Фильтрованием можно разделить смеси которые состоят из: Способы разделения смесей | Химия

Способы разделения смесей | Химия

• Отстаивание
• Центрифугирование
• Фильтрование
• Действие магнитом
• Выпаривание. Кристаллизация
• Дистилляция (перегонка)

Для получения чистых веществ используют различные способы разделения смесей.

Способы разделения смесей
неоднородных (гетерогенных)	однородных (гомогенных)
— Отстаивание — Фильтрование — Действие магнитом — Центрифугирование	— Выпаривание. Кристаллизация. — Дистилляция (перегонка)

Процессы разделения смесей основаны на различных физических свойствах компонентов, образующих смесь.

Отстаивание

Отстаивание — это разделение неоднородной жидкой смеси на компоненты, путём её расслоения с течением времени под действием силы тяжести.

Отстаиванием можно разделить смесь нерастворимых в воде веществ, имеющих разную плотность.

Пример. Смесь из железных и древесных опилок можно разделить, если высыпать её в сосуд с водой (1), взболтать и дать отстояться. Железные опилки опустятся на дно сосуда, а древесные будут плавать на поверхности воды (2), и их вместе с водой можно будет слить в другой сосуд (3):

На этом же принципе основано разделение смесей малорастворимых друг в друге жидкостей.

Пример. Смеси бензина с водой, нефти с водой, растительного масла с водой быстро расслаиваются, поэтому их можно разделить с помощью делительной воронки:

Отстаиванием также можно разделить вещества, которые осаждаются в воде с различной скоростью.

Пример. Смесь из глины и песка можно разделить, если высыпать её в сосуд с водой (1), взболтать и дать отстояться. Песок оседает на дно значительно быстрее глины (2):

Этот способ используется для отделения песка от глины в керамическом производстве (производство глиняной посуды, красных кирпичей и др. ).

Центрифугирование

Центрифугирование — это разделение неоднородных жидких смесей путём вращения.

Пример. Если компоненты неоднородной жидкой смеси очень малы, такие смеси разделяют центрифугированием. Такие смеси помещают в пробирки и вращают с большой скоростью в специальных аппаратах — центрифугах.

Перед центрифугированием частицы смеси распределены по объёму пробирки равномерно. После центрифугирования более лёгкие частицы всплывают наверх, а тяжёлые оседают на дно пробирки.

С помощью центрифугирования, к примеру, отделяют сливки от молока.

Фильтрование

Фильтрование — это разделение жидкой неоднородной смеси на компоненты, путём пропускания смеси через пористую поверхность. В роли пористой поверхности может выступать бумажная воронка, марля, сложенная в несколько слоёв, или любой другой пористый материал, способный задержать один или несколько компонентов смеси.

Фильтрованием можно разделить неоднородную смесь, состоящую из растворимых и нерастворимых в воде веществ.

Пример. Чтобы разделить смесь, состоящую из поваренной соли и песка, её можно высыпать в сосуд с водой, взболтать и затем эту смесь пропустить через фильтровальную бумагу. Песок остаётся на фильтровальной бумаге, а прозрачный раствор поваренной соли проходит через фильтр:

При необходимости, растворённую поваренную соль из воды можно выделить выпариванием.

Действие магнитом

С помощью магнита из неоднородной смеси выделяют вещества, способные к намагничиванию.

Пример. C помощью магнита можно разделить смесь, состоящую из порошков железа и серы:

Выпаривание. Кристаллизация

Выпаривание — это способ разделения жидких смесей путём испарения одного из компонентов. Скорость испарения можно регулировать с помощью температуры, давления и площади поверхности испарения.

Пример. Чтобы растворённую в воде поваренную соль выделить из раствора, последний выпаривают:

Вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаётся поваренная соль. Иногда применяют упаривание, т. е. частичное испарение воды. В результате образуется более концентрированный раствор, при охлаждении которого растворённое вещество выделяется в виде кристаллов. Этот процесс получил название кристаллизации.

Дистилляция (перегонка)

Дистилляция (перегонка) — это способ разделения жидких однородных смесей путём испарения жидкости с последующим охлаждением и конденсацией её паров. Данный способ основан на различии в температурах кипения компонентов смеси.

Пример. При нагревании жидкой однородной смеси сначала закипает вещество с наиболее низкой температурой кипения. Образующиеся пары конденсируются при охлаждении в другом сосуде. Когда этого вещества уже не останется в смеси, температура начнёт повышаться, и со временем закипает другой жидкий компонент:

Таким способом получают, к примеру, дистиллированную воду.

Разделение смесей. Очистка веществ. Фильтрование.

Чистые вещества и смеси

Мы живем среди химических веществ.

Мы вдыхаем воздух, а это смесь газов (азота, кислорода и других), выдыхаем углекислый газ. Умываемся водой — это еще одно вещество, самое распространенное на Земле. Пьём молоко — смесь воды с мельчайшими капельками молочного жира, и не только: здесь еще есть молочный белок казеин, минеральные соли, витамины и даже сахар, но не тот, с которым пьют чай, а особый, молочный — лактоза. Едим яблоки, которые состоят из целого набора химических веществ — здесь и сахар, и яблочная кислота, и витамины… Когда прожеванные кусочки яблока попадают в желудок, на них начинают действовать пищеварительные соки человека, которые помогают усваивать все вкусные и полезные вещества не только яблока, но и любой другой пищи. Мы не только живем среди химических веществ, но и сами из них состоим. Каждый человек — его кожа, мышцы, кровь, зубы, кости, волосы построены из химических веществ, как дом из кирпичей. Азот, кислород, сахар, витамины — вещества природного, естественного происхождения. Стекло, резина, сталь – это тоже вещества, точнее, материалы (смеси веществ).

И стекло, и резина — искусственного происхождения, в природе их не было. Совершенно чистые вещества в природе не встречаются или встречаются очень редко.

Каждое вещество всегда содержит определенное количество примесей. Вещество, в котором почти нет примесей, называют чистым. С такими веществами работают в научной лаборатории, школьном химическом кабинете. Заметим, что абсолютно чистых веществ не существует.

Индивидуальное чистое вещество обладает определённым набором характеристических свойств (постоянными физическими свойствами). Только чистая дистиллированная вода имеет tпл = 0 °С, tкип= 100 °С, не имеет вкуса. Морская вода замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, вкус у нее горько-соленый. Вода Черного моря замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, чем вода Балтийского моря. Почему? Дело в том, что в морской воде содержатся другие вещества, например растворенные соли, т.е. она представляет собой смесь различных веществ, состав которой меняется в широких пределах, свойства же смеси не являются постоянными.

Определение понятия «смесь» было дано в XVII в. английским ученым Робертом Бойлем: «Смесь — целостная система, состоящая из разнородных компонентов».

Смесями являются почти все природные вещества, продукты питания (кроме соли, сахара, некоторых других), многие лекарственные и косметические средства, товары бытовой химии, строительные материалы.

Признаки сравнения	Чистое вещество	Смесь
Состав	Постоянный	Непостоянный
Вещества	Одно и то же	Различные
Физические свойства	Постоянные	Непостоянные
Изменение энергии при образовании	Происходит	Не происходит
Разделение	С помощью химических реакций	Физическими методами

Каждое вещество, содержащееся в смеси, называют компонентом.

Существуют однородные и неоднородные смеси.

Добавим небольшую порцию сахара в стакан с водой и будем перемешивать, пока весь сахар не растворится. Жидкость будет иметь сладкий вкус. Таким образом, сахар не исчез, а остался в смеси. Ho его кристалликов мы не увидим, даже рассматривая каплю жидкости в мощный микроскоп. Приготовленная смесь сахара и воды является однородной в ней равномерно перемешаны мельчайшие частицы этих веществ.

Большинство металлических сплавов — также однородные смеси. Например, в сплаве золота с медью (его используют для изготовления ювелирных украшений) отсутствуют красные частицы меди и желтые частицы золота.

Из материалов, которые являются однородными смесями веществ, изготовляют много предметов разнообразного назначения.

К однородным смесям принадлежат все смеси газов, в том числе и воздух. Существует немало однородных смесей жидкостей.

Однородные смеси еще называют растворами, даже если они твердые или газообразные.

Приведём примеры растворов (воздух в колбе, поваренная соль + вода, разменная монета: алюминий + медь или никель + медь).

Вам известно, что мел не растворяется в воде. Если его порошок всыпать в стакан с водой, то в образовавшейся смеси всегда можно обнаружить частицы мела, которые видны невооруженным глазом или в микроскоп.

К неоднородным смесям относятся большинство минералов, почва, строительные материалы, живые ткани, мутная вода, молоко и другие продукты питания, некоторые лекарственные и косметические средства.

В неоднородной смеси физические свойства компонентов сохраняются. Так, железные опилки, смешанные с медными или алюминиевыми, не теряют способности притягиваться к магниту.

Некоторые виды неоднородных смесей имеют специальные названия: пена (например, пенопласт, мыльная пена), суспензия (смесь воды с небольшим количеством муки), эмульсия (молоко, хорошо взболтанные растительное масло с водой), аэрозоль (дым, туман).

Способы разделения смесей

В природе вещества существуют в виде смесей. Для лабораторных исследований, промышленных производств, для нужд фармакологии и медицины нужны чистые вещества.

Существует много методов разделения смесей. Их выбирают, учитывая тип смеси, агрегатное состояние и различия в физических свойствах компонентов.

Эти способы основаны на различиях в физических свойствах компонентов смеси.

Рассмотрим способы разделения гетерогенных и гомогенных смесей.

Пример смеси	Способ разделения
Суспензия — смесь речного песка с водой	Отстаивание Разделение отстаиванием основано на различных плотностях веществ. Более тяжелый песок оседает на дно. Так же можно разделить и эмульсию: отделить нефть или растительное масло от воды. В лаборатории это можно сделать с помощью делительной воронки. Нефть или растительное масло образует верхний, более легкий слой. В результате отстаивания выпадает роса из тумана, осаждается сажа из дыма, отстаиваются сливки в молоке.
Смесь песка и поваренной соли в воде	Фильтрование Разделение гетерогенных смесей с помощью фильтрования основано на различной растворимости веществ в воде и на различных размерах частиц. Через поры фильтра проходят лишь соизмеримые с ними частицы веществ, в то время как более крупные частицы задерживаются на фильтре. Так можно разделить гетерогенную смесь поваренной соли и речного песка. В качестве фильтров можно использовать различные пористые вещества: вату, уголь, обожженную глину, прессованное стекло и другие. Способ фильтрования — это основа работы бытовой техники, например пылесосов. Его используют хирурги – марлевые повязки; буровики и рабочие элеваторов — респираторные маски. С помощью чайного ситечка для фильтрования чаинок Остапу Бендеру — герою произведения Ильфа и Петрова — удалось забрать один из стульев у Эллочки Людоедки («Двенадцать стульев»).
Смесь порошка железа и серы	Действие магнитом или водой Порошок железа притягивался магнитом, а порошок серы — нет. Несмачивающийся порошок серы всплывал на поверхность воды, а тяжелый смачивающийся порошок железа оседал на дно.
Раствор соли в воде — гомогенная смесь	Выпаривание или кристаллизация Вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаются кристаллы соли. При выпаривании воды из озер Эльтон и Баскунчак получают поваренную соль. Этот способ разделения основан на различии в температурах кипения растворителя и растворенного вещества. Если вещество, например сахар, разлагается при нагревании, то воду испаряют неполностью — упаривают раствор, а затем из насыщенного раствора осаждают кристаллы сахара. Иногда требуется очистить от примесей растворители с меньшей температурой кипения, например воду от соли. В этом случае пары вещества необходимо собрать и затем сконденсировать при охлаждении. Такой способ разделения гомогенной смеси называется дистилляцией, или перегонкой. В специальных приборах — дистилляторах получают дистиллированную воду, которую используют для нужд фармакологии, лабораторий, систем охлаждения автомобилей. В домашних условиях можно сконструировать такой дистиллятор. Если же разделять смесь спирта и воды, то первым будет отгоняться (собираться в пробирке-приемнике) спирт с tкип = 78 °С, а в пробирке останется вода. Перегонка используется для получения бензина, керосина, газойля из нефти.

Особым методом разделения компонентов, основанным на различной поглощаемости их определенным веществом, является хроматография.

Если подвесить полоску из фильтровальной бумаги над сосудом с красными чернилами, погружая в них лишь конец полоски. Раствор впитывается бумагой и поднимается по ней. Но граница подъема краски отстает от границы подъема воды. Так происходит разделение двух веществ: воды и красящего вещества в чернилах.

С помощью хроматографии русский ботаник М. С. Цвет впервые выделил хлорофилл из зеленых частей растений. В промышленности и лабораториях вместо фильтровальной бумаги для хроматографии используют крахмал, уголь, известняк, оксид алюминия. А всегда ли требуются вещества с одинаковой степенью очистки?

Для различных целей необходимы вещества с различной степенью очистки. Воду для приготовления пищи достаточно отстоять для удаления примесей и хлора, используемого для ее обеззараживания. Воду для питья нужно предварительно прокипятить. А в химических лабораториях для приготовления растворов и проведения опытов, в медицине необходима дистиллированная вода, максимально очищенная от растворенных в ней веществ. Особо чистые вещества, содержание примесей в которых не превышает одной миллионной процента, применяются в электронике, в полупроводниковой, ядерной технике и других точных отраслях промышленности.

Какие типы смесей можно разделить фильтрованием?

Последняя обновленная дата: 05 -я март 2023

•

Общее представление: 185,1K

•

Просмотры сегодня: 1,67K

Ответ

Проверено

различных типов, некоторые типы разделения происходят в домашних хозяйствах, а некоторые — в лабораториях. Также существует множество естественных разделительных фильтров. Смеси также бывают разных типов, например твердые и жидкие, твердые и твердые, газообразные и твердые и т. д.

Полный ответ:
Смеси, которые обычно можно разделить фильтрами, представляют собой смесь твердого вещества с жидкостью, твердого вещества с газом и твердого вещества с твердым телом.
Фильтрация — это процесс, при котором нежелательные частицы отделяются от полезных. Фильтр не пропускает более крупные или нежелательные частицы, но пропускает более мелкие и полезные частицы.
Многие вещи фильтруются в повседневной жизни домашнего хозяйства, например, отфильтровывание более мелких зерен от более крупных, фильтрация чая или кофе, фильтрация молока для отделения от него любых твердых отходов.
Примером отделения твердых частиц от газа могут быть фильтры для очистки воздуха, которые отделяют пыль и другие виды частиц от воздуха, чтобы сделать его очищенным. Они также используются в кондиционерах в настоящее время.
Примеры, показанные выше, относятся к гетерогенным смесям, гомогенные смеси трудно разделить. Даже если разделить гомогенные смеси, их нельзя разделить методом фильтрации.
В лаборатории также используются фильтры для производства мела или карбоната кальция. При реакции хлорида кальция с карбонатом натрия образуется карбонат кальция и хлорид натрия.
Хлорид натрия растворяется в воде и проходит через фильтр, а выпавший в осадок карбонат кальция не проходит через фильтр и застревает.

Примечание:
В основном фильтрация происходит в определенных типах смесей, газ в газе можно разделить, но нельзя разделить через фильтры, поэтому это не называется фильтрацией. Процесс фильтрации лучше всего работает, когда растворенное вещество не растворяется в растворителе. Наиболее простыми примерами фильтруемых смесей являются песок и вода, грязь и вода и т. д.

Недавно обновленные страницы

В Индии по случаю бракосочетания фейерверк 12 класса химии JEE_Main

Щелочноземельные металлы Ba Sr Ca и Mg могут быть организованы 12 класса химии JEE_Main

Что из следующего имеет самый высокий класс электродного потенциала 12 химия JEE_Main

Что из нижеперечисленного является истинным пероксидом A rmSrmOrm2 класс 12 химия JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим атомным радиусом A класс 11 химия JEE_Main

Фосфин получают из следующей руды А Кальций класса 12 по химии JEE_Main

В Индии по случаю бракосочетания фейерверков класс 12 по химии JEE_Main

Щелочноземельные металлы Ba Sr Ca и Mg могут быть отнесены к классу 12 по химии JEE_Main

Что из следующего имеет самый высокий электродный потенциал 12 класса химии JEE_Main

Что из перечисленного является истинным пероксидом A rmSrmOrm2 12 класса химии JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим атомным радиусом А класса 11 химии JEE_Main

Фосфин получается из следующей руды A Calcium Class 12 Chemistry Jee_main

Трендовые сомнения

DK Science: Разделение смесей

2. / Science
3. / E. COPOPLIDIA
5. / Science
6. / E.

Cite

ДЕКАНТАЦИЯ ЗОЛОТА

ДИСТИЛЛЯЦИЯ

ФИЛЬТРАЦИЯ

ХРОМАТОГРАФИЯ

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Вещества в смеси разделяются по различиям в их физических свойствах, таких как размер частиц. Чем больше различаются свойства, тем легче разделить вещества. Чайные листья не растворяются в воде, поэтому их можно ПРОФИЛЬТИРОВАТЬ с помощью сита. Частицы в других смесях могут быть намного меньше; в ХРОМАТОГРАФИИ микроскопические вещества разделяются по тому, насколько легко каждое из них прилипает к другому веществу.

ДЕКАНТАЦИЯ ЗОЛОТА

Для поиска мельчайших частиц золота в реках смесь песка, грязи и гравия набирается в кастрюлю и перемешивается. Частицы золота тяжелее других частиц, поэтому они оседают на дно кастрюли. Более легкие частицы остаются взвешенными в воде и декантируются (выливаются). Этот метод промывки золота называется декантацией. Сливки также отделяют от молока сцеживанием – сливки менее густые, чем молоко.

ПЕРЕГОНКА

При перегонке смесь жидкостей нагревают в колбе. Жидкость с более низкой температурой кипения сначала испаряется (превращается в пар), затем конденсируется (обратно превращается в жидкость) и собирается. Жидкость с более высокой температурой кипения и любые твердые частицы остаются в колбе. При фракционной перегонке жидкости разделяются одна за другой по мере их кипения. Нефтяная промышленность разделяет сырую нефть, используя этот метод.

ФИЛЬТРАЦИЯ

Когда вещества в смеси имеют разные размеры частиц, их разделяют фильтрацией. Смесь сливают через сито или фильтр. Мелкие частицы проскальзывают через отверстия, а более крупные – нет. Фильтрация является первым этапом повторного использования воды. Химики используют фильтры, называемые цеолитами, которые имеют настолько крошечные отверстия, что могут удалять из воды микроскопические частицы.

Грязную воду можно превратить в чистую с помощью фильтра. Поместите контейнер с отверстием в дне в другой контейнер и застелите его фильтровальной бумагой. Заполните контейнер слоями древесного угля, песка и гравия. Налейте грязную воду в емкость. Слои будут отфильтровывать все более мелкие частицы грязи. В результате получается более чистая (но не обязательно пригодная для питья) вода.

Центрифуга похожа на сверхбыструю центрифугу. Он вращает жидкость так быстро, что частицы отделяются друг от друга. Более тяжелые частицы опускаются на дно, а более легкие собираются вверху. Врачи отделяют образцы крови для анализа (исследования) с помощью центрифуги.

ХРОМАТОГРАФИЯ

Ученые разделяют многие жидкие смеси с помощью хроматографии. Смесь растворяют в жидкости или газе для получения раствора. Раствор наносится на твердый материал, и вещества, которые растворяются легче всего, продвигаются вверх по твердому материалу. Разделенные вещества образуют полосы цвета, называемые хроматограммами. Ученые-диетологи изучают хроматограммы, чтобы определить, какие красители содержатся в пище.

БУМАЖНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ

Специалисты по пищевым продуктам разделяют пищевые красители для анализа с помощью бумажной хроматографии.