Visas mūsų gyvenimas pažodžiui pagrįstas įvairių cheminių medžiagų darbu. Kvėpuojame oru, kuriame yra daug įvairių dujų. Išeiga yra anglies dioksidas, kurį vėliau apdoroja augalai. Geriame vandenį arba pieną, kuris yra vandens mišinys su kitais komponentais (riebalais, mineralinėmis druskomis, b altymais ir pan.).
Banalus obuolys – tai visas kompleksas sudėtingų cheminių medžiagų, kurios sąveikauja viena su kita ir mūsų kūnu. Kai tik kas nors patenka į mūsų skrandį, mūsų įsisavintame produkte esančios medžiagos pradeda sąveikauti su skrandžio sultimis. Absoliučiai kiekvienas objektas: žmogus, daržovė, gyvūnas yra dalelių ir medžiagų rinkinys. Pastarosios skirstomos į du skirtingus tipus: grynas medžiagas ir mišinius. Šioje medžiagoje išsiaiškinsime, kurios medžiagos yra grynos ir kurios iš jų priklauso mišinių kategorijai. Apsvarstykite mišinių atskyrimo būdus. Taip pat pažiūrėkite į tipiškus grynų medžiagų pavyzdžius.
Grynos medžiagos
Taigi, chemijoje grynos medžiagos yra tos medžiagos, kurios visada susideda tik iš vienos rūšies dalelių. Ir tai yra pirmas svarbus turtas. Gryna medžiaga yra, pavyzdžiui, vanduo, kurį sudaroišimtinai iš vandens molekulių (tai yra jų pačių). Be to, gryna medžiaga visada turi pastovią sudėtį. Taigi kiekvieną vandens molekulę sudaro du vandenilio atomai ir vienas deguonies atomas.
Grynų medžiagų savybės, skirtingai nei mišinių, yra nuolatinės ir pasikeičia atsiradus priemaišoms. Tik distiliuotas vanduo turi virimo temperatūrą, o jūros vanduo verda aukštesnėje temperatūroje. Reikėtų nepamiršti, kad bet kuri gryna medžiaga nėra visiškai gryna, nes net grynas aliuminis turi priemaišų, nors jos dalis yra 0,001%. Kyla klausimas, kaip rasti grynos medžiagos masę? Skaičiavimo formulė yra tokia - grynos medžiagos m (masė) u003d W (koncentracija) grynos medžiagosmišinys / 100%.
Yra ir tokių grynų medžiagų kaip itin grynos medžiagos (ypač grynos, didelio grynumo). Tokios medžiagos naudojamos puslaidininkių gamyboje įvairiuose matavimo ir skaičiavimo įrenginiuose, branduolinėje energetikoje ir daugelyje kitų profesinių sričių.
Grynų medžiagų pavyzdžiai
Mes jau išsiaiškinome, kad gryna medžiaga yra medžiaga, kurioje yra tos pačios rūšies elementų. Sniegas yra geras grynos medžiagos pavyzdys. Tiesą sakant, tai yra tas pats vanduo, tačiau skirtingai nei vanduo, su kuriuo susiduriame kasdien, šis vanduo yra daug švaresnis ir jame nėra priemaišų. Deimantas taip pat yra gryna medžiaga, nes jame yra tik anglis be priemaišų. Tas pats pasakytina ir apie kalnų krištolą. AntKasdien susiduriame su dar vienu grynos medžiagos pavyzdžiu – rafinuotu cukrumi, kuriame yra tik sacharozė.
Mixai
Jau apsvarstėme grynas medžiagas ir grynų medžiagų pavyzdžius, dabar pereikime prie kitos medžiagų kategorijos – mišinių. Mišinys yra tada, kai sumaišomos kelios medžiagos. Su mišiniais susiduriame nuolat, net ir kasdieniame gyvenime. Tas pats arbatos ar muilo tirpalas yra mišiniai, kuriuos naudojame kasdien. Mišinius gali sukurti žmogus arba jie gali būti natūralūs. Jie yra kietos, skystos ir dujinės būsenos. Kaip minėta aukščiau, ta pati arbata yra vandens, cukraus ir arbatos mišinys. Tai yra žmogaus sukurto mišinio pavyzdys. Pienas yra natūralus mišinys, nes jis atsiranda be žmogaus įsikišimo į kūrimo procesą ir jame yra daug skirtingų komponentų.
Žmogaus sukurti mišiniai beveik visada yra patvarūs, o natūralūs, veikiami šilumos, pradeda irti į atskiras daleles (pienas, pavyzdžiui, po kelių dienų rūgsta). Mišiniai taip pat skirstomi į nevienalyčius ir vienalyčius. Heterogeniniai mišiniai yra nevienalyčiai, jų komponentai matomi plika akimi ir mikroskopu. Tokie mišiniai vadinami suspensijomis, kurios savo ruožtu skirstomos į suspensijas (kietos ir skystos būsenos medžiaga) ir emulsijas (dvi skystos būsenos medžiagas). Homogeniški mišiniai yra vienalyčiai ir į atskirus jų komponentus neatsižvelgiama. Jie taip pat vadinami tirpalais (tai gali būti dujinės medžiagos,skystos arba kietos būsenos).
Mišinio ir grynų medžiagų charakteristikos
Kad būtų lengviau suvokti, informacija pateikiama lentelės pavidalu.
| Lyginamasis ženklas | Grynos medžiagos | Mixai |
| Medžiagų sudėtis | Palaikykite kompoziciją pastovią | Turėkite kintamą sudėtį |
| Medžiagų rūšys | Sudėtyje yra viena medžiaga | Įtraukite įvairių medžiagų |
| Fizikinės savybės | Išsaugokite pastovias fizines savybes | Turi nestabilių fizinių savybių |
| Materijos energijos pokytis | Pasikeitimai, kada generuojama energija | Jokių pokyčių |
Grynų medžiagų gavimo metodai
Gamtoje daugelis medžiagų yra mišinių pavidalu. Jie naudojami farmakologijoje, pramoninėje gamyboje.
Grynoms medžiagoms gauti naudojami įvairūs atskyrimo metodai. Heterogeniniai mišiniai atskiriami nusodinant ir filtruojant. Homogeniški mišiniai atskiriami išgarinant ir distiliuojant. Apsvarstykite kiekvieną metodą atskirai.
Atsiskaitymas
Šis metodas naudojamas atskirti suspensijas, pvz., upės smėlio ir vandens mišinį. Pagrindinis principas, kuriuo grindžiamas nusėdimo procesas, yra jų tankio skirtumasatskiriamos medžiagos. Pavyzdžiui, viena sunkioji medžiaga ir vanduo. Kuri gryna medžiaga yra sunkesnė už vandenį? Tai, pavyzdžiui, smėlis, kuris dėl savo masės pradės nusėsti į dugną. Skirtingos emulsijos atskiriamos vienodai. Pavyzdžiui, augalinį aliejų arba aliejų galima atskirti nuo vandens. Šios medžiagos atskyrimo procese sudaro nedidelę plėvelę vandens paviršiuje. Laboratorinėmis sąlygomis tas pats procesas atliekamas naudojant dalijamąjį piltuvą. Šis mišinių atskyrimo būdas veikia ir gamtoje (be žmogaus įsikišimo). Pavyzdžiui, suodžių nusėdimas nuo dūmų ir grietinėlės nusėdimas piene.
Filtravimas
Šis metodas tinka grynoms medžiagoms gauti iš nevienalyčių mišinių, pavyzdžiui, iš vandens ir valgomosios druskos mišinio. Taigi, kaip veikia filtravimas atskiriant mišinio daleles? Esmė ta, kad medžiagų tirpumo lygis ir dalelių dydis skiriasi.
Filtras sukurtas taip, kad pro jį galėtų prasiskverbti tik vienodo tirpumo arba tokio pat dydžio dalelės. Didesnės ir kitos netinkamos dalelės neprasiskverbs pro filtrą ir bus pašalintos. Filtrų vaidmenį gali atlikti ne tik specializuoti prietaisai ir sprendimai laboratorijoje, bet ir žinomi dalykai, tokie kaip vata, anglis, degtas molis, presuotas stiklas ir kiti porėti objektai. Filtrai realiame gyvenime naudojami daug dažniau, nei jūs manote.
Pagal šį principą visiems mums tinka pažįstamas dulkių siurblys, kuris atskiria dideliusšiukšlių daleles ir mikliai susiurbia smulkias, kurios negali pažeisti mechanizmo. Kai sergate, nešiojate marlės tvarstį, kuris gali išnaikinti bakterijas. Darbuotojai, kurių profesija yra susijusi su pavojingų dujų ir dulkių plitimu, dėvi kvėpavimo kaukes, kad apsaugotų juos nuo apsinuodijimo.
Magneto ir vandens poveikis
Tokiu būdu galite atskirti geležies miltelių ir sieros mišinį. Atskyrimo principas pagrįstas magneto poveikiu geležies poveikiui. Geležies dalelės pritraukiamos prie magneto, o siera lieka vietoje. Tuo pačiu metodu galima atskirti kitas metalines dalis nuo įvairių medžiagų masės.
Jei sieros milteliai, sumaišyti su geležies milteliais, bus įberti į vandenį, nešlapios sieros dalelės išplauks į vandens paviršių, o sunkioji geležis iškart nukris į dugną.
Išgarinimas ir kristalizacija
Šis metodas veikia su vienalyčiais mišiniais, pvz., druskos tirpalu vandenyje. Jis veikia natūraliais procesais ir laboratorinėmis sąlygomis. Pavyzdžiui, kai kuriuose ežeruose kaitinant vanduo išgaruoja, o jo vietoje lieka valgomoji druska. Chemijos požiūriu šis procesas pagrįstas tuo, kad dviejų medžiagų virimo temperatūros skirtumas neleidžia joms išgaruoti vienu metu. Sunaikintas vanduo pavirs garais, o likusi druska išliks normali.
Jei ekstrahuojama medžiaga (pavyzdžiui, cukrus) ištirpsta kaitinant, vanduo nėra visiškai išgarinamas. Mišinys pirmiausia kaitinamas, o tada gautas modifikuojamasmišinys primygtinai supilamas, kad cukraus dalelės nusėstų ant dugno. Kartais yra sunkesnė užduotis – atskirti medžiagą, kurios virimo temperatūra aukštesnė. Pavyzdžiui, atskirti vandenį nuo druskos. Tokiu atveju išgaravusią medžiagą reikia surinkti, atvėsinti ir kondensuoti. Toks vienalyčių mišinių atskyrimo būdas vadinamas distiliavimu (arba tiesiog distiliavimu). Yra specialūs prietaisai, kurie distiliuoja vandenį. Toks vanduo (distiliuotas) aktyviai naudojamas farmakologijoje arba automobilių aušinimo sistemose. Žinoma, žmonės naudoja tą patį metodą alkoholiui distiliuoti.
Chromatografija
Paskutinis atskyrimo metodas yra chromatografija. Jis pagrįstas tuo, kad kai kurios medžiagos linkusios absorbuoti kitus medžiagų komponentus. Tai veikia taip. Jei paimsite popierių ar audinį, ant kurio kažkas parašyta rašalu, ir panardinsite jo dalį į vandenį, pastebėsite: vanduo ims absorbuotis popieriuje ar audinyje ir šliaužis, bet dažymas reikalas šiek tiek atsiliks. Naudodamas šią techniką mokslininkas M. S. Tsvet sugebėjo atskirti chlorofilą (medžiagą, suteikiančią augalams žalią spalvą) nuo žalių augalo dalių.
