов, ведь большинство материалов являются смесями. Например, чистое золото − это очень мягкий и податливый металл. Такая его свойство создает неудобства для изготовления большинства ювелирных изделий, поэтому в золото обязательно добавляют определенное количество серебра. Конечно, цвет такой смеси (сплава) немного отличается от цвета чистого золота, однако изделия из него значительно прочнее и не портятся от небольшого удара.
Существуют смеси неоднородны, отдельные ее компоненты видны невооруженным глазом, например крупинки песка в воде. Но большинство смесей, которые нас окружают, являются однородными и внешне почти не отличаются от чистых веществ. Чистая вещество всегда однородна, поэтому даже при значительном увеличении ее составляющие-кристаллики или крупинки имеют одинаковый вид.
Смеси можно отличить от чистых веществ с отличием физических свойств смеси от физических свойств отдельных компонентов. Несмотря на то, что каждое вещество придает смеси своих свойств, смесь никогда не имеет таких же свойств, как и чистые вещества отдельно. Например, смесь олова и свинца (сплав) будет плавиться при температуре, ниже температуры плавления чистого олова или свинца. А чай или раствор сахара в воде будет кипеть при более высокой температуре, чем чистая вода. В этом случае достаточно измерить температуру плавления или кипения смеси и сравнить результат с данными из справочника.
Чистые вещества плавятся и кипят при температуре, а смеси - в небольшом интервале температур. Если в стакан положить немного снега и опустить в него термометром температура снега не станет выше 0°С, пока он весь не растает. Если же нагревать парафин, то он начинает плавиться при одной температуре, а когда становится совсем жидким, термометр будет показывать более высокую температуру. Итак, парафин является смесью веществ, которые плавятся при различных температурах.
Чистые вещества в природе встречаются очень редко. Смеси разных веществ в различных агрегатных состояниях могут образовывать гетерогенные и гомогенные системы − дисперсные системы и растворы.
Классификация дисперсных систем и растворов представлена на схеме 2.
Схема. Классификация дисперсных систем и растворов
ЧИСТОЕ ВЕЩЕСТВО ЧИСТОЕ ВЕЩЕСТВО
ЧИ́СТОЕ ВЕЩЕСТВО́ (идеально чистое вещество), простое или сложное вещество, обладающее только одному ему присущим комплексом постоянных свойств, которые обусловлены определенным набором атомов и молекул. К числу таких свойств относится требование химической (отсутствие посторонних атомов) чистоты и физического (отсутствие структурных дефектов) совершенства. В отдельных случаях оно может быть дополнено требованием изотопической чистоты, предусматривающей отсутствие в чистом веществе примесей его изотопов, продукты распада которых могут менять желательные свойства. Требования физического совершенства могут быть дополнены требованиями кристаллохимической чистоты, выражающимися в отсутствии в чистом веществе полиморфных фаз.
Понятие идеально чистое вещество имеет такой же абстрактный характер, как, например, абсолютный нуль температуры или идеальный газ, и получить идеально чистое вещество также невозможно. Причиной этого являются ограничения кинетического и термодинамического характера. Первое проявляется в том, что скорость очистки веществ от примеси прямо пропорциональна концентрации и падает по мере ее уменьшения. Поэтому чем более высокой степени чистоты требуется получить вещество, тем с большими затратами энергии и времени это будет связано, т.е. снизить содержание примеси в 10 раз с 1 до 0,1%(по массе) можно намного дешевле и быстрее, чем также в 10 раз, но с 10 -4 до 10 -5 %(по массе). Снижение на один порядок содержания той или иной примеси, начиная с 10 -3 %(по массе), требует применения специальных методов очистки.
Сохранить первоначальную чистоту трудно из-за второго ограничения, так как процесс загрязнения вещества, т.е. разупорядочения системы, протекает самопроизвольно: получить абсолютно чистое вещество невозможно.
Чистота реально существующих чистых веществ носит относительный характер. Ее оценивают по содержанию в веществе посторонних примесей. Число их может быть достаточно велико. Так в относительно чистом фосфиде галлия, с суммарной концентрацией примеси 10 -5 %(по массе) масс-спектральным методом анализа было обнаружено 72 примеси.
При увеличении чувствительности анализа количество обнаруженных в чистом веществе примесей, соответственно, возрастает.
Особо чистые вещества используют в основном для специальных целей – при производстве полупроводниковых материалов и приборов, в радио- и квантовой электронике. В этом случае требования по чистоте предъявляются как к основным материалам, так и к вспомогательным, используемым в процессе производства: вода, газы, химические реактивы, материалы контейнеров. Работать с продуктами особой чистоты, содержащими примеси порядка 10 -5 % и ниже, достаточно сложно. Выработка такой продукции требует специально оборудованных помещений с тщательно профильтрованным воздухом, полного отсутствия металлических предметов, использования посуды из пластмасс особых типов. Применение дистиллированной воды (даже дважды пли трижды перегнанной) абсолютно недопустимо - можно применять лишь воду, прошедшую дополнительную очистку с помощью ионитов. Строжайшие меры принимаются также для устранения возможности попадания каких-либо загрязнений от работающих. Для этой цели, в частности, используется лавсановая спецодежда (не дающая ворсинок), особые туфли и резиновые перчатки.
Маркировка
По существующему в России положению для реактивов установлены квалификации "чистый" (Ч), "чистый для анализа" (ЧДА.), "химически чистый" (ХЧ) и "особо чистый" (ОСЧ.), последняя иногда делится на несколько марок. Реактивы квалификации "чистый" применяются в самых разнообразных лабораторных работах как учебного, так и производственного характера. Реактивы "чистые для анализа", как показывает само название, предназначены для аналитических работ, выполняемых с большой точностью. Содержание примесей в препаратах ЧДА настолько мало, что обычно не вносит заметных погрешностей в результаты анализа. Эти реактивы вполне могут быть использованы в научно-исследовательских работах. Наконец, реактивы квалификации "химически чистый" предназначены для ответственных научных исследований, они используются также в аналитических лабораториях в качестве веществ, по которым устанавливаются титры рабочих растворов. Эти три квалификации охватывают все реактивы общего назначения.
В зарубежной практике помимо выражения концентрации примеси в чистом веществе в атомных процентах и процентах по массе, часто применяют более мелкие единицы: 0/00 – промилле, ppm – часть на миллион или грамм на тонну; ppb – часть на биллон (миллиард) или милиграмм на тонну; очень редко ppT – часть на триллион.
Чистые вещества, содержание лимитируемых примесей в которых находится на уровне от 10 -6 до 10 -7 %(по массе), а сумма остальных примесей 10 -3 10 -4 %(по массе), относятся к классу особо чистых веществ (ОСЧ). Они предназначены лишь для специальных целей. Вещества особой чистоты делятся на три класса. Класс А делится на подклассы А1 (содержание основного вещества 99,9%) и А2 (99,99% основного вещества). Цифра после буквы А характеризует число девяток после запятой. Соответственно содержанию основного вещества различают подклассы В3, В4, В5 и В6. Наконец, ультрачистые вещества обрадуют класс С, делящийся на подклассы С7-С10.
Чистоту вещества характеризуют также по суммарному содержанию определенного числа микропримесей. В маркировку особо чистых веществ помимо наименования марки ОСЧ входят две цифры. Первая обозначает количество лимитируемых примесей, вторая – показатель отрицательной степени их суммы, выраженной в процентах по массе. Например, для особо чистого SiO2 нормируется десять примесей (Аl, В, Fe, Са, Mg, Na, Р, Ti, Sn, Рb), причем общее содержание их не превышает 1.10 -5 %. Для такого препарата устанавливается индекс "ОСЧ-10-5".
Энциклопедический словарь . 2009 .
Смотреть что такое "ЧИСТОЕ ВЕЩЕСТВО" в других словарях:
Чистое вещество элементы или соединения, их растворы, сплавы, смеси и т. д. характеризующиеся содержанием примесей ниже определенного предела. Этот предел определяется свойствами, получением или использованием веществ и, как… … Википедия
чистое вещество - grynoji medžiaga statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. pure substance vok. reiner Substanz, f rus. чистое вещество, n pranc. substance pure, f … Fizikos terminų žodynas
особо чистое вещество - ypač gryna medžiaga statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. highly purified material vok. Reinststoff, m; Reinstsubstanz, f rus. особо чистое вещество, n pranc. substance de très grande pureté, f … Radioelektronikos terminų žodynas
химическое вещество - 2.6 химическое вещество: Химический элемент или химическое соединение, существующие в природе или полученные искусственно. Источник: ГОСТ 30333 2007: Паспорт безопасности химической продукции. Общие требования оригинал докум … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
У этого термина существуют и другие значения, см. Химия (значения). Химия (от араб. کيمياء, произошедшего, предположительно, от египетского слова km.t (чёрный), откуда возникло также название Египта, чернозёма и свинца «черная… … Википедия
Общие Систематическое н … Википедия
- (берлинка) весьма употребительная краска, представляющая в сухом виде темно синие некристаллические массы с красновато медным металлическим блеском, без запаха и вкуса. Слабые кислоты на нее не действуют, едкие щелочи разлагают с выделением окиси … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Кокаин … Википедия
КРИОПРОВОДНИКИ, металлы, удельное сопротивление которых при охлаждении снижается плавно, без скачков и достигает малых значений при криогенных температурах (см. Низкие температуры (см. НИЗКИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ)). Снижение сопротивления криопроводников… … Энциклопедический словарь
В нашей статье мы рассмотрим, что такое чистые вещества и смеси, способы разделения смесей. В повседневной жизни их использует каждый из нас. А встречаются ли вообще в природе чистые вещества? И как отличить их от смесей?
Чистые вещества и смеси: способы разделения смесей
Чистыми называют вещества, которые содержат частицы только определенного вида. Ученые считают, что в природе их практически не существует, поскольку все они, хоть и в ничтожных долях, содержат примеси. Абсолютно все вещества также являются растворимыми в воде. Даже если погрузить в эту жидкость, к примеру, серебряное кольцо, ионы этого металла перейдут в раствор.
Признаком чистых веществ являются постоянство состава и физических свойств. В процессе их образования происходит изменение количества энергии. Причем она может как увеличиваться, так и уменьшаться. Разделить чистое вещество на отдельные составляющие можно только с помощью химической реакции. К примеру, только дисциллированная вода обладает типичной для этого вещества температурой кипения и замерзания, отсутствием вкуса и запаха. А разложить ее кислород и водород можно только путем электролиза.
А чем отличаются от чистых веществ их совокупности? Ответить на этот вопрос нам поможет химия. Способы разделения смесей являются физическими, поскольку они не приводят к изменению химического состава веществ. В отличие от чистых веществ, смеси имеют непостоянный состав и свойства, а разделить их можно физическими методами.
Что такое смесь
Смесью называют совокупность индивидуальных веществ. Ее примером является морская вода. В отличие от дисциллированной, она обладает горьким или соленым вкусом, кипит при более высокой, а замерзает при более низкой температуре. Способы разделения смесей веществ являются физическими. Так, из морской воды можно добыть чистую соль путем выпаривания и последующей кристаллизации.
Виды смесей
Если добавить в воду сахар, через некоторое время его частички растворятся и станут невидимыми. В результате их невозможно будет отличить невооруженным глазом. Такие смеси называют однородными, или гомогенными. Их примерами также являются воздух, бензин, бульон, духи, сладкая и соленая вода, сплав меди и алюминия. Как видите, могут находиться в разных агрегатных состояниях, но чаще всего встречаются жидкости. Их также называют растворами.
В неоднородных, или гетерогенных смесях можно различить частицы индивидуальных веществ. Железные и деревянные опилки, песок и поваренная соль являются их типичными примерами. Неоднородные смеси также называют взвесями. Среди них различают суспензии и эмульсии. В состав первых входит жидкость и твердое вещество. Так, эмульсией является смесь воды и песка. Эмульсией называют совокупность двух жидкостей с разной плотностью.
Существуют неоднородные смеси и со специальными названиями. Так, примером пены является пенопласт, а к аэрозолям относятся туман, дым, дезодоранты, освежители воздуха, антистатики.
Способы разделения смесей
Безусловно, многие смеси обладают более ценными свойствами, чем отдельно взятые индивидуальные вещества, входящие в их состав. Но даже в быту возникают ситуации, когда их необходимо разделить. А в промышленности на этом процессе основаны целые производства. К примеру, из нефти в результате ее переработки получают бензин, газойль, керосин, мазут, соляровое и машинное масло, ракетное топливо, ацетилен и бензол. Согласитесь, выгоднее использовать эти продукты, чем бездумно сжигать нефть.
Теперь давайте разберемся, существует ли такое понятие, как химические способы разделения смесей. Допустим, из водного раствора соли нам необходимо получить чистые вещества. Для этого смесь необходимо нагреть. В результате вода превратится в пар, а соль кристаллизируется. Но при этом не произойдет превращения одних веществ в другие. Это значит, что основой данного процесса являются физические явления.
Способы разделения смесей зависят от агрегатного состояния, способности к растворимости, разнице в температуре кипения, плотности и состава ее компонентов. Рассмотрим каждый из них более подробно на конкретных примерах.
Фильтрование
Этот способ разделения подходит для смесей, в состав которых входят жидкость и нерастворимое в нем твердое вещество. К примеру, вода и речной песок. Эту смесь необходимо пропустить через фильтр. В результате чистая вода свободно пройдет через него, а песок останется.
Отстаивание
Некоторые способы разделения смесей основаны на действии силы тяжести. Таким образом на можно разложить суспензии и эмульсии. Если в воду попало растительное масло, такую смесь сначала необходимо взболтать. Потом оставьте ее на некоторое время. В результате вода окажется на дне сосуда, а масло в виде пленки будет покрывать ее.
В лабораторных условиях для отстаивания используют В результате ее работы более плотная жидкость сливается в сосуд, а легкая остается.
Отстаивание характеризуется низкой скоростью протекания процесса. Необходимо определенное время, чтобы сформировался осадок. В промышленных условиях этот способ осуществляют в специальных конструкциях, которые называются отстойники.
Действие магнитом
Если в состав смеси входит металл, то ее можно разделить при помощи магнита. К примеру, отделить железные и деревянные опилки. Но все ли металлы обладают такими свойствами? Вовсе нет. Для этого способа подойдут только смеси, содержащие ферромагнетики. Кроме железа к ним относятся никель, кобальт, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий.
Дистилляция
Это название в переводе с латинского языка означает "стекание каплями". Дистилляция представляет способы разделения смесей, основанные на разнице в температурах кипения веществ. Таким образом, даже в домашних условиях можно разделить спирт и воду. Первое вещество начинает испаряться уже при температуре 78 градусов по Цельсию. Касаясь холодной поверхности пары спирта конденсируются, переходя в жидкое состояние.
В промышленности таким способом получают продукты переработки нефти, душистые вещества, чистые металлы.
Выпаривание и кристаллизация
Эти способы разделения смесей подходят для жидких растворов. Вещества, которые входят в их состав, отличаются температурой кипения. Таким образом, можно получить кристаллы соли или сахара из воды, в которой они растворены. Для этого растворы нагревают и выпаривают до насыщеного состояния. В этом случае кристаллы осаждаются. Если же необходимо получить чистую воду, тогда раствор доводят до кипения с последующей конденсацией паров на более холодной поверхности.
Способы разделения газовых смесей
Газообразные смеси разделяют лабораторными и промышленными способами, поскольку этот процесс требует наличия специального оборудования. Сырьем природного происхождения является воздух, коксовый, генераторный, попутный и природный газ, представляющий собой совокупность углеводородов.
Физические способы разделения смесей, находящихся в газообразном состоянии следующие:
- Конденсация - это процесс постепенного охлаждения смеси, в ходе которого происходит конденсация ее составляющих. При этом в первую очередь в жидкое состоние переходят высококипящие вещества, которые собираются в сепараторах. Таким образом получают водород из а также отделяют аммиак из непрореагировавшей части смеси.
- Сорбирование - это поглощение одних веществ другими. Этот процесс имеет противоположные составляющие, между которыми в ходе реакции устанавливается равновесие. Для прямого и обратного процесса необходимы различные условия. В первом случае это сочетание высокого давления и низкой температуры. Такой процесс называют сорбцией. В обратном случае используют противоположные условия: низкое давление при высокой температуре.
- Мембранное разделение - способ, при котором используют свойство полупроницаемых перегородок избирательно пропускать молекулы различных веществ.
- Дефлегмация - процесс конденсации высококипящих частей смесей в результате их охлаждения. При этом температура перехода в жидкое состояние отдельных компонентов должна отличаться в значительной степени.
Хроматография
Название этого способа можно перевести как "пишу цветом". Представьте, что в воду добавлены чернила. Если опустить в такую смесь конец фильтровальной бумаги, она начнет впитываться. При этом вода будет поглощаться быстрее чернил, что связано с разной степенью сорбируемости этих веществ. Хроматография является не только способом разделения смесей, но и методом изучения таких свойств веществ, как диффузия и растворимость.
Итак, мы познакомились с такими понятиями, как "чистые вещества" и "смеси". Первые представляют собой элементы или соединения, состоящие только из частиц определенного вида. Их примерами являются соль, сахар, дистиллированная вода. Смеси - это совокупность индивидуальных веществ. Для их разделения используют ряд методов. Способ их разделения зависит от физических свойств его составляющих. К основным из них относятся отстаивание, выпаривание, кристаллизация, фильтрование, дистилляция, действие магнитом и хроматография.
Урок №5
Тема: Чистые вещества и смеси.
Цель: дать понятие о чистых веществах и смесях, гомогенных и гетерогенных смесях; рассмотреть природные смеси: воздух, природный газ, нефть; ознакомить с примерами твердых, жидких, газообразных смесях в природе и быту; развивать познавательный интерес и интеллектуальные способности; воспитывать отношение к химии, как к одной из фундаментальных наук.
Оборудование: примеры чистых веществ (сахар, сера, железные опилки, дистиллированная вода, мел-порошок), презентация «чистые вещества и смеси», мультимедийный проектор и экран.
Ход урока.
I Организация класса.
II Сообщение темы, цели урока, мотивация учебной деятельности.
Мы с вами рассмотрели понятие «вещество», знаем, какими свойствами обладают вещества. Сегодня мы познакомимся с понятием «смесь». Рассмотрим, чем отличаются смеси от веществ, какие бывают виды смесей. Познакомимся с природными смесями и смесями, применяемыми в быту. (Слайд 1)
III Актуализация опорных знаний.
(Фронтальная беседа).
Что такое физическое тело?
Что такое материал?
Что такое вещество?
Приведите примеры веществ, материалов.
Какими свойствами обладают вещества?
Какие свойства называются физическими, а какие – химическими?
Опишите свойства воды, алюминия, кислорода.
IV Изучение нового материала.
Чистые вещества и смеси.
Чистые вещества имеют постоянные физические свойства, т.к. состоят из частиц одного вида (Одинаковых атомов, одинаковых молекул).
Примеры: железо, алюминий, сода, дистиллированная вода, сахар, кислород и т.д.
Смеси это совокупность разных веществ, которые составляют одно физическое тело. Вещества, которые входят в состав смесей, сохраняют присущие им свойства.
Посмотрите у меня приготовлены примеры чистых веществ. Назовите эти вещества, опишите их физические свойства.
Сейчас я приготовлю несколько смесей: сера и 1) железные опилки, 2) вода и мел,
3) вода и сахар. Что вы наблюдаете.
Ответ: 1) сера смешалась с железными опилками. Вопрос учителя: можем мы различить железные опилки и частички серы? Ответ: да.
Ответ: 2) вода стала мутной белого цвета. Учитель: оставим на время эту смесь. Посмотрим, что с ней будет через несколько минут.
Ответ 3) сахар растворился в воде. Учитель: можем мы увидеть частички сахара среди частичек воды невооруженным глазом? Ответ: нет. Учитель: оставим и эту смесь на несколько минут.
Учитель: Скажите, какие агрегатные состояния имеют вещества, из которых мы приготовили смеси?
Ответ: 1) твердое и твердое вещество, 2) твердое и жидкое вещество, 3) твердое и жидкое вещество.
Учитель: А может быть смесь из газообразных веществ или смесь жидкого и газообразного вещества.
Выслушиваются ответы учеников. Разбираем их и устанавливаем, что такие смеси возможны, более того – существуют: воздух, растворенный в воде кислород.
Возвращаемся к смесям воды и мела, воды и сахара. Видим, что мел осел, и мы четко различаем слой мела внизу и слой воды над ним. Раствор сахара остался в прежнем состоянии.
Однородные (гомогенные) и неоднородные (гетерогенные) смеси. (Слайд 3)
Смеси, в которых частички составляющих их веществ видны невооруженным глазом или под микроскопом, называются неоднородными или гетерогенными .
Смесь, в которой даже с помощью увеличительных приборов нельзя увидеть частицы составляющих ее веществ, называется однородной или гомогенной.
Природные смеси, смеси, применяемые в быту. (Рассказ учителя).
Один из самых любимых материалов скульпторов и архитекторов - мрамор (Слайд 4). Окраска этой горной породы удивительно разнообразна: молочно-белая, серая, розоватая. Причудливый узор радует глаз. (Слайд 5) Мрамор послушен и податлив в руках мастера, он легко обрабатывается и прекрасно полируется до зеркального блеска. (Слайд 6) Мрамор - материал, из которого можно изготовить облицовочную плитку, статую или колонну дворца. Плитка, статуя, колонна - это физические тела, изделия. А вот основу мрамора составляет вещество, которое называется карбонат кальция. То же вещество входит в состав других минералов: мела, известняка.
А теперь давайте подумаем: почему мрамор бывает разного цвета? Почему на его поверхности играет неповторимый узор?
Правильно. Потому что помимо карбоната кальция в его состав входят примеси, придающие окраску. Аналогично и стеклянные изделия бывают разного цвета, который зависит от того, какой краситель добавляют в стекло. В состав материала резины для изготовления автомобильных покрышек входит 24 компонента, важнейшим из которых является химическое вещество каучук.
Вот и получается, что чистых веществ в природе, в технике, в быту очень немного. Гораздо чаще встречаются смеси - сочетание двух или более веществ. Воздух - это смесь различных газов; нефть - природная смесь органических веществ (углеводородов); любые минералы, горные породы - это тоже твердые смеси различных веществ.
К смесям, используемым в быту можно отнести, например, стиральный порошок, кулинарные смеси для выпечки блинов или тортов, строительные смеси, которые относятся к гетерогенным смесям. (Слайд 7)
Порой частички компонентов в смесях очень мелкие, неразличимые глазом. (Слайд 8). Например, в состав муки входят крупицы крахмала и белка, которые невозможно различить невооруженным глазом. Молоко - это тоже водная смесь, в которой содержатся маленькие капельки жира, белок, лактоза и другие вещества. Увидеть капельки жира в молоке можно, если рассмотреть каплю молока под микроскопом. Эти смеси, естественно, относятся к каким? Правильно! Это тоже гетерогенные смеси.
Агрегатное состояние веществ в смеси может быть различным. Зубная паста, например, это смесь твердых и жидких составляющих.
Смесь любых газов всегда гомогенна. Например, чистый воздух – это гомогенная смесь азота, кислорода, углекислого и благородных газов, водяных паров. А вот пыльный воздух – это уже гетерогенная смесь тех же газов, только содержащая еще и частицы пыли. Вам наверняка доводилось не раз видеть, как ранним утром через неплотно задернутые шторы в комнату пробиваются солнечные лучи. (Слайд 9). Пути их нередко бывают отмечены светящимися дорожками: это взвешенные в воздухе частички пыли рассеивают солнечный свет. (Слайд 10). Смог над городом или над промышленным предприятием – это тоже гетерогенная смесь: воздух, в котором содержатся не только частицы пыли, но также сажа из дыма, капельки различных жидкостей и др.
V Обобщение и систематизация знаний.
Класс делится на группы (3-6) в зависимости от количества учеников.
Каждой группе выдается теоретический материал для изучения определенного вопроса.
Вопросы для изучения в группах:
Газообразные смеси в природе и быту.
Жидкие природные смеси и жидкие смеси, применяемые в быту.
Твердые смеси в природе и быту.
Раздаточный материал с теоретической информацией.
Газообразные смеси в природе и быту.
Задание:
Какие газообразные смеси встречаются в природе и применяются в быту?
Каков их состав?
Имеет ли запах природный газ?
Почему бытовой газ имеет запах?
Какие правила техники безопасности вы обязаны выполнять при использовании газа в бытовых условиях?
Природный газ, попутный нефтяной газ также представляют собой природные смеси газообразных веществ, основным компонентом которых является метан СН 4 . Тот же метан поступает в наши квартиры по трубопроводам и горит на кухне веселым голубым пламенем. Но бытовой газ – это тоже смесь. В ее состав специально вводят резко пахнущие вещества, чтобы можно было по запаху почувствовать малейшую утечку газа. Для чего это необходимо? Дело в том, что и воздух (необходимый для дыхания всего живого), и природный газ (незаменимое топливо и сырье для химической отрасли промышленности) – это великое благо человечества, но их смесь превращается в грозную разрушительную силу из-за чрезвычайной взрывоопасности. Из сообщений средств массовой информации вы, безусловно, знаете о трагедиях, связанных со взрывами метана в угольных шахтах, взрывами бытового газа в результате преступной халатности или несоблюдения элементарных норм безопасности. Почувствовав запах газа в квартире или в подъезде своего дома, вы должны немедленно перекрыть краны и вентили, проветрить помещение, по телефону 104 вызвать специализированную аварийную службу.При этом категорически запрещается пользоваться открытым огнем, включать или выключать электроприборы.
Жидкие смеси в природе и быту.
Задание:
Прочитайте приведенную ниже информацию, дайте ответы на вопросы.
Какие жидкие смеси встречаются в природе и применяются в быту?
Какая самая распространенная жидкая смесь на земле?
Почему нельзя пить некипяченую воду из-под крана?
Каким образом можно сделать водопроводную воду пригодной для приготовления пищи?
К жидким природным смесям относится нефть. В ее состав входят сотни различных компонентов, главным образом соединения углерода. Нефть называют «кровью Земли», «черным золотом», и вам хорошо известно, насколько значительную роль в экономике нашего государства и многих других стран играют добыча, переработка и экспорт нефти и нефтепродуктов.
Безусловно, самой распространенной жидкой смесью, а точнее раствором, является вода морей и океанов. Вы уже знаете, что 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, ее обеззараживают хлорированием. Такую воду нельзя пить некипяченой, ее не рекомендуют использовать для приготовления пищи. Специальные бытовые фильтры помогут очистить водопроводную воду не только от твердых частиц, но и от некоторых растворенных примесей. Даже растворы реактивов на водопроводной воде готовить нельзя. Воду для этого очищают методом дистилляции, о чем вы узнаете немного позже.
Твердые смеси в природе и быту.
Какие твердые смеси встречаются в природе и применяются в быту?
Почему каменный уголь называют «черным золотом»?
Как используется каменный уголь?
Широко распространены и твердые смеси. Как мы уже говорили, горные породы представляют собой смеси нескольких веществ. Почва, глина, песок – это тоже смеси. К твердым смесям можно отнести стекло, керамику, сплавы. Каждому знакомы кулинарные смеси или смеси, образующие стиральные порошки.
Каменный уголь - твердое горючее полезное ископаемое растительного происхождения твердая смесь с большим содержанием углерода (75-97 процентов, остальное – это примеси). Уголь - главное богатство Донецкого бассейна, представлен различными марками от длиннопламенных и коксующихся до газовых, жирных и антрацитов. Он дает жизнь многим промышленным предприятиям и транспорту, тепловым электростанциям, является важнейшим энергетическим источником, ценнейшим сырьем для химической и коксохимической промышленности. Из каменного угля изготовляют удобрения, пластмассы, краски, жидкое и газообразное топливо, ароматические вещества, лекарства. Каменный уголь поэтому называют «черным золотом».
К природным твердым смесям относятся также руды (полезные ископаемые, из которых получают металлы): железные, ртутные, нефелиновые, полиметаллические, медные руды и др.
(Представители групп рассказывают классу о результатах своей работы.)
VI Итог урока.
Мы сегодня с вами рассмотрели понятия «чистые вещества» и «смеси». Выяснили, на какие группы разделяют смеси. Узнали, какие смеси встречаются в природе, и какие используются в быту. Оценки сегодня такие: ……
VII Сообщение домашнего задания.
Вам необходимо выучить опорный конспект к данному уроку.
Постарайтесь ответить на следующий вопрос: «Будет ли правильным изучать свойства воды, используя для этого морскую воду?». Естественно, нет, потому что морская вода представляет из себя не чистую H 2 O, а смесь разных веществ в ней. В первую очередь это соли (их главную массу составляет хлорид натрия), они придают морской воде своеобразный горько-соленый вкус. Абсолютно каждое вещество, которое можно выделить из воды, обладает определенными свойствами. Однако и сама вода, которая не загрязнена посторонними примесями или содержащая их чрезвычайно мало, – дистиллированная вода, обладает специфическими свойствами. Она замерзает при температуре 0°С, в то время как вода из океана – при температуре – 1,9 °С.
Природная вода не может быть совершенно чистой. Самой чистой является дождевая вода, однако и она содержит определенное количество примесей, которые захвачены из воздуха.
В повседневной жизни, мы, как правило, сталкиваемся не с чистыми веществами, а со смесями веществ. Подобные смеси могут быть неоднородными (к примеру, мутная вода из реки, содержит нерастворимые частицы песка и глины, их можно заметить невооруженным глазом) и однородными, (растворы сахара, спирта) в них нельзя заметить границу раздела между веществами.
Однородные смеси можно разделить на жидкие, твердые и газообразные. Самая важная газообразная смесь – воздух, он представляет собой смесь кислорода, азота, углекислого газа, аргона, а также других веществ. Из твердых смесей можно выделить стекло и различные сплавы – бронзу, латунь, сталь.
Состав различных смесей может быть достаточно разнообразным, они в отличие от чистых веществ, обладают другими свойствами. Чистая вода превращается в лед при температуре 0°С, если мы растворим в ней поваренную соль, то температура ее замерзания значительно понизится. Такими методами, к примеру, пользуются обленившиеся работники городского коммунального хозяйства, когда в период сильных заморозков и гололедицы посыпают тротуары технической поваренной солью.
Состав смеси можно установить при помощи химического анализа. Подобный способ широко распространен, он необходим при решении важнейших хозяйственных проблем, а также научно-технических задач.
Контроль состояния окружающей среды невозможен без определения концентрации примесей, которые загрязняют воздух, воду и почву. При разведке различных полезных ископаемых используется анализ горных пород и руд. Вспомним Шерлока Холмса, известного сыщика, главного героя многочисленных произведений А. Конан Дойла: ему всегда удавалось определить виновность или невиновность подозреваемого при помощи химического анализа, на который уходила значительная часть свободного времени сыщика. Без химического анализа не может обойтись как археолог, так и криминалист, как медик, так и искусствовед. Кроме этого, стоит упомянуть и космические исследования, изучение атмосферных газов планет, их горных пород, изучение состава лунного грунта невозможно без проведения этого трудоемкого процесса.
При помощи особых технологий и методов с применением химического анализа можно создать особо чистые вещества, содержание примесей в них, отражающееся на их свойствах, не превышает одной стотысячной и даже одной миллионной процента. Такие вещества играют важнейшую роль в атомной энергетике, волоконной оптике, полупроводниковой промышленности. Особо чистые вещества, а точнее их свойства, необходимы для создания принципиально новых приборов либо технологических процессов.
Одной из важнейших проблем химии является очистка веществ. Для очищения природной воды от взвешенных частиц, ее пропускают через слой пористого вещества, к примеру угля, или обожженной глины. Если же идет речь о большом количестве воды, то в таких ситуациях используют фильтры из песка и гравия.
Остались вопросы? Не знаете, как сделать домашнее задание?
Чтобы получить помощь репетитора – .
Первый урок – бесплатно!
blog.сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.
