Чистые вещества и смеси веществ
Индивидуальное чистое вещество обладает определённым набором характеристических свойств. От чистых веществ следует отличать смеси веществ, которые могут состоять из двух или большего числа чистых веществ, сохраняющих присущие им свойства.
Смеси веществ делятся на гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные).
| Различные примеры возможных смесей веществ в разных агрегатных состояниях | ||
| Агрегатное состояние составных частей (до образования смеси) | Гомогенная смесь (гомогенная система) | Гетерогенная смесь (гетерогенная система) |
| Твёрдое — твёрдое | Твёрдые растворы, сплавы (например латунь, бронза) | Горные породы (например гранит, минералосодержащие руды и др.) |
| Твёрдое — жидкое | Жидкие растворы (например, водные растворы солей) | Твёрдое в жидком — суспензии или взвеси (например, частицы глины в воде, коллоидные растворы) |
| Жидкое в твёрдом — жидкость в пористых телах (например, почвы, грунты) | ||
| Твёрдое — газообразное | Хемосорбированный водород в платине, палладии, сталях | Твёрдое в газообразном — порошки, аэрозоли, в том числе дым, пыль, смог |
| Газообразное в твёрдом — пористые материалы (например, кирпич, пемза) | ||
| Жидкое — твёрдое | Твёрдые жидкости (например, стекло — твёрдое, но всё же жидкость) | Может принимать разную форму и фиксировать её (например, посуда — разной формы и цвета) |
| Жидкое — жидкое | Жидкие растворы (например, уксус — раствор уксусной кислоты в воде) | Двух- и многослойные жидкие системы, эмульсии (например, молоко — капли жидкого жира в воде) |
| Жидкое — газообразное | Жидкие растворы (например, раствор диоксида углерода в воде) | Жидкое в газообразном — аэрозоли жидкости в газе, в том числе туманы |
| Газообразное в жидком — пены (например, мыльная пена) | ||
| Газообразное — газообразное | Газовые растворы (смеси любых количеств и любого числа газов), напр. воздух. | Гетерогенная система невозможна |
В гомогенных смесях составные части нельзя обнаружить ни визуально, ни с помощью оптических приборов, поскольку вещества находятся в раздробленном состоянии на микроуровне. Гомогенными смесями являются смеси любых газов и истинные растворы, а также смеси некоторых жидкостей и твёрдых веществ, например сплавы.
|
|
|
В гетерогенных смесях либо визуально, либо с помощью оптических приборов можно различить области (агрегаты) разных веществ, разграниченные поверхностью раздела; каждая из этих областей внутри себя гомогенна. Такие области называются фазой.
Гомогенная смесь состоит из одной фазы, гетерогенная смесь состоит из двух или большего числа фаз.
Гетерогенные смеси, в которых одна фаза в виде отдельных частиц распределена в другой, называются дисперсными системами. В таких системах различают дисперсионную среду (распределяющую среду) и дисперсную фазу (раздробленное в дисперсионной среде вещество).
|
|
|
С помощью физических методов разделения можно провести разделение смесей на их составные части, то есть на чистые вещества.
| Обзор известных физических методов разделения смесей веществ, используемых в химии и химической технологии | ||
| Агрегатное состояние составных частей смеси | Физическое свойство, используемое для разделения | Метод разделения |
| Твёрдое — твёрдое | Плотность | Отстаивание, седиментация |
| Смачиваемость | Флотация, пенная флотация | |
| Размер частиц | Просеивание | |
| Растворимость | Экстракция, выщелачивание | |
| Магнетизм | Магнитная сепарация | |
| Твёрдое — жидкое | Плотность | Седиментация, декантация (сливание жидкости с осадка),центрифугирование |
| Температура кипения жидкости | Выпаривание, дистилляция, осушка | |
| Размер частиц | Фильтрование | |
| Растворимость твёрдого вещества | Кристаллизация | |
| Твёрдое — газообразное | Плотность | Седиментация, центробежная сепарация |
| Размер частиц | Фильтрование | |
| Электрический заряд | Электрофильтрование | |
| Жидкое — жидкое | Плотность | Отстаивание (в делительной воронке, в маслоотделителе), центрифугирование |
| Температура кипения | Дистилляция | |
| Растворимость | Экстракция | |
| Жидкое — газообразное | Плотность | Седиментация, центробежная сепарация |
| Растворимость газа | Отгонка газа (путём повышения температуры), промывание с помощью другой жидкости | |
| Газообразное — газообразное | Температура конденсации | Конденсация |
| Абсорбируемость | Абсорбция (поглощение объёмом сорбента) | |
| Адсорбируемость | Адсорбция (поглощение поверхностью сорбента) | |
| Размер частиц | Диффузия | |
| Масса | Центрифугирование |
Чистыми веществами называются вещества, которые при проведении физических методов не разделяются на два или более других веществ и не изменяют своих физических свойств.
|
|
|
В природе не существует абсолютно чистых веществ. Например, так называемый особо чистый алюминий ещё содержит 0,001 % примесей других веществ. Таким образом, абсолютно чистое вещество — это абстракция. Правда, когда речь идет о каком-либо веществе, то химия пользуется этой абстракцией, то есть считает, что вещество истинно чистое, хотя практически берется вещество с некоторым содержанием примесей. Конечно, химик должен стремиться использовать в своей практике по возможности чистые вещества, содержащие минимальное количество примесей. Следует учитывать, что даже незначительное содержание примесей может существенно изменить химические свойства вещества.
|
|
|
| Различия между смесями веществ и сложными веществами | |
| Смесь | Сложное вещество |
| Образуется с помощью физического процесса (смешивание чистых веществ) | Образуется с помощью химической реакции (синтез из простых веществ) |
| Свойства чистых веществ, из которых составлена смесь, остаются неизменными | Свойства простых веществ, из которых получено сложное вещество, в последнем не сохраняются |
| Чистые вещества (простые и сложные) могут находиться в смеси в любом массовом соотношении | Элементы, входящие в состав сложного вещества, всегда находятся в определённом массовом отношении |
| Может быть разделена на составные части (чистые вещества) с помощью физических методов | Может быть разложено на составные части (элементы в виде простых веществ) только с помощью химической реакции (анализ) |
Ион
Это заряженная частица, атом или молекула, которая имеет неодинаковое количество протонов и электронов. Если у частицы больше электронов, чем протонов, то она заряжена отрицательно и называется анион. Например — Cl−. Если в частице электронов меньше, чем протонов, значит, она заряжена положительно и называется катион. Например — Na+.
Радикал
Это частица (атом или молекула), содержащая один или несколько неспаренных электронов. В большинстве случаев химическая связь образуется при участии двух электронов. Частица, имеющая неспаренный электрон, очень активна и легко образует связи с другими частицами. Поэтому время жизни радикала в среде, как правило, очень мало.
· См. также о свободных радикалах при радиолизе в радиобиологии.
Химическая связь
удерживает атомы или группы атомов друг около друга. Различают несколько видов химической связи: ионную, ковалентную (полярную и неполярную),металлическую, водородную.
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 18; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!