РАЗДЕЛ И. ОБЩАЯ ХИМИЯ
6. Смеси веществ. Растворы
6.2. Смеси, их типы, названия, состав, методы разделения
Смеси - это совокупность различных веществ, из которых может складываться одно физическое тело. Каждое вещество, что содержится в смеси, называют компонентом. При смешивании новое вещество не возникает. Все вещества, которые входят в состав смеси, сохраняют присущие им свойства. Но физические свойства смеси, как правило, отличаются от физических свойств отдельных компонентов. Смеси бывают однородными и неоднородными.
Однородные (гомогенные) смеси - это смеси, в которых компоненты смешаны на молекулярном уровне (однофазный материал); их невозможно обнаружить при рассматривании невооруженным глазом и даже при использовании мощных оптических приборов. Например , водные растворы сахара, поваренной соли, спирта, уксусной кислоты, металлические сплавы, воздух.
Неоднородные (гетерогенные) смеси формируют так называемые дисперсные системы. Они образуются при смешивании двух и более веществ, которые не растворяются друг в друге (не образуют однородных систем) и не реагируют химически. Компоненты дисперсных систем называют дисперсионным средой и дисперсной фазой; между ними существует поверхность раздела.
По размеру частиц дисперсной фазы системы разделяют на:
• грубодисперсные (> 10-5 м);
• мікрогетерогенні (10-7-10-5 м);
• ультрамікрогетерогенні (10-9-10-7 м), или золи (коллоидные системы)1.
Если частицы дисперсной фазы имеют одинаковый размер, системы называют монодисперсними; если разный - полідисперсними (таковыми являются практически все природные системы). В зависимости от агрегатного состояния дисперсионной среды и дисперсной фазы, различают такие простые дисперсные системы:
|
Дисперсная фаза
|
Дисперсионную среду
|
Обозначения
|
Название
|
Пример
|
|
газообразная
|
газообразное
|
г/г
|
не образуется*
|
|
|
жидкое
|
г/г
|
газовая эмульсия,пена
|
морская, мыльная пена
|
|
твердое
|
г/т
|
пористое тело (твердая пена)**
|
пемза, активированный уголь
|
|
жидкая
|
газообразное
|
г/г
|
аэрозоль
|
облака, туман
|
|
жидкое
|
г/г
|
эмульсия
|
молоко, нефть
|
|
твердое
|
р/т
|
капиллярные системы
|
поролоновая губка, пропитанная водой
|
|
твердая
|
газообразное
|
т/г
|
аэрозоль
|
дым, песчаная буря
|
|
жидкое
|
т/г
|
суспензия, золь, взвесь
|
паста, взвесь глины в воде
|
|
твердое
|
т/т
|
твердая гетерогенная система
|
горные породы, бетон, сплавы
|
* Газы образуют однородные смеси (газообразные растворы).
** Пористые тела по размеру полостей разделяют на:
• микропористые ( 2 нм);
• лезопористі (2-50 нм);
• макропористые (> 50 нм).
Смеси разделяют с помощью физических методов. Для разделения неоднородных смесей используют отстаивание, фильтрование, флотацию и иногда действие магнита.
|
Отстаивание
|
Для разделения смеси, содержащей твердые нерастворимые в воде частицы или нерастворимые друг в друге жидкости. Твердые нерастворимые Частицы или капли жидкости оседают на дно сосуда или всплывают на поверхность смеси. С помощью делительной воронки разделяют жидкости, которые не смешиваются
|
глина и вода; медные опилки, опилки и вода; масло и вода
|
|
Фильтрация
|
Для разделения смеси растворимых и нерастворимых в растворителе веществ. Твердые нерастворимые частицы остаются на фильтре
|
вода + песок; вода + опилки
|
|
Флотация
|
Для разделения смесей веществ с разными показателями смачиваемости
|
Обогащение полезных ископаемых
|
|
Действие магнита
|
Для разделения смесей, содержащих железо или другие металлы (Ni, Co), которые притягиваются магнитом (ферромагнетики)
|
железо + сера; железо + песок
|
Для разделения однородных смесей используют выпаривание и перегонку (дистилляцию).
|
Выпаривание
|
Растворитель испаряется, а растворенное вещество остается в твердой фазе на дне чашки для выпаривания
|
вода и соль; вода и сахар
|
|
Перегонка (дистилляция)
|
Для разделения жидкостей, которые растворены друг в друге. Метод базируется на разности их температур кипения. Жидкие смеси нагревают в колбе и компоненты смеси удаляют при различных температурах
|
природная вода; спирт и вода; нефть
|
_____________________________________________________________
1 Если размеры частиц дисперсной фазы не превышают размеров молекул или ионов (до 1 нм), такие системы называют истинными растворами.