Чистые вещества и смеси Учитель химии высшей категории МОУ «СОШ п.Учебный Ершовского района Саратовской области» Пятахина Антонина Константиновна

Цель урока: Сформировать понятие чистых веществ и смесей; Сформировать понятие массовой и объёмной доли; Научить производить расчёты с использованием этих понятий.

Значительно чаще нас окружают смеси веществ, которые содержат два или более индивидуальных соединения, называемых компонентами Наиболее известной природной смесью газов является воздух.Природный газ, попутный нефтяной газ также представляют собой природные смеси газообразных веществ, основным компонентом которых является метан СН4. К жидкими природными смесями относится нефть.

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 оС, а при -1,9 оС.

С жидкими смесями в повседневной жизни вы сталкиваетесь постоянно. Шампуни и напитки, микстуры и препараты бытовой химии

Широко распространены и твердые смеси. Как мы уже говорили, горные породы представляют собой смесь 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.

Разделение смесей жидких веществ основано на различии в их температурах кипения. Такой процесс называют ректификацией или перегонкой. Ректификацию используют, например, при переработке нефти.

Внешний вид ректификационных колонн

Перегонку используют не только для разделения смесей на отдельные порции, но и для очистки веществ. Вода из-под крана чиста, прозрачна, не имеет запаха… Но чистое ли это вещество с точки зрения химика? Загляните в чайник: накипь и коричневатый налет остаются в результате многократного кипячения в нем воды. А известковый налет на кранах? И природная, и водопроводная вода – это смесь, раствор твердых и газообразных веществ.

Не случайно лекарства для инъекций, растворы реактивов, электролит для автомобильного аккумулятора готовят только с использованием очищенной воды, называемой дистиллированной. Откуда взялось такое название? Все дело в том, что перегонку по-другому называют дистилляцией. Сущность дистилляции состоит в том, что смесь нагревают до кипения, образующиеся пары чистого вещества отводят, охлаждают и вновь превращают в жидкость. Но она уже не содержит загрязняющих примесей.

Лабораторная установка для перегонки жидкостей 1 – перегонная колба, 2 – термометр, 3 – холодильник, 4 - приемник

Как поступить, если требуется выделить из раствора не жидкость, а растворенное в ней твердое вещество? Для этого используют метод кристаллизации. Выделить твердое вещество из раствора методом кристаллизации можно выпариванием растворителя. Для этого и предназначены специальные фарфоровые чашки

В природе соляные озера – это своеобразные гигантские чаши. За счет испарения воды на берегах таких озер кристаллизуется огромное количество соли, которая после очистки попадает к нам на стол

Для выделения из жидкостей нерастворимых веществ используют метод отстаивания. В его основе лежит различная плотность веществ. Если частички твердого вещества достаточно крупные, они быстро оседают на дно, а жидкость становится прозрачной Ее можно осторожно слить с осадка. Чем меньше размер твердых частиц в жидкости, тем дольше будет отстаиваться смесь.

Отстаиванием разделяют и смеси двух нерастворимых друг в друге жидкостей. Если в систему смазки автомобиля попала вода, масло придется слить. Однако через некоторое время смесь расслоится. Вода, имеющая бóльшую плотность, образует нижний слой, сверху отстоится слой масляный. Аналогично отстаивается смесь воды и нефти, воды и растительного масла.

Для разделения таких смесей удобно пользоваться особым прибором - делительной воронкой

Чистые вещества представляет собой индивидуальное химическое соединение, а смеси – композицию разных веществ, сохраняющих в ней свои свойства. Поэтому смесь можно разделить на отдельные компоненты.

Различают гомогенные и гетерогенные смеси. Состав твердых и жидких смесей характеризуется массовой долей компонентов, а состав газовых смесей – объемной долей компонентов.

Состав жидких и твердых смесей принято выражать величиной, которая называется массовой долей компонента. m(вещества) (вещества) = ( 100%) m(смеси)

Смесь любых газов всегда гомогенна. Жидкие однородные смеси могут представлять собой растворы газов, жидких или твердых веществ в жидкостях. Представителями твердых смесей могут служить некоторые сплавы. Смесь любых газов всегда гомогенна. Состав газовой смеси выражают объемной долей каждого из ее компонентов.

Объемную долю газа в смеси обозначают буквой (фи). V(газа) (газа) = ( 100%) V(смеси) Эта величина показывает, какую часть общего объема смеси занимает конкретный газ. Например, объемная доля кислорода в воздухе составляет 21%, азота – 78%. Оставшийся 1% делят между собой благородные газы, углекислый газ и другие компоненты воздуха.

Степень чистоты вещества принято выражать массовой долей основного компонента или массовой долей примесей. Если какое-либо вещество содержит посторонние загрязнения – это тоже смесь, только в этом случае все ненужные, а порой и вредные ее компоненты называют одним словом – примеси. Чем меньше примесей, тем чище вещество. Вещество, содержащее примеси, называют техническим образцом или просто образцом. Следовательно, любой такой образец включает основное вещество и примеси.

m(примесей) w (примесей) = 100% m(образца)

m(осн. в-ва) w(осн. в-ва) = 100% m(образца)

Сумма массовых долей основного вещества и примесей равна 100%: w(осн. в-ва) + w(примесей) = 100% m(образца) = m(осн. в-ва) + m(примес)

Задача Массовая доля примесей в техническом образце цинка составляет 2%. Вычислите массу чистого цинка в 120 кг технического металла.

Решение: Дано: w (примесей) = 2% m(образца) = 120 кг m(Zn) - ? Решение 1. Вычислим массу примесей в 120 кг технического цинка. m(образца) w(примесей) 120 кг 2% m(примесей) = = = 2,4 кг 100% 100% 2. Рассчитаем массу чистого цинка в образце. m(Zn) = m(образца) – m(примесей) = 120 кг – 2,4 кг = 117,6 кг Ответ: m(Zn) = 117,6 кг

Задание на дом. решить задачу: Задача В пищу можно использовать хлорид натрия NaCl (поваренную соль), содержащий не более 0,2% посторонних примесей. В аналитической лаборатории установлено, что в 1,789 г образца соли содержится 1,778 г хлорида натрия. Можно ли использовать продукт в пищевых целях?

Проверяем решение Дано: m(образца) = 1,789 г m(NaCl) = 1,778 г w(примесей) - ? Решение 1. Вычислим массовую долю хлорида натрия в образце поваренной соли. m(NaCl) 1,778 г w (NaCl) = 100% = 100% = 99,4% m(образца) 1,789 г 2. Рассчитаем массовую долю примесей в образце. w(примесей) = 100% - w(NaCl) = 100% – 99,4% = 0,6% Ответ: данный продукт не может быть использован в пищу.