Чистое вещество и смеси. Химия. Чистым веществом является нефть


Чистые вещества: примеры. Получение чистых веществ

Вся наша жизнь в буквальном смысле построена на работе различных химических веществ. Мы дышим воздухом, который содержит в себе множество различных газов. На выходе получается углекислый газ, который затем перерабатывается растениями. Мы пьем воду или молоко, которое представляет собой смесь воды с другими компонентами (жиром, минеральными солями, белком и так далее).

Банальное яблоко – это целый комплекс сложных химических веществ, которые взаимодействуют друг с другом и нашим организмом. Как только что-то попадает в наш желудок, вещества, входящие в продукт, поглощенный нами, начинают взаимодействие с желудочным соком. Абсолютно каждый объект: человек, овощ, животное – это набор частиц и веществ. Последние делятся на два разных типа: чистые вещества и смеси. В данном материале разберемся, какие вещества чистые, а какие из них относятся к категории смесей. Рассмотрим способы разделения смесей. А также взглянем на типичные примеры чистых веществ.

чистые вещества, примеры

Чистые вещества

Итак, в химии чистые вещества – это те вещества, что всегда состоят только из одного-единственного вида частиц. И это первое важное свойство. Чистым веществом является вода, например, которая состоит исключительно из молекул воды (то есть своих собственных). Также чистое вещество всегда имеет постоянный состав. Таким образом, каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода и из одного атома кислорода.

Свойства чистых веществ, в отличие от смесей имеют постоянный характер и изменяются при появлении примесей. Только дистиллированная вода имеет температуру кипения, а морская кипит при более высокой температуре. При этом стоит учитывать, что любое чистое вещество не является абсолютно чистым, так как даже чистый алюминий имеет примесь в составе, хоть она и имеет долю в 0.001 %. Возникает вопрос, как выяснить массу чистого вещества? Формула для вычисления выглядит следующим образом – m (масса) чистого вещества = W (концентрация) чистого вещества * смесь / 100 %.

Также существует такой тип чистых веществ, как особо чистые вещества (ультрачистые, высокочистые). Такие вещества используются в производстве полупроводников в различных измерительных и вычислительных устройствах, атомной энергетике и во многих других профессиональных областях.

получение чистых веществ

Примеры чистых веществ

Мы уже выяснили, что чистым веществом является то, что содержит в себе элементы одного вида. Хорошим примером чистого вещества может послужить снег. По сути это та же вода, но в отличие от той воды, с которой мы сталкиваемся ежедневно, эта вода гораздо чище и не содержит примесей. Алмаз тоже является чистым веществом, поскольку он содержит в себе только углерод без примесей. Это же относится и к горному хрусталю. На ежедневной основе мы сталкиваемся с еще одним примером чистого вещества – рафинированным сахаром, который содержит в себе одну лишь сахарозу.

Смеси

Мы уже рассмотрели чистые вещества и примеры чистых веществ, теперь перейдем к другой категории веществ – смесям. Смесь – это когда несколько веществ смешиваются друг с другом. Мы сталкиваемся со смесями на постоянной основе даже в быту. Тот же чай или мыльный раствор представляют собой смеси, которые мы применяем ежедневно. Смеси могут быть созданы человеком, а могут быть природными. Они находятся в твердом, жидком и газообразном состоянии. Как уже было сказано выше, тот же чай является смесью воды, сахара и чая. Это пример смеси, созданной человеком. Молоко является природной смесью, так как оно появляется без участия человека в процессе выработки и содержит в себе множество разных компонентов.

какие вещества чистые

Смеси созданные человеком почти всегда долговечны, а природные под воздействием тепла начинают распадаться на отдельные частицы (молоко, к примеру, прокисает через несколько дней). Смеси также делятся на гетерогенные и гомогенные. Гетерогенные смеси являются неоднородными, а их компоненты видны невооруженным взглядом и под микроскопом. Такие смеси именуют взвесями, которые в свою очередь делят на суспензии (вещество в твердом состоянии и вещество в жидком состоянии) и эмульсии (два вещества в жидком состоянии). Гомогенные смеси однородные, а их отдельные компоненты невозможно рассмотреть. Их также именуют растворами (могут быть веществами в газообразном, жидком или твердом состоянии).

Характеристики смеси и чистых веществ

Для удобства восприятия информация представлена в виде таблицы.

Сравнительный признак

Чистые вещества

Смеси

Состав веществ

Сохраняют постоянный состав

Имеют непостоянный состав

Виды веществ

Содержат одно вещество

Включают в себя различные вещества

Физические свойства

Сохраняют постоянные физические свойства

Имеют непостоянные физические свойства

Изменение энергии вещества

Изменяется при образовании энергии

Не изменяется

какие вещества чистые

Способы получения чистых веществ

В природе многие вещества существуют в виде смесей. Они применяются в фармакологии, промышленном производстве.

Для получения чистых веществ применяются различные методы разделения. Гетерогенные смеси делят с помощью отстаивания и фильтрования. Гомогенные смеси делят с помощью выпаривания и дистилляции. Рассмотрим каждый способ отдельно.

Отстаивание

Этот метод используется для разделения суспензий, таких как смесь речного песка с водой. Главным принципом, на котором основывается процесс отстаивания, является разница в плотностях тех веществ, которые будут разделены. Например, одно тяжелое вещество и вода. Какие чистые вещества тяжелее воды? Это песок, например, который в силу своей массы начнет оседать на дно. Таким же образом разделяют различные эмульсии. Например, от воды можно отделить растительное масло или нефть. Эти вещества в процессе разделения образуют небольшую пленку на поверхности воды. В лабораторных условиях этот же процесс проводят с использованием делительной воронки. Этот способ разделения смесей работает и в природе (без участия человека). Например, осаждение сажи из дыма и отстаивание сливок в молоке.

чистым веществом является

Фильтрование

Этот метод подходит для получения чистых веществ из гетерогенных смесей, например, из смеси воды с поваренной солью. Итак, каким образом работает фильтрация в процессе разделения частиц смеси? Суть заключается в том, что у веществ различные уровни растворимости и размеры частиц.

Фильтр конструируется таким образом, чтобы через него могли пройти только частицы с той же растворимостью или тем же размером, что он может пропустить. Более крупные и другие неподходящие частицы не смогут пройти через фильтр и будут отсеяны. Роль фильтров могут играть не только специализированные устройства и растворы в пределах лаборатории, но и знакомые всем вещи, такие как вата, уголь, обожженная глина, спрессованное стекло и другие пористые объекты. Фильтры используются в реальной жизни гораздо чаще, чем может показаться.

По такому принципу работает всем нам знакомый пылесос, который отделяет крупные частицы мусора и ловко всасывает мелкие, неспособные повредить механизм. Когда вы болеете, то надеваете марлевую повязку, которая может отсеять бактерии. Рабочие, чья профессия связана с распространением опасных газов и пыли, носят респираторные маски, защищающие их от отравления.

свойства чистых веществ

Воздействие магнита и воды

Таким способом можно разделить смесь порошка железа и серы. Принцип разделения основан на воздействии магнита на железо. Частицы железа притягиваются к магниту, в то время как сера останется на месте. Этот же метод можно использовать для отделения других металлических деталей из общей массы разных материалов.

Если порошок серы, смешанный с порошком железа высыпать в воду, то несмачиваемые частицы серы всплывут на поверхность воды, в то время как тяжелое железо сразу же ляжет на дно.

Выпаривание и кристаллизация

Этот способ работает с гомогенными смесями, такими как раствор соли в воде. Это работает в естественных природных процессах и лабораторных условиях. Например, некоторые озера при нагревание испаряют воду, а на ее месте остается поваренная соль. С точки зрения химии, этот процесс основывается на том, что разница между температурой кипения двух веществ, не позволяет им испариться единовременно. Уничтоженная вода обратится в пар, а оставшаяся соль останется в своем обычном состоянии.

Если вещество, которое нужно извлечь (сахар, например) плавится при нагревании, то воду не испаряют полностью. Смесь сначала прогревают, а затем получившуюся модифицированную смесь настаивают, чтобы частицы сахара осели на дне. Иногда стоит более сложная задача - отделение вещества с более высокой температурой кипения. Например, отделение воды от соли. В таком случае, испаренное вещество необходимо собрать, охладить и сконденсировать. Этот метод разделения гомогенных смесей называют дистилляцией (или просто перегонкой). Существуют специальные устройства, которые дистиллируют воду. Такая вода (дистиллированная) активно используется в фармакологии или в автомобильных системах охлаждения. Естественно, этим же методом люди перегоняют спирт.

особо чистые вещества

Хроматография

Последний метод отделения – хроматография. Он основан на том, что некоторые вещества имеют свойство поглощать другие компоненты веществ. Это работает следующим образом. Если вы возьмете кусочек бумаги или ткани, на которой что-то написано чернилами и погрузите ее часть в воду, то заметите следующее: вода начнет впитываться бумагой или тканью и будет ползти вверх, а вот красящее вещество будет немного отставать. Используя данную методику ученый М. С. Цвет смог отделить хлорофилл (вещество, дающее зеленый окрас растениям) от зеленых частей растения.

fb.ru

Чистые вещества — урок. Химия, 8–9 класс.

В античные времена древнегреческими учёными было сформулировано предположение, которое позже полностью подтвердилось — о том, что вещества состоят из мельчайших невидимых глазу частиц.

 

Например, вода состоит из одинаковых частиц, называемых молекулами воды. Сахар состоит из одинаковых частиц, называемых молекулами сахара. Вода и сахар — это чистые вещества.

Чистыми веществами называются вещества, которые состоят из частиц одинакового вида.

Если же сахар смешать с водой, происходит диффузия — молекулы сахара проникают между молекулами воды. Образуется раствор, в состав которого входят как молекулы воды, так и молекулы сахара.

Раствор — это смесь веществ.

 

Смесями называют вещества, в состав которых входят частицы разного вида.

Все вещества являются либо чистыми, либо смесями.

 

Shema_2.jpg

 

Чистые вещества состоят из частиц одного вида, а смеси — из частиц разного вида.

 

Кроме веществ, состоящих из молекул, существуют вещества, имеющие немолекулярное строение.

Например, металлы и инертные газы состоят не из молекул, а из более мелких частиц — атомов.

 

Таким образом, медь состоит только из атомов меди, а цинк состоит только из атомов цинка. Медь и цинк — чистые вещества. Если к меди добавить цинк и сильно нагреть, получится сплав, который называют латунью.

Латунь — это смесь, в состав которой входят как атомы меди, так и атомы цинка.

Существуют вещества немолекулярного строения, состоящие из частиц другого вида, называемых ионами. В состав ионных соединений входят не электрически нейтральные атомы или молекулы, а частицы, несущие на себе положительный или отрицательный заряд.

 

Примером таких веществ может служить хлорид натрия, то есть обычная поваренная соль, кристаллы которой состоят из положительно заряженных ионов натрия и отрицательно заряженных ионов хлора. Поваренная соль является чистым веществом. Если же её растворить в воде, образуется раствор, который является смесью двух веществ — воды и поваренной соли.

Сравнение чистых веществ и смесей

 

Чистые вещества

Состав

Чистое вещество состоит из частиц одного вида. 

Например, вода состоит только из молекул воды.

  

Чистое вещество имеет постоянный состав.

Например, любая молекула воды состоит из двух атомов химического элемента водорода и одного атома химического элемента кислорода. 

Смесь состоит из частиц разного вида. Например, раствор сахара в воде содержит как молекулы воды, так и молекулы сахара.

  

Смесь не имеет постоянного состава: содержание отдельных составных частей одной и той же смеси может быть разным. Условно говоря, в стакане воды можно растворить и одну чайную ложку сахара, и две.

СвойстваЧистое вещество имеет постоянные свойства.

В смеси каждое  вещество в основном сохраняет свои свойства.

Например, железо так же, как обычно, притягивается магнитом, поваренная соль остаётся солёной.

 

Физические свойства смеси отчасти меняются с изменением её количественного состава.

 

Обрати внимание!

Следует иметь в виду, что идеально чистых веществ не существует, поскольку ни одно из веществ невозможно полностью очистить от содержащихся в нём примесей.

Какое же вещество в таком случае на практике считается чистым?

Практически чистым (чистым) называют вещество, в котором содержание примесей столь ничтожно, что эти примеси существенным образом не влияют на его свойства.

Например, вода считается практически чистой, если образец жидкости не имеет цвета, вкуса и запаха, замерзает при температуре \(0\) °С, кипит при температуре \(+100\) °С, при температуре \(+4\) °С имеет плотность \(1000\) кг/м³ и практически не проводит электрический ток.

 

Чистые вещества: кислород, дистиллированная вода, рафинированный сахар

 

В некоторых отраслях науки и техники используют особо чистые вещества.

 

Zoloto.jpg Kremnij.jpg

В банках золото хранится в слитках, массовая доля благородного металла в которых составляет \(99,9\) %; в технике для изготовления электронных приборов и микросхем используется кремний, чистота которого составляет \(99,999\) %.

 

В природе, в технике и в повседневной жизни большей частью приходится иметь дело со смесями. Так, смесью является воздух, природная вода, почва, биологические жидкости, пища и многое другое.

Смеси бывают двух видов: однородные (гомогенные) и неоднородные (гетерогенные).

 

Shema_3.jpg

 

www.yaklass.ru

Чистое вещество и смеси. Химия

В 8-м классе школьники изучают в курсе химии чистые вещества и смеси. Наша статья поможет им разобраться в этой теме. Мы расскажем, какие вещества называют чистыми, а какие – смесями. А вы когда-нибудь задумывались над вопросом: «Существует ли абсолютно чистое вещество?» Возможно, ответ вас удивит.

чистое вещество

Для чего эту тему изучают в школе?

Прежде чем рассматривать определение «чистого вещества», необходимо разобраться с вопросом: «С каким веществом мы на самом деле имеем дело – с чистым или смесью?»

Во все времена чистота вещества волновала не только научных сотрудников, ученых, но и простых людей. Что мы обычно вкладываем в это понятие? Каждый из нас хочет пить воду без примесей тяжелых металлов. Мы хотим дышать свежим воздухом, который не загрязнен выхлопными газами автомобилей. Но можно ли назвать незагрязненные воду и воздух чистыми веществами? С точки зрения науки – нет.

Что такое смесь?

Итак, смесь – это вещество, которое содержит молекулы нескольких видов. Теперь подумайте о составе воды, кторая течет из крана – да-да, в ней много примесей. В свою очередь вещества, которые составляют смесь, называются компонентами. Рассмотрим пример. Воздух, которым мы дышим, – это смесь разных газов. Компоненты, входящие в его состав – кислород, азот, углекислый газ и так далее. В случае, если масса одного компонента в десятки раз меньше массы другого, то такое вещество называют примесью. Часто в природе встречается воздух, который загрязнен примесями сероводорода. Этот газ имеет запах тухлых яиц и является ядовитым для человека. Когда отдыхающие на берегу реки разводят костер, то он загрязняет воздух углекислым газом, который тоже опасен в большом количестве.

У особо догадливых ребят, возможно, уже возник вопрос: «Что чаще встречается – чистые вещества или смеси?» Отвечаем на ваш вопрос: «В основном все, что нас окружает – это смеси».

Таким удивительным образом устроена природа.

чистые вещества и смеси

Несколько слов о видах чистых веществ

В начале статьи мы обещали рассказать о том, существуют ли вещества абсолютно без примесей. Как вы думаете, бывают ли такие? О водопроводной воде мы уже говорили. Номожет ли содержать в себе примеси родниковая вода? Ответ на этот вопрос прост: абсолютно чистые вещества в природе не встречаются. Однако в научных кругах принято говорить об относительной чистоте вещества. Звучит это так: «Вещество чистое, но с оговоркой». Так, например, оно может быть чистым технически. Чернила черные и фиолетовые содержат примеси. Если их нельзя обнаружить при помощи химической реакции, то такое вещество называют химически чистым. Такой бывает дистиллированная вода.

О чистоте

Итак, пришло время поговорить о чистом веществе. Это такое вещество, которое в своем составе имеет частицы только одного вида. Оказывается, оно имеет особенные свойства. У него есть еще одно название: индивидуальное вещество. Давайте попробуем охарактеризовать свойства чистой воды:

  • индивидуальное вещество: дистиллированная вода;
  • температура кипения – 100°C;
  • температура плавления – 0°C;
  • такая вода не имеет вкуса, запаха и цвета.

чистые вещества в природе

Как разделять вещества?

Этот вопрос тоже уместен. Очень часто в быту и на производстве (в большей мере) человек разделяет вещества. Так, например, в молоке образуются сливки, которые можно собрать с поверхности, если применить метод отстаивания. Во время переработки нефти человек производит бензин, ракетное топливо, керосин, машинное масло и так далее. На всех этапах переработки человек применяет самые разные способы разделения смесей, которые зависят от агрегатного состояния вещества. Рассмотрим каждый из них.

Фильтрация

Данный метод применяют в том случае, когда есть жидкое вещество, в котором содержатся нерастворимые твердые частицы. Например, вода и речной песок. Такую смесь человек пропускает через фильтр. Таким образом, песок задерживается в фильтре, а чистая вода спокойно через него проходит. Мы редко придаем этому значение, но каждый день на кухне многие горожане пропускают воду из-под крана через очистительные фильтры. Так что в определенной степени вы можете считать себя учеными!

что чаще встречается чистые вещества или смеси

Отстаивание

Об этом методе мы сказали несколько слов чуть выше. Однако рассмотрим его подробнее. К такому методу химики прибегают в случае, когда необходимо разделить суспензии или эмульсии. Например, если в чистую воду проникло растительное масло, то полученную смесь необходимо встряхнуть, затем дать ей настояться некоторое время. После этого человек будет наблюдать явление, когда масло в виде пленки покроет воду.

В лабораториях химики применяют еще один метод, который называется делительная воронка. При использовании этого способа очищения плотная жидкость проникает в емкость, а то, что легче – остается.

Метод отстаивания имеет серьезный недостаток – это низкая скорость протекания процесса. В этом случае необходимо длительное время для формирования осадка. На промышленных предприятиях такой способ все равно используют. Инженеры проектируют специальные конструкции, которые имеют название «отстойники».

Магнит

Каждый из нас хотя бы раз в жизни играл с магнитом. Его удивительное свойство притягивать металлы казалось магическим. Находчивые люди догадались применить магнит для того, чтобы разделять смеси. Например, разделение деревянных и железных опилок возможно при помощи магнита. Но стоит учесть, что не все металлы он может притягивать, ему подвластны только те смеси, в которых содержатся ферромагнетики. К ним можно отнести никель, тербий, кобальт, эрбий и так далее.

химия чистые вещества и смеси

Дистилляция

Этот термин имеет латинские корни, в переводе означает «стекание каплями». Такой метод представляет собой разделение смесей, основанное на разницах температуры кипения веществ. Именно этот способ поможет разделить воду и спирт. Последнее вещество испаряется при +78°C. Когда его пары касаются холодных стенок и поверхностей, пары конденсируются, превращаясь в жидкое вещество.

В тяжелой промышленности данным методом добывают продукты нефти, чистые металлы, а также разнообразные душистые вещества.

Можно ли разделить газы?

Мы с вами говорили про чистые вещества и смеси в жидком и твердом состоянии. А как быть, если необходимо провести разделение газовых смесей? Светлые головы химической промышленности сегодня практикуют несколько физических способов разделения газообразных смесей:

  • конденсация;
  • сорбирование;
  • мембранное разделение;
  • дефлегмация.

виды чистых веществ

Итак, в нашей статье мы с вами рассмотрели понятие чистых веществ и смесей. Мы выяснили, что чаще встречается в природе. Теперь вы знаете различные способы разделения смесей – и некоторые из них можете продемонсттрировать самостоятельно, например магнит. Надеемся, что наша статья была для вас полезной. Изучайте науку сегодня, чтобы завтра она помогла вам решить любую проблему – как у себя дома, так и на производстве!

fb.ru


Смотрите также