Ściąga eksperta. Mieszaniny. - filmy edukacyjne on-line Strona 1/8. Jak dzielimy substancje chemiczne?

Transkrypt

1 Mieszaniny Jak dzielimy substancje chemiczne? Mieszaninami nazywamy substancje złożone z kilku skład, zachowujących swoje właściwości. Mieszaniny uzyskuje się na drodze mechanicznego mieszania ze sobą składników, podczas ich otrzymywania nie zachodzi, więc reakcja chemiczna. Proporcje poszczególnych składników mieszaniny są dowolne. Skład mieszaniny można zmienić w łatwy sposób np. przez odparowanie rozpuszczalnika lub dodanie go do mieszaniny. Substancje te można rozdzielić na składniki wyjściowe za pomocą prostych metod fizycznych. Metoda rozdziału zależy od tego czy mamy do czynienia z mieszaniną jednorodną czy niejednorodną. Podział mieszanin dokonany jest ze względu na stopień rozdrobnienia substancji. Mieszaniny jednorodne homogeniczne odznaczają się jednakowymi właściwościami w całej objętości. Oznacza to, że poszczególnych składników mieszaniny nie dostrzegamy gołym okiem ani przy użyciu prostych przyrządów optycznych (lupy lub mikroskopu). Mieszaniny takie nazywamy inaczej roztworami. Przykładami takich mieszanin są: roztwór cukru i wody, roztwór soli i wody, roztwory wodne soków, benzyna (która jest mieszaniną węglowodorów), a także stopy metale ( np. mosiądz będący stopem miedzi i cynku). Mieszaniny homogeniczne nazywamy roztworem, w którego skład wchodzi: - rozpuszczalnik - substancja rozpuszczana W mieszaninie homogenicznej składnik występujący w nadmiarze nazywany jest rozpuszczalnikiem, a pozostałe składniki określane są mianem substancji rozpuszczanych. Mieszaniny te można rozdzielić za pomocą: - krystalizacji, - destylacji oraz odparowania. Krystalizacja polega na rozdzieleniu mieszaniny jednorodnej, z której jedna substancja jest cieczą, a druga rozpuszczonym ciałem stałym. Przykładem takiej substancji jest roztwór cukru lub soli kuchennej. Aby krystalizacja była możliwa roztwór należy doprowadzić do stanu przesycenia poprzez odparowanie części rozpuszczalnika lub oziębienie roztworu, co powoduje zmniejszenie rozpuszczalności substancji rozpuszczanej w wodzie. W roztworze przesyconym następuje wydzielanie się kryształów ciała stałego, które było rozpuszczone w cieczy. - filmy edukacyjne on-line Strona 1/8

2 Kolejną metodą rozdziału mieszanin homogenicznych jest destylacja. Polega ona na rozdzieleniu co najmniej 2ch cieczy, które - filmy edukacyjne on-line Strona 2/8

3 znacznie różnią się temp wrzenia. Aby przeprowadzić destylację należy zbudować laboratoryjny zestaw do destylacji składający się z kolby destylacyjnej, deflegmatora, termometru, chłodnicy oraz odbieralnika, który może stanowić kolba stożkowa lub okrągło denna. Schemat takiego zestawu do destylacji jest przedstawiony na rysunku. Mieszaninę, którą poddaje się rozdzieleniu umieszcza się w kolbie destylacyjnej, razem z kamyczkami wrzennymi, które zapobiegają przegrzaniu się cieczy. Następnie włącza się dopływ wody do chłodnicy. Początkowo roztworu ogrzewa się dużym płomieniem, który zmniejsza się w momencie rozpoczęcia wrzenia cieczy o niższej temp wrzenia. Pary tej cieczy skraplają się w momencie bezpośrednie oziębienie. Skroplona ciecz przedostaje się do odbieralnika. Na termometrze od momentu rozpoczęcia wrzenia obserwujemy temperaturę. Gdy temperatura zaczyna się podnoście oznacza to, że substancja o niższej temp wrzenia, czyli bardziej lotna, została oddzielona od mieszaniny i proces destylacji należy zakończyć. Mieszaniny jednorodne można także rozdzielić przez odparowanie. Proces ten polega na ogrzewaniu mieszaniny umieszczonej - filmy edukacyjne on-line Strona 3/8

4 na szkiełku lub w parownicy, w celu odparowania z niej rozpuszczalnika. Naczynie napełnia się do połowy roztworem, a następnie zawartość podgrzewa się, jednocześnie cały czas mieszając. Palnik należy wyłączyć gdy odparuje około połowa rozpuszczalnika. Pozostała jego część odparuje wykorzystując ciepło rozgrzanego naczynia. Po odparowaniu rozpuszczalnika w naczyniu pozostaje osad substancji rozpuszczonej. - filmy edukacyjne on-line Strona 4/8

5 Mieszaniny, w których składniki można wyróżnić gołym okiem lub przy użyciu lupy lub mikroskopu nazywamy mieszaninami heterogenicznymi lub niejednorodnymi. Przykładem takiej mieszaniny jest: piasek z wodą, kreda z olejem, opiłki żelaza z cukrem lub mieszanina wody z olejem. W celu rozdzielenia tych substancji należy zastosować inne metody. Najprostszym sposobem rozdzielenia mieszanin heterogenicznych jest sedymentacja. Polega ona na opadaniu na dno naczynia ciała stałego w cieczy w wyniku działania siły grawitacji. Należy jednak pamiętać, że sedymentacji ulegają jedynie zawiesiny odznaczające się większą gęstością niż ciecz, z którą tworzy mieszaninę niejednorodna. W celu odseparowania cieczy od ciała stałego np. wody od piasku należy przelać mieszaninę przez umieszczony w szklanym lejku sączek wykonany z bibuły. Aby proces ten był efektowny sączek musi szczelnie przylegać do ścian lejka i nie wystawać poza jego krawędzie. Rozdzielaną mieszaninę należy wlewać stopniowo do lejka. Na bibułce stanowiącej filtr pozostaje osad, a rozpuszczalnik przenika przez filtr, a klarowna ciecz spływa do zlewki. Proces ten nazywamy filtracją lub sączeniem. - filmy edukacyjne on-line Strona 5/8

6 W celu skrócenia czasu trwania filtracji fazy stałej lub też dla wstępnego oczyszczenia fazy ciekłej stosuje się dekantację. - filmy edukacyjne on-line Strona 6/8

7 Metoda ta polega na zlaniu cieczy znad osadu zalegającego na dnie naczynia. Dekantację wykonuje się na mieszaninie odstanej poprzez ostrożne pochylenie naczynia w którym znajduje się mieszanina. Ciecz zlewa się w taki sposób aby wypływała ona bardzo powoli z naczynia. Dekantacji dokonuje się również po odwirowaniu mieszaniny ciała stałego z cieczą w wirówkach. Separacja, czyli oddzielenie odbywa się - filmy edukacyjne on-line Strona 7/8

8 Powered by TCPDF ( Ściąga eksperta tutaj na tej samej zasadzie co sedymentacja. Na mieszaninę działa jednak siła odśrodkowa, która jest od 1000 do nawet 2000 razy większa niż siła grawitacji. Siła ta wynika z rotacji cieczy w wirówce. Tak samo jak w procesie sedymentacji ciało stałe gromadzi się na dnie naczynia. Po odwirowaniu ciecz zlewamy znad osadu. Mieszaninę dwóch nie mieszających się ze sobą cieczy można rozdzielić przy użyciu separatora. Przykładem takich cieczy jest woda z olejem. Ciecze te, po pewnym czasie od zmieszania rozdzielają się tworząc 2 warstwy. Olej jest lżejszy od wody, dlatego stanowi on warstwę górną, a woda warstwę dolną. Rozdzielenia tych cieczy można dokonać poprzez zlanie oleju znad wody albo przez spuszczenie dolnej warstwy przez zawór w separatorze, jednocześnie obserwując granicę kontaktu 2-ch warstw. Druga metoda rozdzielania cieczy w separatorze jest dokładniejsza, ale wymaga większej precyzji. Mieszaniny ciał stałych np. opiłków żelaza z siarka lub cukrem można rozdzielić wykorzystując właściwości magnetyczne żelaza. W metodzie tej należy zastosować magnes, który przyciąga opiłki żelaza wyciągając je z mieszaniny. - filmy edukacyjne on-line Strona 8/8