Что такое однородная смесь

Чистые вещества и смеси

Смеси

Смесь — это совокупность из двух или большего числа различных веществ, химически не соединённых между собой. Вещества в смеси могут находиться в любых соотношениях.

Пример. Атмосферный воздух представляет собой смесь газов, состоящую из кислорода, азота и других газов.

Вещества, которые входят в состав смеси, называются компонентами смеси.

Смеси делятся на однородные (гомогенные) и неоднородные (гетерогенные).

Однородные (гомогенные) смеси — это смеси, в которых невооружённым глазом или даже с помощью микроскопа нельзя обнаружить компоненты, входящие в состав смеси.

Пример. Вода с растворённым в ней сахаром, воздух, большинство металлических сплавов — однородные смеси.

Однородные смеси иначе ещё называются растворами. Раствор — это однородная смесь, которая состоит из растворённого вещества и растворителя.

Физические свойства однородных смесей могут отличаться от свойств их компонентов.

Пример. Вода закипает при температуре 100 °C, а водный раствор соли — при более высокой температуре. Сплав олова со свинцом, используемый для паяния, плавится при более низкой температуре, чем чистые металлы.

Неоднородные (гетерогенные) смеси — это смеси, в которых невооружённым глазом или при помощи микроскопа можно увидеть компоненты, входящие в состав смеси.

Пример. Вода с песком, живые ткани, мутная вода, молоко — неоднородные смеси.

В неоднородных смесях физические свойства компонентов сохраняются.

Пример. Вода с песком закипает при температуре 100 °C.

Неоднородные смеси иначе ещё называются механическими смесями.

По агрегатному состоянию смеси можно разделить на три группы:

Чистые вещества

Чистое вещество — это вещество, состоящее из частиц только одного вещества. Абсолютно чистые вещества получить невозможно, поэтому чистыми веществами условились называть такие вещества, в которых почти нет примесей. Примесь — это вещество, содержащееся в основном веществе в очень малом количестве.

Чистые вещества делятся на простые и сложные.

Простые вещества — это вещества, которые состоят из атомов одного химического элемента.

Пример. Кислород (O₂), аргон (Ar), азот (N₂) — простые вещества.

Сложные вещества — это вещества, которые состоят из атомов разных химических элементов.

Пример. Вода (H₂O), углекислый газ (CO₂), поваренная соль (NaCl) — сложные вещества.

Сложные вещества иначе ещё называются химическими соединениями.

Источник

Вещества и смеси в химии — чем отличаются

Что такое чистое вещество — понятие

Чистые вещества — индивидуальные, состоящие из частиц одного типа. Чистое вещество может являться простым веществом (состоять из атомов одного элемента) или соединением (состоять из атомов нескольких элементов). Такие вещества необходимы для изучения их индивидуальных свойств и для получения новых соединений. Например, дистиллированная вода является чистым веществом, так как состоит из одинаковых частиц, которые являются молекулами воды.

Чем отличается от смеси, пример

Смесь — система, образующаяся при смешивании нескольких различных по свойствам веществ. Их называют компонентами смеси. Примесь — компонент, который обладает массой в десятки раз меньшей массы другого компонента.

Отличия чистых веществ от смеси:

Однородные и неоднородные смеси

Смеси можно классифицировать по агрегатному состоянию и внешним признакам. Смеси могут находиться в газообразном, жидком и твердом агрегатном состоянии.

Однородные или гомогенные смеси — те, в которых вещества находятся в раздробленном состоянии на микроуровне. Невооруженным глазом или с помощью микроскопа нельзя увидеть границу между компонентами.

Неоднородные или гетерогенные смеси — вид смесей, в которых частицы различных компонентов можно обнаружить невооруженным глазом или с помощью микроскопа.

Для классификации смесей обращают внимание на агрегатное состояние того вещества, в среде которого оказывается распределено другое вещество. Для таких систем также вводятся условные обозначения: агрегатное состояние частиц, распределенных в среде, агрегатное состояние среды.

Распространенным примером однородных газообразных смесей является воздух, который является смесью азота, кислорода, аргона, углекислого газа, водяного пара и других примесей.

К неоднородным газовым смесям относятся туманы (частицы жидкости в газе) и дымы (твердое в газе), имеющие общее название — аэрозоли.

Растворами называют жидкие однородные смеси. Примеры: морская вода; медицинский спирт; нашатырный спирт.

К неоднородным жидким смесям относятся, например взвесь песка в воде, молоко (капельки жира в жидкости), мыльная пена (пузырьки газа в жидкости).

К однородным твердым смесям относятся сплавы, например, латунь — сплав меди с цинком.

К неоднородным твердым смесям относятся, например пемза (пузырьки газа в твердом веществе), жемчуг, гранит.

Методы разделения смесей и очистки веществ

Неоднородные смеси неустойчивы во времени под действием силы тяжести. Поэтому в них происходит самопроизвольный процесс разделения смесей — отстаивание. Составные вещества с меньшей плотностью всплывают, а с большей — оседают. Например, так можно отделить мел от воды.

Для ускорения процесса осаждения вещества используют центрифугирование — разделение смеси под действием центробежной силы, для этого используются аппараты со вращающимися емкостями (центрифуги). При вращении твердые частицы оседают на дно, легкие — всплывают на поверхность.

После отстаивания или центрифугирования надосадочную жидкость отделяют от осадка методом декантации (сливают с осадка).

Для разделения смесей веществ, агрегатные состояния веществ в которых различаются, используют также фильтрование. В процессе фильтрования смесь пропускают через пористый материал — фильтр, на нем задерживаются частицы с размером большим, чем размеры пор. Жидкость и частицы меньшего размера проходят через фильтр.

В частных случаях неоднородные смеси разделяют благодаря магнитным свойствам компонентов. Это называется магнитная сепарация. Взаимодействие частиц железа с магнитом позволяет отделить их от смеси с порошком серы.

Если смесь является раствором тугоплавкого твердого вещества в жидкости используют выпаривание. Смесь нагревают до полного или частичного испарения жидкости, в результате в емкости остается твердое вещество.

Для разделения жидких однородных смесей используют метод дистилляции или перегонки. Смесь нагревают, при этом компоненты испаряются поочередно, начиная с самого легкокипящего. Пары отводят, конденсируют на холодных поверхностях, в результате получают индивидуальные компоненты.

Так получают, например, очищенную от примесей воду, именно из-за этого ее называют дистиллированной. Этот метод также широко применяется в нефтяной промышленности для разделения на фракции.

На каких свойствах веществ основано разделение смесей

Можно сделать вывод: разделение смесей основано на том, что у компонентов различается плотность, магнитные свойства, агрегатное состояние, температура кипения и другие свойства.

Источник

Однородность смеси

Однородность смеси – показатель качества, оцениваемый коэффициентом вариации отдельных (частных) показателей, например водонасыщения и предела прочности при сжатии при +50°С.

[Справочник дорожных терминов, М. 2005 г.]

Полезное

Смотреть что такое «Однородность смеси» в других словарях:

Однородность смеси — показатель качества, оцениваемый коэффициентом вариации отдельных (частных) показателей, например водонасыщения и предела прочности при сжатии при +50°С. Источник: Справочник дорожных терминов … Строительный словарь

Однородность бетонной смеси — – показатель, характеризующий равномерность распределения компонентов бетонной смеси в ее объеме. Примечание. Однородность бетонной смеси характеризует качество её перемешивания. [СТО НО СТРО Й 2.6.54 2011] Рубрика термина: Свойства бетона… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Однородность — – идентичность состава и структуры материала по всему объёму. [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Рубрика термина: Свойства материалов Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Смеси изоморфные* — Если раствор, содержащий два или несколько изоморфных между собой веществ, подвергается кристаллизации, то образующиеся при этом кристаллы, будучи вполне однородными, содержат одновременно все изоморфные вещества, бывшие в растворе. Количества… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Смеси изоморфные — Если раствор, содержащий два или несколько изоморфных между собой веществ, подвергается кристаллизации, то образующиеся при этом кристаллы, будучи вполне однородными, содержат одновременно все изоморфные вещества, бывшие в растворе. Количества… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Связность бетонной смеси — – способность сохранять однородность на различных технологических этапах (транспортирования, укладки, уплотнения). [Ушеров Маршак А. В. Бетоноведение: лексикон. М.: РИФ Стройматериалы. 2009. – 112 с.] Связность бетонной смеси –… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Нерасслаиваемость смеси — – свойство смесей при перевозке и формовании не отделять вяжущее, воду или растворную часть и не изменять однородность, полученную при изготовлении. [Справочник дорожных терминов, М. 2005 г.] Рубрика термина: Свойства бетона Рубрики… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Оптическая однородность в кварцевом стекле — – показатель качества, характеризующийся отклонением показателя преломления кварцевого стекла в одном направлении. [ГОСТ 16548 80] Рубрика термина: Дефекты стекла Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Расслаиваемость бетонной смеси — Расслаиваемость: способность бетонной смеси из материалов различной крупности терять однородность при транспортировании и укладке. Источник: ОДМ 218.3.015 2011. Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации по… … Официальная терминология

Нерасслаиваемость смеси — свойство смесей при перевозке и формовании не отделять вяжущее, воду или растворную часть и не изменять однородность, полученную при изготовлении. Источник: Справочник дорожных терминов … Строительный словарь

Источник

Способы разделения смесей

Для получения чистых веществ используют различные способы разделения смесей.

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.

Источник

С пособы разделения смесей (и гетерогенных, и гомогенных) основаны на том факте, что вещества, входящие в состав смеси, сохраняют свои индивидуальные свойства. Гетерогенные смеси могут различаться по составу и фазовому состоянию, например: газ+жидкость; твердое вещество+жидкость; две несмешивающиеся жидкости и др. Основные способы разделения смесей представлены на схеме ниже. Рассмотрим каждый способ отдельно.

Разделение гетерогенных смесей

ФИЛЬТРОВАНИЕ

метод основанный на различной растворимости веществ и разных размерах частиц компонентов смеси. Фильтрование позволяет отделить твердое вещество от жидкости или газа.

Размер пор в фильтровальной бумаге таков, что позволяет молекулам воды и молекулам растворенного вещества беспрепятственно просачиваться. Частицы размером больше 0,01мм задерживаются на фильтре и не проходят сквозь него, таким образом формируется слой осадка.

Запомни! С помощью фильтрования нельзя разделить истинные растворы веществ, то есть растворы, в которых растворение произошло на уровне молекул или ионов.

Кроме фильтровальной бумаги в химических лабораториях используют специальные фильтры с

разным размером пор.

Фильтрование газовых смесей принципиально не отличается от фильтрования жидкостей. Разница заключается только в том, что при фильтровании газов от твердых взвешенных частиц (ТВЧ) используются фильтры специальных конструкций (бумажный, угольный) и насосы для принудительного прокачивания газовой смеси через фильтр, например фильтрация воздуха в салоне автомобиля или вытяжка над плитой.

Фильтрованием можно разделить:

ОТСТАИВАНИЕ

Данным методом можно разделять и несмешивающиеся жидкости. Для этого используют делительную воронку.

Отстаиванием можно разделить смеси:

МАГНИТНАЯ СЕПАРАЦИЯ

Метод основан на разных магнитных свойствах твердых компонентов смеси. Данный метод используют при наличии в смеси веществ-ферромагнетиков, то есть веществ, обладающих магнитными свойствами, например железа.

Все вещества, по отношению к магнитному полю, условно можно разделить на три большие группы:

Магнитной сепарацией можно разделить:

Разделение гомогенных смесей

Для разделения жидких гомогенных смесей (истинных растворов) используют следующие методы:

ВЫПАРИВАНИЕ. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ.

Метод основан на различных температурах кипения растворителя и растворенного вещества. Используется для выделения растворимых твердых веществ из растворов. Выпаривание обычно проводят следующим образом: раствор наливают в фарфоровую чашку и нагревают ее, постоянно перемешивая раствор. Вода постепенно испаряется и на дне чашки остается твердое вещество.

При этом испаренное вещество (воду или растворитель) можно собрать методом конденсирования на более холодной поверхности. Например, если поместить холодное предметное стекло над выпаривательной чашкой, то на его поверхности образуются капли воды. На этом же принципе основан метод дистилляции.

ДИСТИЛЛЯЦИЯ. ПЕРЕГОНКА.

В природе вода в чистом виде (без солей) не встречается. Океаническая, морская, речная, колодезная и родниковая вода – это разновидности растворов солей в воде. Однако часто людям необходима чистая вода, не содержащая солей (используется в двигателях автомобилей; в химическом производстве для получения различных растворов и веществ; при изготовлении фотографий). Такую воду называют дистиллированной, именно ее применяют в лаборатории для проведения химических опытов.

Перегонкой можно разделить:

ХРОМАТОГРАФИЯ

Можно самостоятельно получить хроматограмму и увидеть сущность метода на практике. Нужно смешать несколько чернил и каплю полученной смеси нанести на фильтровальную бумагу. Затем точно в середину цветного пятнышка начнем по каплям приливать чистую воду. Каждую каплю нужно вносить только после того, как впитается предыдущая. Вода играет роль элюэнта, переносящего исследуемое вещество по сорбенту — пористой бумаге. Вещества, входящие в состав смеси, задерживаются бумагой по-разному: одни хорошо удерживаются ею, а другие впитываются медленнее и продолжают некоторое время растекаться вместе с водой. Вскоре по листу бумаги начнет расползаться настоящая красочная хроматограмма: пятно одного цвета в центре, окруженное разноцветными концентрическими кольцами.

Особенно большое распространение получила тонкослойная хроматография, в органическом анализе. Достоинства тонкослойной хроматографии в том, что можно использовать простейший и очень чувствительный метод детектирования – визуальный контроль. Проявлять невидимые глазу пятна можно различными реактивами, а также используя ультрафиолетовый свет или авторадиографию.

В анализе органических и неорганических веществ применяют хроматографию на бумаге. Разработаны многочисленные методы разделения сложных смесей ионов, например смесей редкоземельных элементов, продуктов деления урана, элементов группы платины

СПОСОБЫ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

Способы разделения смесей, используемые в промышленности немногим отличаются от лабораторных способов, описанных выше.

Для разделения нефти чаще всего используют ректификацию (перегонку). Более подробно этот процесс описан в теме «Переработка нефти».

Самыми распространенными методами очистки и разделения веществ в промышленности являются отстаивание, фильтрация, сорбция и экстракция. Методы фильтрации и отстаивания проводятся аналогично лабораторным метода, с той разницей, что используются отстойники и фильтры больших объемов. Чаще всего, эти методы используются для очистки сточных вод. Поэтому рассмотрим подробнее методы экстракции и сорбции.

Термин «экстракция» приложим к различным фазовым равновесиям (жидкость – жидкость, газ – жидкость, жидкость – твердое тело и т.д.), но чаще его применяют к системам жидкость – жидкость, поэтому чаще всего можно встретить такое определение:

Одним из несмешивающихся растворителей обычно является вода, вторым – органический растворитель, однако это не обязательно. Экстракционный метод отличается универсальностью, он пригоден для выделения почти всех элементов в различных концентрациях. Экстракция позволяет разделять сложные многокомпонентные смеси зачастую эффективнее и быстрее, чем другие методы. Выполнение экстракционного отделения или разделения не требует сложного и дорогостоящего оборудования. Процесс может быть автоматизирован, при необходимости им можно управлять на расстоянии.

Чаще всего в промышленности методы абсорбции используют для очистки газовоздушных выбросов от частиц пыли или дыма, а также токсичных газообразных веществ. В случае поглощения газообразных веществ, между сорбентом и растворенным веществом может протекать химическая реакция. Например, при поглощении газообразного аммиака NH₃ раствором азотной кислоты HNO₃ образуется нитрат аммония NH₄NO₃ (аммиачная селитра), который можно использовать в качестве высокоэффективного азотного удобрения.

Процесс, при котором происходит абсорбция растворенного вещества за счет протекания химической реакции называется хемосорбцией.

Адсорбцию также используют для очистки воды от химических растворимых примесей. Например, фильтры для питьевой воды работают на принципе адсорбции слоем активированного угля с ионами серебра. Помимо поглощения всем объемом жидкого сорбента (абсорбции), и поверхностным слоем сорбента (адсорбции), выделяют также сорбцию твердого тела или расплава (окклюзию). При сорбции паров твердыми веществами часто происходит капиллярная конденсация.

Источник