Що таке однорідна суміш. Чисті речовини та суміші

Кожна речовина містить домішки. Чистою вважають речовину, в якій домішок майже немає.

Суміші речовин бувають однорідними та неоднорідними. У однорідній суміші компоненти неможливо виявити спостереженням, а неоднорідної суміші це можливо.

Деякі фізичні властивості однорідної суміші від властивостей компонентів.

У неоднорідній суміші властивості компонентів зберігаються.

Неоднорідні суміші речовин поділяють відстоюванням, фільтруванням, іноді – дією магніту, а однорідні – випарюванням та перегонкою (дистиляцією).

Чисті речовини та суміші

Ми мешкаємо серед хімічних речовин. Ми вдихаємо повітря, а це суміш газів (азоту, кисню та інших), видихаємо вуглекислий газ. Вмиваємось водою - це ще одна речовина, найпоширеніша на Землі. П'ємо молоко - суміш води з дрібними крапельками молочного жиру, і не тільки: тут ще є молочний білок казеїн, мінеральні солі, вітаміни і навіть цукор, але не той, з яким п'ють чай, а особливий молочний - лактоза. Їмо яблука, які складаються з цілого набору хімічних речовин - тут і цукор, і яблучна кислота, і вітаміни... Коли шматочки яблука, що прожували, потрапляють у шлунок, на них починають діяти травні соки людини, які допомагають засвоювати всі смачні та корисні речовини не тільки яблука, але й будь-якої іншої їжі. Ми не тільки живемо серед хімічних речовин, а й самі їх складаємо. Кожна людина – її шкіра, м'язи, кров, зуби, кістки, волосся побудовані з хімічних речовин, як будинок із цегли. Азот, кисень, цукор, вітаміни – речовини природного, природного походження. Скло, гума, сталь – це також речовини, точніше матеріали (суміші речовин). І скло, і гума – штучного походження, у природі їх не було. Цілком чисті речовини в природі не зустрічаються або зустрічаються дуже рідко.

Кожна речовина завжди містить певну кількість домішок. Речовину, в якій майже немає домішок, називають чистою. З такими речовинами працюють у науковій лабораторії, шкільному хімічному кабінеті. Зауважимо, що абсолютно чистих речовин немає.

Індивідуальна чиста речовина має певний набір характеристичних властивостей (постійними фізичними властивостями). Тільки чиста дистильована вода має tпл = 0 ° С, tкіп = 100 ° С, не має смаку. Морська вода замерзає при нижчій, а закипає при вищій температурі, смак у неї гірко-солоний. Вода Чорного моря замерзає за нижчої, а закипає за вищої температури, ніж вода Балтійського моря. Чому? Річ у тім, що у морській воді містяться інші речовини, наприклад розчинені солі, тобто. вона є сумішшю різних речовин, склад якої змінюється у межах, властивості ж суміші є постійними. Визначення поняття «суміш» було дано XVII в. англійським вченим Робертом Бойлем: «Суміш – цілісна система, що складається з різнорідних компонентів».

Сумішами є майже всі природні речовини, продукти харчування (крім солі, цукру, деяких інших), багато лікарських та косметичних засобів, товари побутової хімії, будівельні матеріали.

Порівняльна характеристика суміші та чистої речовини

Кожну речовину, що міститься у суміші, називають компонентом.

Класифікація сумішей

Існують однорідні та неоднорідні суміші.

Однорідні суміші (гомогенні)

Додамо невелику порцію цукру в склянку з водою і перемішуватимемо, поки весь цукор не розчиниться. Рідина матиме солодкий смак. Таким чином, цукор не зник, а залишився у суміші. Але його кристаликів ми не побачимо, навіть розглядаючи краплю рідини у потужний мікроскоп. Приготовлена ​​суміш цукру та води є однорідною в ній рівномірно перемішані найдрібніші частинки цих речовин.

Суміші, у яких компоненти неможливо виявити спостереженням, називають однорідними.

Більшість металевих сплавів – також однорідні суміші. Наприклад, у сплаві золота з міддю (його використовують для виготовлення ювелірних прикрас) відсутні червоні частинки міді та жовті частинки золота.

З матеріалів, які є однорідними сумішами речовин, виготовляють багато предметів різноманітного призначення.

До однорідних сумішей належать всі суміші газів, у тому числі повітря. Існує чимало однорідних сумішей рідин.

Однорідні суміші ще називають розчинами, навіть якщо вони тверді чи газоподібні.

Наведемо приклади розчинів (повітря в колбі, кухонна сіль+вода, розмінна монета: алюміній+мідь або нікель+мідь).

Неоднорідні суміші (гетерогенні)

Вам відомо, що крейда не розчиняється у воді. Якщо його порошок всипати в склянку з водою, то в суміші, що утворилася, завжди можна виявити частинки крейди, які видно неозброєним оком або в мікроскоп.

Суміші, у яких компоненти можна знайти спостереженням, називають неоднорідними.

До неоднорідних сумішей належать більшість мінералів, ґрунт, будівельні матеріали, живі тканини, каламутна вода, молоко та інші продукти харчування, деякі лікарські та косметичні засоби.

У неоднорідній суміші фізичні властивості компонентів зберігаються. Так, залізна тирса, змішана з мідними або алюмінієвими, не втрачає здатності притягатися до магніту.

Деякі види неоднорідних сумішей мають спеціальні назви: піна (наприклад, пінопласт, мильна піна), суспензія (суміш води з невеликою кількістю борошна), емульсія (молоко, добре збовтана олія з водою), аерозоль (дим, туман).

Способи поділу сумішей

У природі речовини існують як суміші. Для лабораторних досліджень, промислових виробництв, потреб фармакології та медицини потрібні чисті речовини.

Існує багато методів поділу сумішей. Їх вибирають, враховуючи тип суміші, агрегатний стан та відмінності у фізичних властивостях компонентів.

Способи поділу сумішей

Ці способи ґрунтуються на відмінностях у фізичних властивостях компонентів суміші.

Розглянемо способи поділу гетерогенних та гомогенних сумішей.

Особливим методом поділу компонентів, заснованим на різній поглинання їх певною речовиною, є хроматографія.

Якщо підвісити смужку з фільтрувального паперу над посудиною з червоним чорнилом, занурюючи в них лише кінець смужки. Розчин вбирається папером і піднімається нею. Але межа підйому фарби відстає від межі підйому води. Так відбувається поділ двох речовин: води та барвника в чорнилі.

За допомогою хроматографії російський ботанік М. С. Колір вперше виділив хлорофіл із зелених частин рослин. У промисловості та лабораторіях замість фільтрувального паперу для хроматографії використовують крохмаль, вугілля, вапняк, оксид алюмінію. А чи завжди потрібні речовини з однаковим ступенем очищення?

Для різних цілей необхідні речовини з різним ступенем очищення. Воду для приготування їжі достатньо відстояти для видалення домішок та хлору, що використовується для її знезараження. Воду для пиття потрібно попередньо прокип'ятити. А в хімічних лабораторіях для приготування розчинів та проведення дослідів у медицині необхідна дистильована вода, максимально очищена від розчинених у ній речовин. Особливо чисті речовини, вміст домішок у яких не перевищує однієї мільйонної відсотка, застосовуються в електроніці, напівпровідниковій, ядерній техніці та інших точних галузях промисловості.

У хімії існують поняття чистих речовин та сумішей. Чисті містять молекули лише однієї речовини. У природі переважають суміші, які з різних речовин.

Поняття

Усі речовини можна розділити на дві категорії – чисті та змішані. До чистих речовин відносяться елементи та сполуки, що складаються з однакових атомів, молекул або іонів. Це речовини із постійним складом, що зберігають постійні властивості.
Прикладами чистих речовин є:

• метали та інертні гази, що складаються з атомів;
• вода, що складається із молекул води;
• кухонна сіль, що складається з катіонів натрію та аніонів хлору.

Мал. 1. Чисті речовини.

Якщо у воду підмішати цукор, вона перестане бути чистою речовиною, утвориться суміш. Суміші складаються з кількох різних за структурою чистих речовин, які називають компонентами. Суміші можуть мати будь-який агрегатний стан. Наприклад, повітря - це суміш різних газів (кисню, водню, азоту), бензин - суміш органічних речовин, латунь - суміш цинку та міді.

Мал. 2. Суміші.

Кожна речовина зберігає свої властивості, тому вода із сіллю – солона, а сплав із залізом притягується магнітом. Однак властивості самої суміші можуть змінюватися відповідно до кількісного та якісного складу компонентів. Наприклад, дистильована вода, що пройшла максимальне очищення, в залежності від доданих речовин може придбати солодкий, кислий, солоний або кисло-солоний смак. Причому чим вище концентрація певної речовини, тим сильніше виражений певний смак.

За структурою суміші можуть бути однорідними або поєднувати речовини в різних агрегатних станах. Відповідно до цього виділяють:

• гомогенні чи однорідні - Частки не можна виявити без хімічного аналізу, їх показник однаковий у будь-якому місці проби (сплав металів);
• гетерогенні чи неоднорідні - Частки легко виявити, їх частота неоднорідна в різних місцях суміші (вода з піском).

До гетерогенних сумішей належать:

• суспензії - суміші твердих та рідких речовин (вугілля та води);
• емульсії - суміші різних за щільністю рідин (олії ​​та води).

Якщо один компонент поступається за масою в десятки разів іншому компоненту, його називають домішкою.

Способи очищення

Абсолютно чистих речовин немає. Чистими речовинами вважають речовини, що містять незначну кількість домішок, які не позначаються на фізичних та хімічних властивостях речовини. Щоб максимально очистити речовину, використовуються способи поділу сумішей:

• відстоювання – осідання важких речовин у рідинах;
• фільтрація – відділення частинок від рідини за допомогою фільтрів;
• випарювання – нагрівання розчину до випаровування вологи;
• застосування магніту – виділення за допомогою намагнічування;
• дистиляція - поділ речовин із різною температурою кипіння;
• адсорбція - скупчення однієї речовини на поверхні іншої.

Метали від неметалів можна відокремити за допомогою флотації. Це процес, що ґрунтується на здатності до намокання речовин. У такий спосіб відокремлюють залізо від сірки: залізо намокає і осідає на дно, а сірка не намокає і залишається на поверхні води.

Мал. 3. Флотація.

Що ми дізналися?

З уроку хімії 8 класу дізналися про поняття сумішей та чистих речовин. Елементи та сполуки, що складаються з однорідних молекул, атомів або іонів, а також мають постійні властивості, називаються чистими. Суміші включають кілька чистих речовин різної концентрації та структури. Сполуки можуть повністю змішуватися, утворюючи однорідні речовини, або з'єднуватися неоднорідно. Для поділу сумішей використовують різноманітні методи.

§ 13. СУМІШІ ТА ЇХ СКЛАД

У повсякденному житті ми рідко стикаємося зчистими речовинами. Як нечисленніприкладів чистих речовин можна навести цукор, перманганат калію (марганцівку), кухонну сіль (та йто, якщо до неї не внесені різні добавки, наприкладзаходів, що містять йод для профілактики захворюваньщитовидної залози)(Мал.7).Значно частіше за насоточують суміші речовин, які містять дві або більше індивідуальних сполук, які називають компонентами суміші.

Рис.7. Цукор (а), перманганат калію (б), сіль (в) – приклади
чистих речовин, що використовуються в побуті

Суміші відрізняються величиною частинок речовин, що входять до їх складу. Іноді ці частинки бувають досить великими: якщо змішати річковий пісок з цукровим, ви легко відрізніть окремі кристалики один від одного.

Суміші , в яких частинки складових речовин видно неозброєним оком або під мікроскопом, називаються неоднорідними , абогетерогенними . До таких сумішей можна віднести, наприклад, пральний порошок, кулінарні суміші для випічки млинців або тортів, будівельні суміші.
Існують суміші, при утворенні яких речовини дробляться на дрібні частинки (молекули, іони), не помітні навіть у мікроскоп. Як би ви не вдивлялися в повітря, візуально розрізнити молекули складових його газів вам не вдасться. Марно шукати «неоднорідність» у розчинах оцтової кислоти чи кухонної солі у питній воді. Такі суміші називаються однорідними , або гомогенними .
Гомогенні суміші, як і хімічні речовини, за агрегатним станом можна розділити на газоподібні, рідкі та тверді. Найбільш відомими вам природними сумішами газів є повітря, вже знайомі вам природний та попутний нафтовий газ.
Безумовно, найпоширенішою на Землі рідкою сумішшю, а точніше розчином, є вода морів та океанів. В одному літрі морської води в середньому міститься 35 г солей, основна частина з яких посідає хлорид натрію. На відміну від чистої води, морська має гірко-солоний смак, замерзає при 0 °С, а при –1,9 °С.
З рідкими сумішами у повсякденному житті ви стикаєтесь постійно. Шампуні та напої, мікстури та препарати побутової хімії – все це суміші речовин. Навіть
воду з-під крана не можна вважати чистою речовиною: у ній містяться розчинені солі, дрібні нерозчинні домішки та мікроорганізми, яких частково позбавляються хлоруванням або озонуванням. Проте й у разі воду рекомендується кип'ятити. Спеціальні побутові фільтри допоможуть зробити воду придатною для пиття та очистити її не лише від твердих частинок, а й від деяких розчинених домішок. Широко поширені та тверді суміші. Як ми вже говорили, гірські породи є сумішшю декількох речовин. Грунт, глина, пісок – це також суміші. До твердих штучних сумішей можна віднести скло, кераміку, сплави. Кожному знайомі кулінарні суміші чи суміші, що утворюють пральні порошки.
Як вам відомо з біології, склад повітря, яке ми вдихаємо і потім видихаємо, неоднаковий. У повітрі, що видихається, стає менше кисню, зате більше вуглекислого газу і водяної пари. Але "більше" і "менше" - поняття відносні.
Склад сумішей можна висловити кількісно, ​​тобто. в цифрах. Склад газової суміші виражають об'ємною часткою кожного з її компонентів.
Об'ємною часткою газу в суміші називають відношення обсягу даного газу до загального обсягу суміші, виражене у частках одиниці або відсотках.
ϕ(газу) = V ( газу ) х 100 (%). V ( суміші )
Об'ємну частку газу суміші позначають буквою ϕ (фі). Ця величина показує яку частину загального обсягу суміші займає конкретний газ. Наприклад, ви знаєте, що об'ємна частка кисню повітря становить 21 %, азоту – 78 %. 1%, що залишився, припадає на благородні гази, вуглекислий газ та інші компоненти повітря.
Очевидно, що сума об'ємних часток усіх газів у суміші дорівнює 100%.
Склад рідких та твердих сумішей прийнято виражати величиною, яка називається масовою часткою компонента.
Масовою часткою речовини в суміші називають відношення маси даної речовини до загальної маси суміші, виражене в частках одиниці або відсотках.
ω(речовини) = m (В-ва) х 100 (%). m ( суміші )

Практично будь-яка таблетка в домашній аптечці - це спресована суміш однієї або декількох лікарських речовин і наповнювача, якою можуть виступати гіпс, крохмаль, глюкоза. Будівельні та кулінарні суміші, парфумерні композиції та фарби, добрива та пластмаси мають склад, який може бути виражений у масових частках компонентів, що їх утворюють.
Речовини з домішками – це також суміші. Тільки таких сумішах прийнято виділяти головне (основне) речовина, а сторонні компоненти називають одним словом – домішки. Чим їх менше, тим чистіша речовина.

У деяких сферах техніки використання недостатньо чистих речовин неприпустимо. В атомній енергетиці пред'являються підвищені вимоги як до чистоти ядерного палива, до речовин, у тому числі зроблені самі установки. Мікросхему комп'ютера зробити без особливо чистого кристала кремнію. Світловий сигнал у скловолоконному кабелі, «наткнувшись» на сторонні домішки, «згасне».
Щоб розділити компоненти суміші або очистити основну речовину від домішок, використовують різні способи і методи. Як правило, речовини у суміші зберігають свої фізичні властивості: температуру кипіння, температуру плавлення, розчинність у різних розчинниках. Оскільки властивості однієї речовини відрізняються
від властивостей іншого існує можливість поділу суміші на окремі компоненти. Часто використовують перехід речовин із одного агрегатного стану до іншого.
Поділ сумішей рідких речовин заснований на відмінності в їх температурах кипіння. Такий процес, як ви знаєте з прикладу переробки нафти, називають ректифікацією, чи перегонкою. Ви вже знаєте, що будь-які гази поєднуються в будь-яких співвідношеннях. А чи можна із суміші газів виділити окремі компоненти? Завдання не з найпростіших. Але вчені запропонували дуже ефектне рішення. Суміш газів можна перетворити на рідину і піддати її перегонці. Наприклад, повітря при сильному охолодженні та стиску зріджують, а потім дозволяють википати одному за іншим окремим компонентам, оскільки вони мають різні температури кипіння. Першим із
рідкого повітря випаровується азот, у нього найнижча температура кипіння (-196 ° С). Потім з рідкої суміші кисню та аргону можна видалити аргон (-186 ° С).
Залишається практично чистий кисень (його температура кипіння -183 ° С, рис. 8), який цілком підходить для газового зварювання, хімічного виробництва, а також для медичних цілей.
Перегонку використовують як поділу сумішей деякі компоненти, а й у очищення речовин.
Вода з-під крана чиста, прозора, не має запаху… Але чи чиста ця речовина з погляду хіміка? Загляньте в чайник: накип і коричневий наліт залишаються в
результаті багаторазового кип'ятіння у ньому води. А вапняний наліт на кранах? І природна, і водопровідна вода – це суміш, розчин твердих та газоподібних речовин.

Мал. 8. У рідкому вигляді
кисень пофарбований у світло-
блакитний колір

Звичайно, їх вміст у воді дуже мало, але ці домішки можуть призвести не тільки до утворення накипу, але й серйозніших наслідків. Не випадково ліки для ін'єкцій, розчини реактивів, електроліт для автомобільного акумулятора готують лише з використанням очищеної води, яка називається дистильованою.
Звідки взялася така назва? Справа в тому, що перегонку по-іншому називають дистиляцією. Сутність дистиляції полягає в тому, що суміш нагрівають до кипіння, пари чистої речовини, що утворюються, відводять, охолоджують і знову перетворюють на рідину. Але вона вже не містить забруднюючих домішок.
У лабораторних умовах перегонку ведуть на спеціальній установці (рис. 9). У перегінну колбу, з термометром, наливають суміш, що розділяється, наприклад воду з розчиненими в ній речовинами, і нагрівають до кипіння. Колба з'єднана з низхідним холодильником - пристроєм для конденсації парів киплячої речовини. З цією метою в сорочку холодильника гумовими шлангами подається холодна вода. Сконденсовані у холодильнику краплі чистої речовини потрапляють у колбу-приймач.

Мал. 9. Лабораторна установка для перегонки рідин:
1 – перегінна колба; 2 – термометр; 3 – холодильник;
4 – приймач

Як вчинити, якщо потрібно виділити з розчину не рідину, а розчинену в ній тверду речовину? І тому використовують метод кристалізації. Виділити тверду речовину з розчину методом кристалізації можна випаровуванням розчинника. Для цього призначені спеціальні порцелянові чашки (рис. 10).

Мал. 10. Випарювання
розчину у фарфоровій
чашці

Цей спосіб широко застосовується для видобутку солі концентрованих розчинів соляних озер.
Навколо полин і присмак хіни,
І, міцним натром солона,
Кольорову від променів рівнину
Ледве лиже рівна хвиля.
М.Ушаков
У природі соляні озера – своєрідні гігантські чаші. За рахунок випаровування води на берегах таких озер кристалізується величезна кількість солі, яка після очищення потрапляє до нас на стіл (рис. 11).

Мал. 11. Видобуток солі на соляних озерах
Під час проведення кристалізації не обов'язково випаровувати розчинник. Відомо, що при нагріванні розчинність більшості твердих речовин у воді збільшується, при охолодженні насиченого при нагріванні розчину кілька кристалів випаде в осад.
Лабораторний допит. До 5 г помаранчевих кристалів дихромату калію додають кілька кристаликів перманганату калію (марганцівки) в якості домішки. Суміш розчиняють у 8-10 мл окропу. При охолодженні розчину розчинність дихромату калію різко знижується, речовина випадає осад. Кристали очищеного від марганцівки дихромату відокремлюють, промивають кількома мілілітрів крижаної води. Якщо розчинити очищену речовину у воді, то кольором розчину можна визначити, що перманганату калію воно не містить, він залишився у вихідному розчині.
Для виділення з рідин нерозчинних речовин використовують метод відстоювання . У його основі лежить різна щільність речовин. Якщо частинки твердої речовини досить великі, вони швидко осідають на дно, а рідина стає прозорою (рис. 12). Її можна обережно злити із осаду. Чим менший розмір твердих частинок у рідині, тим довше відстоюватиметься суміш.

Мал. 12. Відстоювання ґрунту у воді

Лабораторний допит. У скляну склянку насипте трохи порошку для чищення посуду і налийте півсклянки води. Утворюється каламутна суміш.
Рідина стане прозорою лише наступного дня. Чому ця суміш відстоюється так довго? Відстоюванням поділяють суміші двох нерозчинних один в одному рідин. Якщо в систему змащення автомобіля потрапила вода, олію доведеться злити. Однак через деякий час суміш розшарується. Вода, що має більшу щільність, утворює нижній шар, зверху знаходиться шар олії.Аналогічно відстоюється суміш води та нафти, води та рослинної олії.

Для поділу таких сумішей зручно користуватися
особливим лабораторним посудом, званим ділильною лійкою (рис. 13).

Мал. 13. Поділ двох рідин, що не змішуються, за допомогою ділильної вирви.
Лабораторний допит. У конічну колбу наливають рівні об'єми води і рослинної олії. При інтенсивному збовтуванні вода та олія розбиваються на дрібні крапельки, утворюючи каламутну суміш. Її переливають у ділильну вирву. Через деякий час суміш розшаровується на більш важкий водний шар та масло, що спливає нагору. Відкриваючи краник ділильної лійки, водний шар відокремлюють від олійного.
Відокремити частинки нерозчинної твердої речовини від рідини можна за допомогою фільтрування. У лабораторії для цього використовується спеціальний пористий папір, що називається фільтрувальним. Частинки твердої речовини не проходять через пори паперу та залишаються на фільтрі. Рідина з розчиненими в ній речовинами (її називають фільтрат) вільно просочується через нього і стає прозорою.
Фільтрування - дуже поширений процес і в побуті, і в техніці, і природі. На водоочисних станціях воду фільтрують через шар чистого піску, на якому затримується мул, домішки нафтопродуктів, частинки ґрунту та глини. Паливо та масло у двигуні автомобіля обов'язково проходять через фільтруючі елементи. Клітинні мембрани, стінки кишечника або шлунка – це також своєрідні біологічні фільтри, пори яких пропускають одні речовини та затримують інші.
Фільтрувати можна не лише рідкі суміші. Не раз ви бачили людей у ​​марлевих пов'язках, та й самим, мабуть, доводилося ними користуватися. Декілька шарів марлі з прокладеною між ними ватою очищають повітря, що вдихається від частинок пилу, смогу, хвороботворних мікробів (рис. 14). У промисловості захисту органів дихання від пилу використовують спеціальні пристрої, звані респіраторами. Повітря, що потрапляє в двигун автомобіля, також очищають від пилу тканинними або паперовими фільтрами.

Мал. 14. Медики та мікробіологи захищають органи дихання спеціальними пов'язками.

? 1. Що таке суміш? Які типи сумішей виділяють за агрегатним станом речовин, що їх утворюють, за ознакою однорідності?
2. Чи правильно словосполучення «молекули повітря»? Чому? Назвіть постійні, змінні та випадкові складові повітря. Зробіть припущення щодо відносного вмісту окремих компонентів у повітрі після грози, у глибоких ущелинах та на гірських вершинах, у лісопарковій зоні та поблизу великого промислового підприємства.

3. Який обсяг кисню міститься у 500 м3 (н.у.) повітря?
4. У природному газі деякого родовища об'ємні частки граничних вуглеводнів рівні: метан – 85 %, етан – 10 %, пропан – 4 % та бутан – 1 %. Який об'єм кожного із газів може бути отриманий із 125 л природного газу (н.у.)?
5. До складу сухої цементної суміші для штукатурних робіт входять 25 % цементу та 75 % піску. Скільки кілограмів кожного компонента потрібно взяти для виготовлення 150 кг такої суміші?
6. Назвіть відомі вам способи поділу сумішей. Що є основою кожного з них? Запропонуйте спосіб поділу наступних сумішей:
а) залізних та мідних стружок;
б) піску і тирси;
в) бензину та води;
г) крейдяної побілки (розділити на крейду та воду);
д) розчину етилового спирту у воді.
7. У період епідемії грипу лікарі рекомендують носити марлеві пов'язки. Для чого? Як зробити таку пов'язку? Як довго її можна носити? Як відновити захисні властивості пов'язки?
8. Старатели відокремлювали золотий пісок від звичайного, змучуючи ґрунт у воді та зливаючи каламутну рідину з осаду. Звідси й пішов вираз «мити золото». Як ви думаєте, на якій властивості золотого піску засновано його відокремлення від піщинок порожньої породи?
9. Підготуйте повідомлення на теми: «Фарби в руках художника» та «Знамениті парфумери» за допомогою ресурсів Інтернету.

Тип уроку.Вивчення нового матеріалу.

Цілі уроку. Навчальні- Вивчити поняття «чиста речовина» і «суміш», однорідні (гомогенні) і неоднорідні (гетерогенні) суміші, розглянути способи поділу сумішей, навчити учнів розділяти суміші на компоненти.

Розвиваючі- Розвинути інтелектуальні та пізнавальні вміння учнів: виділяти суттєві ознаки та властивості, встановлювати причинно-наслідкові зв'язки, класифікувати, аналізувати, робити висновки, виконувати досліди, спостерігати, оформляти спостереження у вигляді таблиць, схем.

Виховні– сприяти вихованню в учнів організованості, акуратності під час проведення експерименту, вміння організовувати взаємодопомогу під час роботи у парах, духу змагальності у виконанні вправ.

Методи навчання. Методи організації навчально-пізнавальної діяльності– словесні (евристична розмова), наочні (таблиці, малюнки, демонстрації дослідів), практичні (лабораторні роботи, виконання вправ).

Методи стимулювання інтересу до навчання- Пізнавальні ігри, навчальні дискусії.

Методи контролю- Усний контроль, письмовий контроль, експериментальний контроль.

Обладнання та реактиви.На столах учнів– аркуші паперу, ложечки для речовин, скляні палички, склянки з водою, магніти, порошки сірки та заліза.

На столі вчителі- ложечки, пробірки, тримач для пробірок, спиртовка, магніт, вода, хімічні склянки, штатив з кільцем, штатив з лапкою, лійка, скляні палички, фільтри, порцелянова чашка, ділильна лійка, пробірка з газовідвідною трубкою, пробірка-приймач -холодильник» з водою, стрічка фільтрувального паперу (2х10 см), червоне чорнило, колба, сито, порошки заліза та сірки в масовому відношенні 7: 4, річковий пісок, кухонна сіль, олія, розчин мідного купоросу, манна, гречана крупи.

ХІД УРОКУ

Організаційний момент

Відзначити відсутніх, пояснити цілі уроку та познайомити учнів із його планом.

План уроку

1. Чисті речовини та суміші. Відмінні особливості.

2. Однорідні та неоднорідні суміші.

3. Способи поділу сумішей.

Розмова на тему «Речовини та їх властивості»

Вчитель. Згадайте, що вивчає хімія.

Учень. Речовини, властивості речовин, зміни, які з речовинами, тобто. перетворення речовин.

Вчитель. Що називається речовиною?

Учень. Речовина – те, із чого складається фізичне тіло.

Вчитель. Ви знаєте, що речовини бувають простими та складними. Які речовини називаються простими, а які складними?

Учень. Прості речовини складаються з атомів одного хімічного елемента, складні – з атомів різних хімічних елементів.

Вчитель. Які фізичні властивості мають речовини?

Учень. Агрегатний стан, температури плавлення, кипіння, електро- та теплопровідність, розчинність у воді та ін..

Пояснення нового матеріалу

Чисті речовини та суміші.
Відмінні особливості

Вчитель. Постійні фізичні властивості мають лише чисті речовини. Тільки чиста дистильована вода має t пл = 0 ° С, t кіп = 100 ° С, не має смаку. Морська вода замерзає при нижчій, а закипає при вищій температурі, смак у неї гірко-солоний. Вода Чорного моря замерзає за нижчої, а закипає за вищої температури, ніж вода Балтійського моря. Чому? Річ у тім, що у морській воді містяться інші речовини, наприклад розчинені солі, тобто. вона є сумішшю різних речовин, склад якої змінюється у межах, властивості ж суміші є постійними. Визначення поняття «суміш» було дано XVII в. англійським вченим Робертом Бойлем: "Суміш - цілісна система, що складається з різнорідних компонентів".

Розглянемо відмінні риси суміші та чистої речовини. Для цього зробимо такі досліди.

Досвід 1. Використовуючи інструкцію до досвіду, вивчіть суттєві фізичні властивості порошків заліза та сірки, приготуйте суміш цих порошків та визначте, чи зберігають ці речовини свої властивості у суміші.

Обговорення із учнями результатів проведеного досвіду.

Вчитель. Опишіть агрегатний стан та колір сірки.

Учень. Сірка – тверда речовина жовтого кольору.

Вчитель. Які агрегатний стан та колір заліза у вигляді порошку?

Учень. Залізо – тверда сіра речовина.

Вчитель. Як ці речовини відносяться: а) до магніту; б) до води?

Учень. Залізо притягується магнітом, а сірка – ні; у воді порошок заліза тоне, т.к. залізо важче за воду, а порошок сірки спливає на поверхню води, тому що не змочується водою.

Вчитель. Що можна сказати про співвідношення заліза та сірки у суміші?

Учень. Співвідношення заліза і сірки суміші може бути різним, тобто. непостійним.

Вчитель. Чи зберігаються властивості заліза та сірки у суміші?

Учень. Так, властивості кожної речовини в суміші зберігаються.

Вчитель. Як можна розділити суміш сірки та заліза?

Учень. Це можна зробити фізичними методами: магнітом чи водою.

Вчитель . Досвід 2Зараз я покажу реакцію взаємодії сірки та заліза. Ваше завдання уважно спостерігати цей досвід і визначити, чи зберігають свої властивості залізо та сірка в отриманому в результаті реакції сульфіді заліза(II) і чи можна виділити з нього залізо та сірку фізичними методами.

Я ретельно перемішую порошки заліза та сірки в масовому відношенні 7: 4:

m(Fе ): m( S ) = А r ( Fе ) : А r ( S ) = 56: 32 = 7: 4,

поміщаю суміш у пробірку, прогріваю в полум'ї спиртування, сильно розжарюю в одному місці і припиняю нагрівання, коли починається бурхлива екзотермічна реакція. Після остигання пробірки обережно розбиваю її, попередньо загорнувши в рушник і витягаю вміст. Уважно подивіться отриману речовину – сульфид заліза(II). Чи видно в ньому окремо сірий порошок заліза та жовтий – сірки?

Учень. Ні, отримана речовина має темно-сірий колір.

Вчитель. Потім випробовую отриману речовину магнітом. Чи поділяються залізо та сірка?

Учень. Ні, отримана речовина не намагнічується.

Вчитель. Поміщаю сульфід заліза(II) у воду. Що ви спостерігаєте у своїй?

Учень. Сульфід заліза (II) тоне у воді.

Вчитель. Чи зберігають сірка та залізо свої властивості, входячи до складу сульфіду заліза(II)?

Учень. Ні, нова речовина має властивості, відмінні від властивостей взятих для реакції речовин.

Вчитель. Чи можна розділити сульфід заліза(II) фізичними методами на прості речовини?

Учень. Ні, ні магніт, ні вода не можуть розділити сульфід заліза(II) на залізо та сірку.

Вчитель. Чи відбувається зміна енергії під час утворення хімічної речовини?

Учень. Так, наприклад, при взаємодії заліза та сірки енергія виділяється.

Вчитель. Занесемо результати обговорення дослідів у таблицю.

Таблиця

Порівняльна характеристика суміші та чистої речовини

Для закріплення цієї частини уроку виконайте вправу: визначте де на малюнку(див. с. 34) зображено просту речовину, складну речовину або суміш.

Однорідні та неоднорідні суміші

Вчитель. З'ясуємо, чи відрізняються суміші на вигляд один від одного.

Вчитель демонструє приклади суспензій (річковий пісок + вода), емульсії (олія + вода) та розчинів (повітря в колбі, кухонна сіль + вода, розмінна монета: алюміній + мідь або нікель + мідь).

Вчитель. У суспензіях видно частинки твердої речовини, в емульсіях – крапельки рідини, такі суміші називаються неоднорідними (гетерогенними), а розчинах компоненти не помітні, є однорідними (гомогенными) сумішами. Розглянемо схему класифікації сумішей(Схема 1).

Схема 1

Наведіть приклади кожного виду сумішей: суспензій, емульсій та розчинів.

Способи поділу сумішей

Вчитель. У природі речовини існують як суміші. Для лабораторних досліджень, промислових виробництв, потреб фармакології та медицини потрібні чисті речовини.

Для очищення речовин застосовують різні способи поділу сумішей (схема 2).

Схема 2

Ці способи ґрунтуються на відмінностях у фізичних властивостях компонентів суміші.

Розглянемо способи поділу гетерогенних сумішей.

Як можна поділити суспензію – суміш річкового піску з водою, тобто очистити воду від піску?

Учень. Відстоюванням, а потім фільтруванням.

Вчитель. Правильно. Поділ відстоюваннямзасноване на різних густинах речовин. Тяжкіший пісок осідає на дно. Так само можна розділити і емульсію: відокремити нафту або олію від води. У лабораторії це можна зробити за допомогою ділильної лійки. Нафта або олія утворює верхній, легший шар. (Учитель демонструє відповідні досліди.)

Внаслідок відстоювання випадає роса з туману, осаджується сажа з диму, відстоюються вершки у молоці.

А на чому ґрунтується поділ гетерогенних сумішей за допомогою фільтрування?

Учень. На різній розчинності речовин у воді та на різних розмірах частинок.

Вчитель. Правильно, через пори фільтра проходять лише порівняні з ними частинки речовин, тоді як більші частки затримуються на фільтрі. Так можна розділити гетерогенну суміш кухонної солі та річкового піску.

Учень показує досвід: наливає в суміш піску та солі воду, перемішує, а потім пропускає завис (суспензію) через фільтр – розчин солі у воді проходить через фільтр, а великі частинки нерозчинного у воді піску залишаються на фільтрі.

Вчитель. А які речовини можна використовувати як фільтри?

Учень. Як фільтри можна використовувати різні пористі речовини: вату, вугілля, обпалену глину, пресоване скло та інші.

Вчитель. Які приклади застосування фільтрування у житті ви можете навести?

Учень. Спосіб фільтрування – це основа роботи побутової техніки, наприклад, пилососів. Його використовують хірурги – марлеві пов'язки; буровики та робітники елеваторів – респіраторні маски. За допомогою чайного ситечка для фільтрування чаїнок Остапу Бендеру – герою твору Ільфа та Петрова – вдалося забрати один із стільців у Еллочки Людоїдки («Дванадцять стільців»).

Вчитель. А тепер, познайомившись із цими способами поділу суміші, давайте допоможемо героїні російської народної казки «Василиса Прекрасна».

Учень. У цій казці Баба-Яга наказала Василисі відокремити жито від чорнушки та мак від землі. Героїні казки допомогли голуби. Ми ж тепер можемо розділити крупи фільтруванням через сито, якщо крупинки мають різні розміри, або збовтування з водою, якщо частинки мають різну щільність або різну змочуваність водою. Візьмемо як приклад суміш, що складається з крупинок різного розміру: суміш манної та гречаної круп.(Учень показує, як манка з меншими розмірами частинок проходить через сито, а гречка залишається на ньому.)

Вчитель. А ось із сумішшю речовин, що мають різну змочуваність водою, ви сьогодні вже знайомилися. Про яку суміш я говорю?

Учень. Йдеться про суміш порошків заліза та сірки. Ми проводили з цією сумішшю лабораторний досвід.

Вчитель. Згадайте, як ви поділяли таку суміш.

Учень. За допомогою відстоювання у воді та за допомогою магніту.

Вчитель. Що ви спостерігали, розділяючи суміш порошків заліза та сірки за допомогою води?

Учень. Порошок сірки, що не змочується, спливав на поверхню води, а важкий порошок заліза, що змочується, осідав на дно..

Вчитель. А як відбувався розподіл цієї суміші за допомогою магніту?

Учень. Порошок заліза притягувався магнітом, а порошок сірки – ні.

Вчитель. Отже, ми познайомилися із трьома способами поділу гетерогенних сумішей: відстоюванням, фільтруванням та дією магнітом. А тепер розглянемо способи поділу гомогенних (однорідних) сумішей. Згадайте, після відокремлення фільтруванням піску ми отримали розчин солі у воді – гомогенну суміш. Як із розчину виділити чисту сіль?

Учень. Випарюванням або кристалізацією.

Вчитель демонструє досвід: вода випаровується, а у фарфоровій чашці залишаються кристали солі.

Вчитель. При випаровуванні води з озер Ельтон та Баскунчак отримують кухонну сіль. Цей спосіб поділу заснований на відмінності в температурах кипіння розчинника та розчиненої речовини.

Якщо речовина, наприклад цукор, розкладається при нагріванні, воду випаровують неповністю - упарюють розчин, а потім з насиченого розчину осаджують кристали цукру.

Іноді потрібно очистити від домішок розчинники з меншою температурою кипіння, наприклад, воду від солі. У цьому випадку пари речовини необхідно зібрати і сконденсувати при охолодженні. Такий спосіб поділу гомогенної суміші називається дистиляцією, або перегонкою.

Вчитель показує перегонку розчину мідного купоросу, вода випаровується при tкип = 100 °С, потім пари конденсуються в пробірці-приймачі, що охолоджується водою в склянці.

Вчитель. У спеціальних приладах – дистиляторах одержують дистильовану воду, яку використовують для потреб фармакології, лабораторій, систем охолодження автомобілів.

Учень демонструє малюнок сконструйованого ним приладу для дистиляції води.

Вчитель. Якщо ж розділяти суміш спирту і води, то першим відганятиметься (збиратися в пробірці-приймачі) спирт з t кип = 78 ° С, а в пробірці залишиться вода. Перегонка використовується для отримання бензину, гасу, газойлю з нафти.

Особливим методом поділу компонентів, заснованим на різній поглинання їх певною речовиною, є хроматографія.

Вчитель демонструє досвід. Він підвішує смужку з фільтрувального паперу над посудиною з червоним чорнилом, занурюючи в них лише кінець смужки. Розчин вбирається папером і піднімається нею. Але межа підйому фарби відстає від межі підйому води. Так відбувається поділ двох речовин: води та барвника в чорнилі.

Вчитель. За допомогою хроматографії російський ботанік М.С.Колір вперше виділив хлорофіл із зелених частин рослин. У промисловості та лабораторіях замість фільтрувального паперу для хроматографії використовують крохмаль, вугілля, вапняк, оксид алюмінію. А чи завжди потрібні речовини з однаковим ступенем очищення?

Учень. Для різних цілей необхідні речовини з різним ступенем очищення. Воду для приготування їжі достатньо відстояти для видалення домішок та хлору, що використовується для її знезараження. Воду для пиття потрібно попередньо прокип'ятити. А в хімічних лабораторіях для приготування розчинів та проведення дослідів у медицині необхідна дистильована вода, максимально очищена від розчинених у ній речовин. Особливо чисті речовини, вміст домішок у яких не перевищує однієї мільйонної відсотка, застосовуються в електроніці, напівпровідниковій, ядерній техніці та інших точних галузях промисловості..

Вчитель. Послухайте вірш Л.Мартинова «Дистильована вода»:

Вода
Вподобала
Литися!
Вона
Блищала
Така чиста,
Що не напитися,
Не вмитися.
І це було недарма.
Їй не вистачало
Верби, тала
І гіркоти квітучих лоз,
Їй водоростей не вистачало
І риби, жирної від бабок.
Їй не вистачало бути хвилястою,
Їй не вистачало текти скрізь.
Їй життя не вистачало
Чистий –
Дистильованій воді!

Для закріплення та перевірки засвоєння матеріалу учні відповідають наступні питання.

1. При подрібненні руди на гірничо-збагачувальних фабрик у неї потрапляють уламки залізних інструментів. Як їх можна витягти з руди?

2. Перед переробкою побутового сміття, а також паперової макулатури необхідно позбавитися залізних предметів. Як найпростіше це зробити?

3. Пилосос всмоктує повітря, що містить пил, а випускає чистий. Чому?

4. Вода після миття автомобілів у великих гаражах виявляється забрудненою машинною олією. Як слід вчинити перед зливом її у каналізацію?

5. Борошно очищають від висівок просіюванням. Чому це роблять?

6. Як розділити зубний порошок та кухонну сіль? Бензин та воду? Спирт та воду?

Литература

Алікберова Л.Ю.Цікава хімія. М: АСТ-Прес, 1999; Габрієлян О.С., Воскобойнікова Н.П., Яшукова А.В.Настільна книга вчителя. Хімія. 8 клас. М: Дрофа, 2002; Габрієлян О.С.Хімія.
8 клас. М: Дрофа, 2000; Гузей Л.С., Сорокін В.В., Суровцева Р.П.Хімія. 8 клас. М: Дрофа, 1995; Ільф І.А., Петров Є.П.Дванадцять стільців. М.: Просвітництво, 1987; Кузнєцова Н.Є., Титова І.М., Гара Н.М., Жегін А.Ю.Хімія. Підручник для учнів 8 класу загальноосвітніх закладів. М: Вентана-Граф, 1997; Рудзітіс Г.Є., Фельдман Ф.Г.Хімія. Підручник для 8 класу загальноосвітніх закладів. М: Просвітництво, 2000; Тільдсепп А.А., Корк В.А. Ми вивчаємо хімію. М: Просвітництво, 1998.

Хімія вивчає речовини та їх властивості. При їх змішуванні виникають суміші, які набувають нових цінних якостей.

Що таке суміш

Суміші називають сукупність індивідуальних речовин. Їх виготовленням займаються не лише вчені у лабораторіях за наявності певних умов. Щодня ми починаємо з ароматного чаю або кави, до якої додаємо цукор. Або варимо смачний суп, який обов'язково потрібно посолити. Це і є справжнісінькі суміші. Тільки ми про це абсолютно не замислюємось.

Якщо неозброєним оком неможливо розрізнити частинки речовин – перед вами однорідні суміші (гомогенні). Їх можна отримати, розчиняючи цей цукор у чаї або каві.

А от якщо до цукру додати пісок, їх частки можна розрізнити легко. Таку суміш вважають неоднорідною чи гетерогенною.

При виготовленні сумішей такого виду можна використовувати речовини, що знаходяться в різному твердому або рідкому. Суміш меленого перцю різного виду або інші приправи найчастіше є неоднорідними сухими складами.

Якщо процесі приготування гетерогенного продукту використовується будь-яка рідина, то отриману масу називають суспензією. Причому розрізняють кілька видів. При змішуванні рідини з утворюються суспензії. Їх прикладом є суміш води з піском чи глиною. Коли будівельник виготовляє цемент, кухар змішує борошно з водою, дитина чистить зуби пастою – усі вони використовують суспензії.

Інший різновид гетерогенних сумішей може бути отриманий при змішуванні двох рідин. Звичайно, якщо їх частинки помітні. Капніть рослинної олії у воду - і отримайте емульсію.

Однорідні суміші

Найвідомішим із цієї групи речовин є повітря. Кожен учень знає, що до його складу входить ряд газів: азот, кисень, двоокис вуглецю та домішки. Чи можна їх розглянути та розрізнити неозброєним оком. Звичайно, ні.

Таким чином, і повітря, і солодка вода – однорідні суміші. Вони можуть бути в різних агрегатних станах. Але найчастіше використовуються рідкі однорідні суміші. Вони складаються з їх розчинника та розчиненої речовини. Причому першим є компонент або рідкий або взятий у більшому обсязі.

Речовини не можуть розчинятися у нескінченній кількості. Наприклад, у літр води можна додати лише два кілограми цукру. Далі цей процес просто не відбуватиметься. Такий розчин стане насиченим.

Цікаве явище є тверді гомогенні суміші. Так, водень легко розподіляється у різних металах. Інтенсивність процесу розчинення залежить багатьох чинників. Вона збільшується з підвищенням температури рідини та повітря, при подрібненні речовин та внаслідок їх перемішування.

Дивним є той факт, що в природі немає абсолютно нерозчинних речовин. Навіть іони срібла розподіляються між молекулами води, утворюючи гомогенну суміш. Такі розчини знаходять широке застосування у побуті та житті людини. Наприклад, усіма улюблене та корисне молоко – однорідна суміш.

Способи поділу сумішей

Іноді виникає необхідність як отримати гомогенні розчини, а й розділити однорідні суміші. Допустимо, в будинку є лише солона вода, а потрібно отримати її кристали окремо. Для цього таку масу випарюють. Однорідні суміші, приклади яких були наведені вище, найчастіше поділяють саме таким способом.

На основі відмінностей у температурі кипіння заснована дистиляція. Всім відомо, що вода починає випаровуватись при 100 градусах за Цельсієм, а етиловий спирт – при 78. Суміш даних рідин нагрівають. Спочатку випаровуються пари спирту. Їх конденсують, тобто переводять у рідкий стан, стикаючись з будь-якою охолодженою поверхнею.

За допомогою магніту поділяють суміші, до складу яких входять метали. Наприклад, залізна і дерев'яна тирса. Рослинну олію та воду окремо можна отримати за допомогою відстоювання.

Гетерогенні та однорідні суміші, приклади яких проілюстровані у статті, мають важливе господарське значення. Корисні копалини, повітря, підземні води, моря, харчові продукти, будівельні матеріали, напої, пасти - все це сукупність індивідуальних речовин, без яких життя було б просто неможливим.