วัตถุ ของเหลว และก๊าซที่มีอยู่ทั้งหมดเป็นสารและสารผสมบริสุทธิ์ โดยไม่รู้ว่ามันคืออะไร มันง่ายมากที่จะทำให้พวกมันสับสน จะแยกแยะความแตกต่างจากที่อื่นได้อย่างไร? ลองคิดดูสิ

จากธาตุสู่สาร

ปัจจุบันมี 118 แห่งที่รู้จักในโลก องค์ประกอบทางเคมี- พวกเขามีชื่อและสัญลักษณ์ทางเคมีเป็นของตัวเองซึ่งแสดงด้วยตัวอักษรละติน แต่ละอะตอมแสดงถึงอะตอมประเภทหนึ่งซึ่งมีอิเล็กตรอนจำนวนหนึ่งจัดเรียงตามลำดับที่เข้มงวด

องค์ประกอบมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว วัสดุก่อสร้าง- เทียบได้กับอิฐ: เมื่อสัมผัสกัน จะก่อให้เกิดผนัง หรือแม้แต่อาคารทั้งหลัง ดังนั้นเมื่อรวมเข้าด้วยกัน อะตอมของธาตุหนึ่งจึงสามารถ "สร้าง" สารอย่างง่ายได้ (ออกซิเจน O 2, ไฮโดรเจน H 2, ไนโตรเจน N 2 เป็นต้น) ในทางกลับกันคอมเพล็กซ์นั้นเกิดจากการหลอมรวมขององค์ประกอบต่าง ๆ (น้ำ H 2 O, แอมโมเนีย NH 3 เป็นต้น)

ในทั้งสองกรณีเป็นสารบริสุทธิ์ ทำไม เพราะการเชื่อมต่อเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมี ในกรณีนี้สามารถปล่อยหรือดูดซับพลังงานได้

ส่วนผสมคืออะไร?

ส่วนผสมยังประกอบด้วยส่วนประกอบที่แตกต่างกันตั้งแต่ 2 ชิ้นขึ้นไป แต่ส่วนที่เป็นส่วนประกอบไม่ใช่องค์ประกอบเฉพาะ แต่เป็นสาร (อาจมีทั้งซับซ้อนและเรียบง่าย) สารผสมอาจต่างกันหรือเป็นเนื้อเดียวกันก็ได้

อันแรกเข้าใจง่ายกว่ามาก ในนั้น ส่วนประกอบต่างๆ จะถูกผสมกันโดยใช้กลไกล้วนๆ และแยกออกจากกันได้อย่างง่ายดายโดยการกรอง แม่เหล็ก การตกตะกอน และวิธีการอื่นๆ สารผสมที่ต่างกันนั้นมีความหลากหลายและส่วนประกอบของพวกมันยังคงรักษาคุณสมบัติเฉพาะตัวเอาไว้ทั้งหมด

ตัวอย่างของการก่อตัวดังกล่าวคือการเติมทรายแม่น้ำลงในน้ำ พวกมันจะไม่สามารถผสมและก่อตัวเป็นสารใหม่ได้ และจะแยกออกจากกันได้ง่ายหากคุณใช้ตะแกรง

สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันก่อให้เกิดสารที่ดูเหมือนเป็นเนื้อเดียวกัน พวกมันคือก๊าซ สารละลายของแข็งหรือของเหลว ส่วนประกอบของพวกเขายังคงคุณสมบัติหลักไว้ แต่ไม่สามารถแยกออกจากกัน ในทางกล- เพื่อแยกพวกมันออกจะใช้วิธีการที่ซับซ้อนมากขึ้น: การกลั่น, การตกผลึก, การดูดซับ (การดูดซึม), การสกัด (การละลายส่วนประกอบเดียว) เป็นต้น

ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยทั่วไปคืออากาศ มันประกอบด้วย ก๊าซต่างๆ,เม็ดฝุ่น,หยดน้ำ น้ำทะเลก็ไม่ใช่สารบริสุทธิ์เช่นกัน นอกจากน้ำแล้ว ยังมีเกลือของโลหะ (โซเดียม คลอรีน โพแทสเซียม และอื่นๆ)

ความแตกต่างระหว่างสารผสมและสาร

บางครั้งสารผสมและสารบริสุทธิ์อาจสร้างความสับสนได้ง่ายมาก ตัวอย่างเช่น ทองเหลืองมีคุณสมบัติเป็นโลหะและมีลักษณะคล้ายโลหะบางชนิด อย่างไรก็ตาม มันเป็นโลหะผสมที่ประกอบด้วยทองแดง สังกะสี และส่วนประกอบอื่นๆ (มักเป็นดีบุก นิกเกิล ตะกั่ว เหล็ก)

ความแตกต่างคืออะไร? ข้อแตกต่างที่สำคัญคือสารนี้มีรูปแบบเป็นเนื้อเดียวกันโดยสมบูรณ์ ส่วนประกอบสามารถแยกออกได้โดยใช้ปฏิกิริยาเคมีเท่านั้น คุณสมบัติของสารบริสุทธิ์แตกต่างจากคุณสมบัติของส่วนประกอบที่แยกจากกันเป็นโครงสร้างใหม่และได้มาซึ่งคุณสมบัติที่แตกต่างกัน

นอกจากนี้สารยังมีองค์ประกอบคงที่ มีแม้กระทั่งการลงทะเบียนพิเศษพร้อมรายการโครงสร้างที่รู้จักทั้งหมด ส่วนผสมกลับไม่มีองค์ประกอบที่ชัดเจน ทองเหลืองชนิดเดียวกันอาจมีนิกเกิลน้อยกว่าและมีโลหะอื่นมากกว่า แต่ก็ยังคงเป็นทองเหลือง ตัวอย่างเช่น คุณสามารถเพิ่มน้ำตาลลงในชาได้มากหรือน้อย แต่การทำเช่นนี้ไม่ได้หยุดแค่ชาเท่านั้น หากออกซิเจน (O) ถูกลบออกจากโมเลกุลของน้ำบริสุทธิ์ H 2 O มันจะไม่ใช่น้ำ แต่เป็นโมเลกุลของไฮโดรเจนซึ่งเป็นก๊าซไม่มีสี

สารบริสุทธิ์พิเศษ

ในธรรมชาติ สารผสมพบได้ทั่วไปมากกว่าสาร ดังนั้นเปลือกโลกจึงมีแร่ธาตุ แร่โลหะ และก๊าซมากมาย แต่ก็ยากที่จะเรียกว่าบริสุทธิ์ ส่วนใหญ่มีสิ่งเจือปน

สำหรับ การผลิตภาคอุตสาหกรรมพวกเขามักจะไม่เหมาะ ดังนั้นพวกเขาจึงทำความสะอาดและแยกออกจากกันทุกวิถีทาง สารที่มีสารเจือปนเพียงเล็กน้อยจนไม่สามารถส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของสารนั้นได้เรียกว่าสารบริสุทธิ์พิเศษหรือบริสุทธิ์เป็นพิเศษ พวกเขาได้มาจากการทำให้บริสุทธิ์อย่างระมัดระวัง ดังนั้น ในการสร้างเซมิคอนดักเตอร์ คุณจำเป็นต้องมีสารที่เป็นเนื้อเดียวกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังนั้นไม่เพียงแต่วัสดุที่ใช้สำหรับเซมิคอนดักเตอร์จะถูกกำจัดออกจากสิ่งสกปรกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอากาศในห้องที่ผลิตสารนั้นด้วย

วัสดุตั้งต้นรวมอยู่ในส่วนผสมไม่เปลี่ยนแปลง ในกรณีนี้ สารตั้งต้นมักจะไม่สามารถจดจำได้เนื่องจากสารผสมแสดงคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกันเมื่อเปรียบเทียบกับสารตั้งต้นแต่ละชนิดที่แยกได้ เมื่อผสมกันแล้วจะไม่เกิดสารใหม่เกิดขึ้น

คุณสมบัติเฉพาะของสารผสม เช่น ความหนาแน่น จุดเดือด หรือสี ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของส่วนประกอบของส่วนผสม (อัตราส่วนมวล) ส่วนผสมของโลหะสองชนิดที่ได้จากการผสมโลหะที่หลอมละลายเรียกว่าโลหะผสม ในอีกประเด็นหนึ่ง พวกเขาพูดถึงกลุ่มบริษัทแห่งหนึ่ง สารละลายคอลลอยด์อยู่ตรงกลางระหว่างของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน ของเหลวเหล่านี้ประกอบด้วยอนุภาคของแข็ง ซึ่งแต่ละอนุภาคประกอบด้วยโมเลกุลจำนวนเล็กน้อย ดังนั้นส่วนผสมดังกล่าวจึงมีพฤติกรรมเหมือนสารละลาย

หากต้องการแยกส่วนผสมออกเป็นสารบริสุทธิ์ ก็ต้องใช้คุณสมบัติทางกายภาพบางประการ ซึ่งนำไปสู่การเลือกวิธีการแยกที่เหมาะสม

สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน

สารผสมประเภทต่าง ๆ สามารถจำแนกได้เป็น 2 กลุ่ม:

• ของผสมที่ต่างกันจะไม่ผสมกันอย่างสมบูรณ์เนื่องจากมีสารบริสุทธิ์อยู่ในขั้นตอนการแบ่งเขตอย่างชัดเจนนั่นคือเป็นวัสดุที่มีหลายเฟส
• สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันคือสารบริสุทธิ์ผสมกันในระดับโมเลกุลนั่นคือเป็นวัสดุเฟสเดียว

สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันจะถูกแบ่งตามสถานะการรวมตัวออกเป็นสามกลุ่ม:

• ส่วนผสมของก๊าซ
• โซลูชั่น;
• โซลูชั่นที่มั่นคง

ของผสมที่ต่างกันของสารทั้งสองสามารถแบ่งตามสถานะการรวมตัวออกเป็นกลุ่มต่อไปนี้:

ตัวชี้วัดที่ระบุสัดส่วนของสารในสารผสมคือความเข้มข้น

ความแตกต่างระหว่างสารบริสุทธิ์และสารผสม

ความแตกต่างนี้ง่ายที่สุดสำหรับก๊าซ สารเชิงซ้อนบริสุทธิ์ (เช่น น้ำ) ประกอบด้วยโมเลกุลประเภทหนึ่ง และส่วนผสมของก๊าซประกอบด้วยหลายประเภท (เช่น โมเลกุลออกซิเจนและไฮโดรเจน) ส่วนผสมของก๊าซสามารถแยกได้ด้วยวิธีการทางกายภาพ (เช่น การแพร่กระจาย) แต่สารที่ซับซ้อนไม่สามารถแยกออกได้

ในส่วนของส่วนผสมของของเหลวและของแข็งนั้น ทุกอย่างไม่ชัดเจนเสมอไป

การแยกสารผสม

มีอยู่ วิธีการต่างๆการแยกสารผสม สำหรับก๊าซ วิธีการเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับความแตกต่างของความเร็วหรือมวลของโมเลกุลของสารที่รวมอยู่ในส่วนผสม

1. วิธีการหลักในการแยกสารออกจากของผสมที่ต่างกัน (ต่างกัน):

• การสนับสนุน

• การกรอง

• การกระทำของแม่เหล็ก

2. วิธีการหลักในการแยกสารออกจากส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน (เป็นเนื้อเดียวกัน):

• การระเหย

• การตกผลึก

• การกลั่น

• โครมาโตกราฟี

ดูสิ่งนี้ด้วย

หมายเหตุ

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010.

ดูว่า "สารผสม (เคมี)" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:

สารผสม: สารผสม (เคมี) คือผลิตภัณฑ์ของการผสม ซึ่งเป็นส่วนผสมทางกลของสารใดๆ ก็ตาม ซึ่งมีคุณลักษณะเป็นสารเจือปนเกินขีดจำกัดที่กำหนด ตัวอย่างเช่น ส่วนผสมที่ติดไฟได้ ส่วนผสมฮีเลียม-ออกซิเจน สุ่ม ไม่เป็นระเบียบ ไร้... ... Wikipedia

ส่วนผสมของขี้เถ้าและตะกรัน- ส่วนผสมของขี้เถ้าและตะกรัน - ส่วนผสมที่ประกอบด้วยขี้เถ้าและตะกรันที่เกิดขึ้นที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนเมื่อมีการเผาถ่านหินในเตาเผาของหน่วยหม้อไอน้ำ [GOST 25137 82] ส่วนผสมของเถ้าและตะกรัน - ส่วนผสมเชิงกลของเถ้าลอยและตะกรันที่เต็มไปด้วยฝุ่น... ...

- (ส่วนผสมเอสคา) เป็นส่วนผสมของ MgO สองส่วน และ Na2CO3 หนึ่งส่วน ซึ่งเป็นรีเอเจนต์ที่ดูดซับซัลเฟอร์และคลอรีนออกไซด์ได้ดี ตัวอย่างเช่น ในการกำหนดปริมาณกำมะถันในถ่านหิน ตัวอย่างถ่านหินจะถูกเผาด้วยส่วนผสม Eshka ในกรณีนี้จะเกิดซัลเฟตที่ละลายน้ำได้... ... Wikipedia

สารผสมที่เปิดใช้งาน SFB- - ของผสมที่เตรียมด้วยน้ำพร้อมสารเติมแต่ง ผ่านเครื่องโรตารีพัลส์ชันและเกิดโพรงอากาศ ช่วยให้คุณได้รับผลทางเศรษฐกิจโดยการเพิ่มพื้นผิวจำเพาะของซีเมนต์และการก่อตัวของซีเมนต์... ... สารานุกรมคำศัพท์ คำจำกัดความ และคำอธิบายวัสดุก่อสร้าง

ส่วนผสมแอสฟัลต์คอนกรีต- – ส่วนผสมที่คัดสรรอย่างสมเหตุสมผล วัสดุแร่[หินบด (กรวด) และทรายที่มีหรือไม่มีผงแร่] กับน้ำมันดิน นำมาในสัดส่วนที่กำหนดแล้วผสมในสภาวะที่ให้ความร้อน [GOST 9128 97] หัวข้อคำ: Asphalt... ... สารานุกรมคำศัพท์ คำจำกัดความ และคำอธิบายวัสดุก่อสร้าง

ส่วนผสมคอนกรีตคุณภาพที่กำหนด- - นี้ ส่วนผสมคอนกรีตคุณสมบัติที่ต้องการและคุณลักษณะเพิ่มเติมที่ระบุให้กับผู้ผลิตซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในการจัดหาคุณสมบัติที่จำเป็นและคุณลักษณะเพิ่มเติมเหล่านี้ [GOST 7473 2010] หัวข้อคำ:... ... สารานุกรมคำศัพท์ คำจำกัดความ และคำอธิบายวัสดุก่อสร้าง

ส่วนผสมคอนกรีตขององค์ประกอบมาตรฐานที่กำหนด- เป็นส่วนผสมคอนกรีต องค์ประกอบที่กำหนดซึ่งองค์ประกอบที่กำหนดโดยมาตรฐานหรืออื่นๆ เอกสารทางเทคนิค, ตัวอย่างเช่น, มาตรฐานการผลิต- [GOST 7473 2010] หัวข้อคำ: คุณสมบัติของคอนกรีต หัวข้อสารานุกรม: สารกัดกร่อน... ... สารานุกรมคำศัพท์ คำจำกัดความ และคำอธิบายวัสดุก่อสร้าง

ส่วนผสมคอนกรีตขององค์ประกอบที่กำหนด- เป็นส่วนผสมคอนกรีตซึ่งผู้ผลิตระบุองค์ประกอบและส่วนประกอบที่ใช้ในการเตรียมการซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในการรับรององค์ประกอบนี้ [GOST 7473 2010] หัวข้อคำ: คุณสมบัติของสารานุกรมที่เป็นรูปธรรม: ... ... สารานุกรมคำศัพท์ คำจำกัดความ และคำอธิบายวัสดุก่อสร้าง

ส่วนผสมคอนกรีตทนไฟ- – ส่วนผสมทนไฟประกอบด้วยผงทนไฟและซีเมนต์ทนไฟ พร้อมใช้หลังจากเติมของเหลวแล้ว [GOST R 52918 2008] หัวข้อคำศัพท์: เทคโนโลยีคอนกรีต หัวข้อสารานุกรม: อุปกรณ์ขัด,... ... สารานุกรมคำศัพท์ คำจำกัดความ และคำอธิบายวัสดุก่อสร้าง

ส่วนผสมทนไฟ- - วัสดุทนไฟที่ไม่มีรูปร่างประกอบด้วยผงทนไฟ พร้อมใช้หลังจากใส่สารยึดเกาะแล้ว [GOST R 52918 2008] ส่วนผสมทนไฟ - วัสดุทนไฟที่ไม่มีรูปทรงซึ่งประกอบด้วยผงทนไฟซึ่งต้องมีการแนะนำสารยึดเกาะ [กอส... สารานุกรมคำศัพท์ คำจำกัดความ และคำอธิบายวัสดุก่อสร้าง

หนังสือ

• ความรู้พื้นฐานทางเคมีทั่วไปและเคมีกายภาพ หนังสือเรียน, Eremin Vadim Vladimirovich, Borshchevsky Andrey Yakovlevich หนังสือเล่มนี้สร้างขึ้นบนพื้นฐานของหลักสูตรหนึ่งปี "เคมีทั่วไปและเคมีกายภาพ" สำหรับนักศึกษาชั้นปีที่ 2 ของคณะฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก เมื่อเลือกระดับการนำเสนอเราก็ถือว่าอ่านได้...

ลองตอบดูครับ คำถามต่อไป: “ศึกษาคุณสมบัติของน้ำโดยใช้น้ำทะเลจะถูกต้องหรือไม่” ตามธรรมชาติแล้วไม่ใช่ เพราะน้ำทะเลไม่ใช่ H2O บริสุทธิ์ แต่เป็นส่วนผสมของสารต่างๆ ที่อยู่ในนั้น ก่อนอื่นนี่คือเกลือ (มวลหลักคือโซเดียมคลอไรด์) ทำให้น้ำทะเลมีรสเค็มขมที่แปลกประหลาด สารทุกชนิดที่สามารถแยกได้จากน้ำมีคุณสมบัติที่แน่นอนอย่างแน่นอน อย่างไรก็ตาม น้ำเองซึ่งไม่ปนเปื้อนสิ่งเจือปนจากต่างประเทศหรือมีน้อยมากซึ่งเป็นน้ำกลั่น มีคุณสมบัติเฉพาะ โดยจะแข็งตัวที่อุณหภูมิ 0°C ในขณะที่น้ำทะเลจะแข็งตัวที่อุณหภูมิ -1.9°C

น้ำธรรมชาติไม่สามารถบริสุทธิ์ได้อย่างสมบูรณ์ บริสุทธิ์ที่สุดคือ น้ำฝนอย่างไรก็ตาม ยังมีสิ่งสกปรกจำนวนหนึ่งที่ถูกดักจับมาจากอากาศด้วย

ใน ชีวิตประจำวันตามกฎแล้วเราไม่พบสารบริสุทธิ์ แต่เป็นสารผสม ของผสมดังกล่าวอาจแตกต่างกัน (ตัวอย่างเช่น น้ำโคลนจากแม่น้ำประกอบด้วยอนุภาคของทรายและดินเหนียวที่ไม่ละลายน้ำสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า) และเป็นเนื้อเดียวกัน (สารละลายน้ำตาลแอลกอฮอล์) ไม่สามารถมองเห็นส่วนต่อประสานระหว่างสารต่างๆ ได้

สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันสามารถแบ่งออกเป็นของเหลว ของแข็ง และก๊าซ ส่วนผสมของก๊าซที่สำคัญที่สุดคืออากาศ เป็นส่วนผสมของออกซิเจน ไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์,อาร์กอนตลอดจนสารอื่นๆ ส่วนผสมที่เป็นของแข็ง ได้แก่ แก้วและโลหะผสมต่างๆ - บรอนซ์ ทองเหลือง เหล็ก

องค์ประกอบของสารผสมต่างๆ อาจมีความหลากหลาย โดยมีคุณสมบัติต่างกัน ซึ่งต่างจากสารบริสุทธิ์ น้ำบริสุทธิ์จะกลายเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิ 0°C ถ้าเราละลายเกลือแกงลงไป จุดเยือกแข็งของมันจะลดลงอย่างมาก ตัวอย่างเช่น วิธีการดังกล่าวถูกใช้โดยพนักงานสาธารณูปโภคในเมืองที่ขี้เกียจ เมื่อในช่วงที่มีน้ำค้างแข็งและน้ำแข็งรุนแรง พวกเขาโรยทางเท้าด้วยเกลือแกงทางเทคนิค

ส่วนผสมของส่วนผสมสามารถกำหนดได้โดยใช้การวิเคราะห์ทางเคมี วิธีการนี้แพร่หลายและมีความจำเป็นในการแก้ปัญหาทางเศรษฐกิจที่สำคัญที่สุดตลอดจนปัญหาทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิค

การตรวจสอบสภาพ สิ่งแวดล้อมเป็นไปไม่ได้หากปราศจากการกำหนดความเข้มข้นของสิ่งสกปรกที่ก่อให้เกิดมลพิษในอากาศ น้ำ และดิน ในการสำรวจแร่ธาตุต่างๆ จะใช้การวิเคราะห์ หินและแร่ ขอให้เราจดจำ Sherlock Holmes นักสืบชื่อดังซึ่งเป็นตัวเอกของผลงานมากมายของ A. Conan Doyle: เขามักจะจัดการเพื่อตัดสินความผิดหรือความบริสุทธิ์ของผู้ต้องสงสัยโดยใช้การวิเคราะห์ทางเคมีซึ่งใช้เวลาว่างส่วนสำคัญของนักสืบ ทั้งนักโบราณคดีและนักอาชญวิทยา แพทย์ และนักวิจารณ์ศิลปะ จะทำไม่ได้หากไม่มีการวิเคราะห์ทางเคมี นอกจากนี้ยังเป็นมูลค่าการกล่าวขวัญถึงการวิจัยอวกาศการศึกษา ก๊าซในชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ หินของพวกมัน การศึกษาองค์ประกอบของดินบนดวงจันทร์นั้นเป็นไปไม่ได้หากไม่ดำเนินการตามกระบวนการที่ต้องใช้แรงงานมากนี้

ด้วยการใช้เทคโนโลยีและวิธีการพิเศษโดยใช้การวิเคราะห์ทางเคมี คุณสามารถสร้างสารบริสุทธิ์โดยเฉพาะได้ โดยปริมาณสิ่งเจือปนในสารเหล่านั้นซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติของสารนั้นจะต้องไม่เกินหนึ่งแสนหรือหนึ่งล้านเปอร์เซ็นต์ สารดังกล่าวมีบทบาทสำคัญในพลังงานนิวเคลียร์ ใยแก้วนำแสง และอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ สารบริสุทธิ์โดยเฉพาะหรือคุณสมบัติของสารนั้นมีความจำเป็นต่อการสร้างอุปกรณ์หรือกระบวนการทางเทคโนโลยีที่เป็นพื้นฐานใหม่

หนึ่งใน ปัญหาที่สำคัญที่สุดเคมีคือการทำให้สารบริสุทธิ์ สำหรับการทำความสะอาด น้ำธรรมชาติจากอนุภาคแขวนลอย จะถูกส่งผ่านชั้นของสารที่มีรูพรุน เช่น ถ่านหิน หรือดินเหนียว หากเรากำลังพูดถึงน้ำปริมาณมากในสถานการณ์เช่นนี้จะใช้ตัวกรองที่ทำจากทรายและกรวด

ยังมีคำถามอยู่ใช่ไหม? ไม่รู้จะทำการบ้านยังไง?
หากต้องการความช่วยเหลือจากครูสอนพิเศษ ให้ลงทะเบียน
บทเรียนแรกฟรี!

เว็บไซต์ เมื่อคัดลอกเนื้อหาทั้งหมดหรือบางส่วน จำเป็นต้องมีลิงก์ไปยังแหล่งที่มา

ในบทความของเรา เราจะดูว่าสารและสารผสมบริสุทธิ์คืออะไร และวิธีการแยกสารผสม เราแต่ละคนใช้มันในชีวิตประจำวัน สารบริสุทธิ์ยังพบได้ในธรรมชาติด้วยหรือไม่? แล้วจะแยกพวกมันออกจากของผสมได้อย่างไร?

สารบริสุทธิ์และสารผสม: วิธีการแยกสารผสม

สารที่มีอนุภาคเพียงบางประเภทเรียกว่าบริสุทธิ์ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าพวกมันไม่มีอยู่ในธรรมชาติจริง ๆ เนื่องจากพวกมันล้วนมีสิ่งเจือปนแม้ว่าจะมีสัดส่วนเพียงเล็กน้อยก็ตาม สารทั้งหมดก็สามารถละลายได้ในน้ำอย่างแน่นอน แม้จะแช่อยู่ในของเหลวนี้ก็ตาม เช่น แหวนเงินไอออนของโลหะนี้จะเข้าไปอยู่ในสารละลาย

สัญญาณของสารบริสุทธิ์คือความคงตัวขององค์ประกอบและ คุณสมบัติทางกายภาพ- ในระหว่างการก่อตัวของมัน ปริมาณพลังงานจะเปลี่ยนไป นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มและลดได้อีกด้วย สารบริสุทธิ์สามารถแยกออกเป็นส่วนประกอบแต่ละส่วนได้โดยใช้เท่านั้น ปฏิกิริยาเคมี- ตัวอย่างเช่น น้ำกลั่นเท่านั้นที่มีจุดเดือดและจุดเยือกแข็งตามแบบฉบับของสารนี้ และไม่มีรสชาติและกลิ่น และออกซิเจนและไฮโดรเจนของมันสามารถย่อยสลายได้ด้วยอิเล็กโทรไลซิสเท่านั้น

สารมวลรวมแตกต่างจากสารบริสุทธิ์อย่างไร เคมีจะช่วยเราตอบคำถามนี้ วิธีการแยกสารผสมเป็นวิธีทางกายภาพเนื่องจากไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง องค์ประกอบทางเคมีสาร สารผสมต่างจากสารบริสุทธิ์ตรงที่สารผสมมีองค์ประกอบและคุณสมบัติที่แปรผัน และสามารถแยกสารเหล่านั้นได้ด้วยวิธีการทางกายภาพ

ส่วนผสมคืออะไร

สารผสมคือกลุ่มของสารแต่ละชนิด ตัวอย่างนี้คือน้ำทะเล ต่างจากการกลั่นตรงที่มีรสขมหรือเค็ม ต้มที่อุณหภูมิสูงกว่า และแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า วิธีการแยกสารผสมเป็นวิธีการทางกายภาพ ใช่จาก น้ำทะเลเกลือบริสุทธิ์สามารถได้รับโดยการระเหยและการตกผลึกตามมา

ประเภทของสารผสม

หากคุณเติมน้ำตาลลงในน้ำ สักพักอนุภาคของมันจะละลายและมองไม่เห็น เป็นผลให้ไม่สามารถแยกแยะได้ด้วยตาเปล่า สารผสมดังกล่าวเรียกว่าเป็นเนื้อเดียวกันหรือเป็นเนื้อเดียวกัน ตัวอย่างได้แก่ อากาศ น้ำมันเบนซิน น้ำซุป น้ำหอม น้ำหวานและน้ำเกลือ โลหะผสมของทองแดงและอลูมิเนียม อย่างที่คุณเห็น พวกมันอาจอยู่ในสถานะการรวมกลุ่มที่แตกต่างกัน แต่ของเหลวมักเป็นของเหลว เรียกอีกอย่างว่าโซลูชัน

ในสารผสมที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันหรือต่างกัน สามารถแยกแยะอนุภาคของสารแต่ละชนิดได้ เหล็กและ ขี้เลื่อยไม้, ทรายและเกลือแกงเป็นตัวอย่างทั่วไป สารผสมที่ต่างกันเรียกอีกอย่างว่าสารแขวนลอย ในบรรดาสารแขวนลอยและอิมัลชันมีความโดดเด่น อดีตประกอบด้วยของเหลวและ แข็ง- ดังนั้นอิมัลชันจึงเป็นส่วนผสมของน้ำและทราย อิมัลชันคือการรวมกันของของเหลวสองชนิดที่มีความหนาแน่นต่างกัน

มีส่วนผสมของสารต่างกันที่มีชื่อพิเศษ ตัวอย่างของโฟมก็คือโฟมโพลีสไตรีน และละอองลอยได้แก่ หมอก ควัน ยาระงับกลิ่นกาย น้ำหอมปรับอากาศ และสารป้องกันไฟฟ้าสถิต

วิธีการแยกสารผสม

แน่นอนว่าสารผสมหลายชนิดมีคุณสมบัติที่มีคุณค่ามากกว่าสารแต่ละชนิดที่รวมอยู่ในองค์ประกอบ แต่แม้กระทั่งในชีวิตประจำวัน สถานการณ์ก็เกิดขึ้นเมื่อต้องแยกจากกัน และในอุตสาหกรรม การผลิตทั้งหมดจะขึ้นอยู่กับกระบวนการนี้ ตัวอย่างเช่นจากการกลั่นน้ำมัน, น้ำมันเบนซิน, น้ำมันแก๊ส, น้ำมันก๊าด, น้ำมันเชื้อเพลิง, น้ำมันดีเซลและเครื่องยนต์, เชื้อเพลิงจรวด, อะเซทิลีนและเบนซีน เห็นด้วยการใช้ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ให้ผลกำไรมากกว่าการเผาน้ำมันอย่างไร้เหตุผล

ตอนนี้เรามาดูกันว่ามีสิ่งนี้หรือไม่ วิธีการทางเคมีการแยกสารผสม สมมติว่าเราจำเป็นต้องได้รับสารบริสุทธิ์จากสารละลายเกลือที่เป็นน้ำ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ส่วนผสมจะต้องได้รับความร้อน เป็นผลให้น้ำกลายเป็นไอและเกลือจะตกผลึก แต่ในกรณีนี้จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงของสารบางชนิดไปเป็นสารอื่น ซึ่งหมายความว่าเป็นพื้นฐาน กระบวนการนี้เป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพ

วิธีการแยกสารผสมขึ้นอยู่กับสถานะของการรวมตัว ความสามารถในการละลาย จุดเดือดที่แตกต่างกัน ความหนาแน่น และองค์ประกอบของส่วนประกอบ ลองดูรายละเอียดเพิ่มเติมโดยใช้ตัวอย่างเฉพาะ

การกรอง

วิธีการแยกนี้เหมาะสำหรับของผสมที่มีของเหลวและของแข็งที่ไม่ละลายน้ำ เช่น น้ำและ ทรายแม่น้ำ- ส่วนผสมนี้จะต้องผ่านตัวกรอง ผลที่ตามมา น้ำบริสุทธิ์จะผ่านไปอย่างอิสระแต่ทรายจะยังคงอยู่

การสนับสนุน

วิธีการแยกสารผสมบางวิธีขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วง ด้วยวิธีนี้จึงสามารถแยกสารแขวนลอยและอิมัลชันออกจากกันได้ ถ้ามันลงไปในน้ำ น้ำมันพืชต้องเขย่าส่วนผสมนี้ก่อน แล้วปล่อยทิ้งไว้สักพัก เป็นผลให้น้ำไปสิ้นสุดที่ก้นภาชนะ และน้ำมันจะปกคลุมไว้เป็นแผ่นฟิล์ม

ในสภาพห้องปฏิบัติการจะใช้สำหรับการตกตะกอน จากผลการดำเนินงานของเหลวที่มีความหนาแน่นมากขึ้นจะถูกระบายลงในภาชนะและยังมีของเหลวที่เบากว่าอยู่

การตั้งถิ่นฐานมีลักษณะเป็นกระบวนการที่ความเร็วต่ำ การตกตะกอนต้องใช้เวลาระยะหนึ่งจึงจะก่อตัว ใน สภาพอุตสาหกรรมวิธีนี้ดำเนินการในโครงสร้างพิเศษที่เรียกว่าถังตกตะกอน

การกระทำโดยแม่เหล็ก

หากส่วนผสมมีโลหะ ก็สามารถแยกออกได้โดยใช้แม่เหล็ก เช่นแยกเหล็กและตะไบไม้ แต่โลหะทุกชนิดมีคุณสมบัติเหล่านี้หรือไม่? ไม่เลย. เฉพาะสารผสมที่มีเฟอร์โรแมกเนติกเท่านั้นจึงจะเหมาะกับวิธีนี้ นอกจากเหล็กแล้ว ยังรวมถึงนิกเกิล โคบอลต์ แกโดลิเนียม เทอร์เบียม ดิสโพรเซียม โฮลเมียม และเออร์เบียม

การกลั่น

ชื่อนี้แปลจากภาษาละตินแปลว่า "หยดลง" การกลั่นเป็นวิธีการแยกสารผสมโดยพิจารณาจากจุดเดือดของสารที่แตกต่างกัน ดังนั้นแม้อยู่ที่บ้านคุณก็สามารถแยกแอลกอฮอล์และน้ำได้ สารแรกเริ่มระเหยไปแล้วที่อุณหภูมิ 78 องศาเซลเซียส เมื่อสัมผัสพื้นผิวที่เย็น ไอแอลกอฮอล์จะควบแน่นกลายเป็นสถานะของเหลว

ในอุตสาหกรรม จะได้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม สารอะโรมาติก และโลหะบริสุทธิ์ด้วยวิธีนี้

การระเหยและการตกผลึก

วิธีการแยกสารผสมเหล่านี้เหมาะสำหรับ โซลูชั่นของเหลว- สารที่ประกอบขึ้นเป็นสารที่มีจุดเดือดต่างกัน ด้วยวิธีนี้ สามารถรับผลึกเกลือหรือน้ำตาลจากน้ำที่ละลายได้ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ สารละลายจะถูกให้ความร้อนและระเหยไปสู่สถานะอิ่มตัว ในกรณีนี้คริสตัลจะสะสมอยู่ หากจำเป็นต้องได้รับน้ำสะอาดให้นำสารละลายไปต้มตามด้วยการควบแน่นของไอระเหยบนพื้นผิวที่เย็นกว่า

วิธีการแยกส่วนผสมก๊าซ

ส่วนผสมของก๊าซจะถูกแยกโดยห้องปฏิบัติการและ วิธีการทางอุตสาหกรรมเนื่องจากกระบวนการนี้ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ วัตถุดิบที่มีแหล่งกำเนิดจากธรรมชาติ ได้แก่ อากาศ เตาโค้ก เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ก๊าซที่เกี่ยวข้อง และก๊าซธรรมชาติซึ่งเป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอน

วิธีการทางกายภาพสำหรับการแยกสารผสมในสถานะก๊าซมีดังนี้:

• การควบแน่นเป็นกระบวนการทำให้ส่วนผสมเย็นลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป ในระหว่างที่ส่วนประกอบเกิดการควบแน่น ในกรณีนี้ประการแรกสารที่มีจุดเดือดสูงซึ่งถูกรวบรวมในตัวแยกจะผ่านเข้าสู่สถานะของเหลว ด้วยวิธีนี้ จะได้ไฮโดรเจนจากและแยกแอมโมเนียออกจากส่วนที่ไม่ทำปฏิกิริยาของส่วนผสมด้วย
• การดูดซับคือการดูดซับสารบางชนิดโดยผู้อื่น กระบวนการนี้มีองค์ประกอบที่ตรงกันข้าม ซึ่งระหว่างนั้นจะมีการสร้างสมดุลระหว่างการทำปฏิกิริยา สำหรับกระบวนการไปข้างหน้าและย้อนกลับที่คุณต้องการ เงื่อนไขต่างๆ- ในกรณีแรกชุดค่าผสมนี้ ความดันสูงและอุณหภูมิต่ำ กระบวนการนี้เรียกว่าการดูดซับ มิฉะนั้นจะใช้เงื่อนไขตรงกันข้าม: แรงดันต่ำที่อุณหภูมิสูง
• การแยกเมมเบรนเป็นวิธีการที่ใช้คุณสมบัติของพาร์ติชั่นกึ่งซึมผ่านเพื่อเลือกให้โมเลกุลผ่านได้ สารต่างๆ.
• การไหลย้อนกลับเป็นกระบวนการควบแน่นของชิ้นส่วนที่มีจุดเดือดสูงของสารผสมอันเป็นผลมาจากการทำให้เย็นลง ในกรณีนี้อุณหภูมิของการเปลี่ยนไปเป็นสถานะของเหลวของแต่ละส่วนประกอบควรแตกต่างกันอย่างมาก

โครมาโตกราฟี

ชื่อของวิธีนี้แปลได้ว่า “ฉันเขียนด้วยสี” ลองนึกภาพการเติมหมึกลงในน้ำ หากคุณจุ่มปลายกระดาษกรองลงในส่วนผสมนี้ มันจะเริ่มดูดซึม ในกรณีนี้ น้ำจะถูกดูดซับเร็วกว่าหมึก ซึ่งเกิดจากการดูดซับของสารเหล่านี้ในระดับที่แตกต่างกัน โครมาโตกราฟีไม่ได้เป็นเพียงวิธีการแยกสารผสมเท่านั้น แต่ยังเป็นวิธีการศึกษาคุณสมบัติของสารต่างๆ เช่น การแพร่กระจายและการละลายอีกด้วย

ดังนั้นเราจึงได้ทำความคุ้นเคยกับแนวคิดเช่น "สารบริสุทธิ์" และ "สารผสม" ประการแรกคือธาตุหรือสารประกอบที่ประกอบด้วยอนุภาคบางประเภทเท่านั้น ตัวอย่าง ได้แก่ เกลือ น้ำตาล น้ำกลั่น สารผสมคือกลุ่มของสารแต่ละชนิด มีการใช้วิธีการหลายวิธีเพื่อแยกออกจากกัน วิธีการแยกขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพของส่วนประกอบ สิ่งสำคัญ ได้แก่ การตกตะกอน การระเหย การตกผลึก การกรอง การกลั่น การกระทำของแม่เหล็ก และโครมาโทกราฟี

สารบริสุทธิ์และสารผสม

สารในแต่ละสถานะแทบไม่มีอยู่ในธรรมชาติ พวกเขาจะผสมกันและสร้างส่วนผสมและสารละลาย ส่วนผสมประกอบด้วยน้ำทะเลและน้ำอัดลม นมและน้ำผลไม้ หินแกรนิตและเหล็กกล้า

นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณมีแนวคิดเกี่ยวกับสารผสมและสารบริสุทธิ์ ตามแนวคิดเหล่านี้ สารบริสุทธิ์ประกอบด้วยอนุภาคประเภทเดียว และสารผสมประกอบด้วยอนุภาคต่างกัน ดังนั้น สารบริสุทธิ์ประกอบด้วยโมเลกุลที่เหมือนกัน และสารผสมประกอบด้วยโมเลกุลที่แตกต่างกัน

เมื่อพูดถึงสารมักหมายถึงว่าสารนี้บริสุทธิ์และประกอบด้วยอนุภาคประเภทเดียวกัน แต่ในทางปฏิบัติ เป็นไปไม่ได้ที่จะแยกสารบริสุทธิ์ในอุดมคติออกจากของผสม เนื่องจากในบรรดาอนุภาคของสารหนึ่งนั้นจะต้องมีอนุภาคของสารอื่นหลายอนุภาค กล่าวคือ ไม่มีสารบริสุทธิ์ในอุดมคติเลย แม้แต่สารที่เรียกว่าบริสุทธิ์ก็ยังมีอนุภาคแปลกปลอมของสารอื่น - สิ่งเจือปน

โดยปกติแล้วสารบริสุทธิ์ทั้งหมดไม่จำเป็น แต่บางครั้งสิ่งเจือปนจากต่างประเทศอาจรบกวนการทดลองได้ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมเมื่อ เรากำลังพูดถึงเกี่ยวกับสารเคมีต้องแน่ใจว่าได้ระบุระดับความบริสุทธิ์แล้วสามารถเห็นเครื่องหมายดังกล่าวได้บนขวดที่มีสารเคมี ตัวอย่างเช่น หากฉลากระบุว่า "ทางเทคนิค" (ทางเทคนิค) แสดงว่าสารดังกล่าวประกอบด้วยสิ่งเจือปนจำนวนมากหลายเปอร์เซ็นต์ สารดังกล่าวมักจะไม่ได้ใช้สำหรับการทดลอง แม้ว่าในการก่อสร้างและโรงงานมักจะมีความบริสุทธิ์ระดับนี้ค่อนข้างเพียงพอ ระดับความบริสุทธิ์ “M” (บริสุทธิ์) หรือ “CP” (บริสุทธิ์ทางเคมี) หมายความว่ามีสิ่งเจือปนน้อยมาก น้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ รีเอเจนต์ "บริสุทธิ์" สามารถใช้ในการผลิตยาได้ และรีเอเจนต์ "บริสุทธิ์ทางเคมี" สามารถใช้เพื่อทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์ได้ บางครั้งจำเป็นต้องใช้สารที่บริสุทธิ์มาก รีเอเจนต์ดังกล่าวถูกกำหนดให้เป็น “OSCH” (บริสุทธิ์เป็นพิเศษ) ตามกฎแล้วจะมีสิ่งเจือปนน้อยกว่า 10−6 เปอร์เซ็นต์ รีเอเจนต์ดังกล่าวจำเป็นสำหรับการทดลองที่แม่นยำมาก รวมถึงในการผลิตไมโครวงจรสำหรับคอมพิวเตอร์ การทำให้สารบริสุทธิ์เป็นการดำเนินการที่ค่อนข้างแพง ดังนั้นยิ่งสารบริสุทธิ์มากเท่าไรก็ยิ่งมีราคาแพงมากขึ้นเท่านั้น

บ่อยที่สุดโดย รูปร่างไม่สามารถแยกแยะสารแต่ละชนิดในสารผสมได้ เช่น เราไม่เห็นว่าอากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซหลายชนิด จากรูปลักษณ์ภายนอกแล้วยังเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุได้ว่านมเป็นส่วนผสมของสารต่างๆ และวัตถุที่เป็นโลหะส่วนใหญ่ที่อยู่รอบๆ ตัวเรานั้นทำจากโลหะผสม ไม่ใช่โลหะบริสุทธิ์ สารผสมดังกล่าวเรียกว่า เป็นเนื้อเดียวกัน- อนุภาคที่ก่อให้เกิดสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันมีขนาดเล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

ขณะเดียวกันใน ส่วนผสมที่ต่างกันสารแต่ละชนิดสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

ในส่วนผสมสารทั้งหมด (ส่วนประกอบ) ยังคงคุณสมบัติไว้ ตัวอย่างเช่น หากคุณผสมผงเหล็กกับเกลือแกงแล้วนำแม่เหล็กมาผสมกับส่วนผสมนี้ เหล็กก็จะถูกดึงดูด แต่เกลือจะไม่ดึงดูด และถ้าคุณเติมน้ำลงในส่วนผสมเดียวกัน เกลือจะละลาย แต่เหล็กจะไม่ละลาย การผลิตวัสดุจะขึ้นอยู่กับหลักการนี้เนื่องจากวัสดุส่วนใหญ่เป็นของผสม ตัวอย่างเช่น ทองคำบริสุทธิ์เป็นโลหะที่อ่อนนุ่มและอ่อนตัวได้ คุณสมบัตินี้สร้างความไม่สะดวกให้กับการผลิตเครื่องประดับส่วนใหญ่ ดังนั้นจึงต้องเติมเงินจำนวนหนึ่งในทองคำ แน่นอนว่าสีของส่วนผสม (โลหะผสม) นั้นแตกต่างจากสีของทองคำบริสุทธิ์เล็กน้อย แต่ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากนั้นมีความแข็งแกร่งกว่ามากและไม่เสื่อมสภาพจากการกระแทกเล็กน้อย

มีสารผสมที่ต่างกัน ส่วนประกอบแต่ละส่วนสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เช่น เม็ดทรายในน้ำ แต่ส่วนผสมส่วนใหญ่ที่อยู่รอบตัวเรานั้นเป็นเนื้อเดียวกันและภายนอกแทบจะแยกไม่ออกจากสารบริสุทธิ์ สารบริสุทธิ์จะเป็นเนื้อเดียวกันเสมอ ดังนั้น แม้จะมีการขยายจำนวนมาก ส่วนประกอบของสารบริสุทธิ์ เช่น ผลึกหรือเมล็ดพืช ก็มีลักษณะเหมือนกัน

สารผสมสามารถแยกแยะได้จากสารบริสุทธิ์โดยแยกคุณสมบัติทางกายภาพของสารผสมออกจากคุณสมบัติทางกายภาพของส่วนประกอบแต่ละส่วน แม้ว่าสารแต่ละชนิดจะให้คุณสมบัติของตัวเองแก่สารผสม แต่สารผสมไม่เคยมีคุณสมบัติเหมือนกับสารบริสุทธิ์เพียงอย่างเดียว ตัวอย่างเช่น ส่วนผสมของดีบุกและตะกั่ว (โลหะผสม) จะละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของดีบุกหรือตะกั่วบริสุทธิ์ และชาหรือสารละลายน้ำตาลในน้ำจะเดือดที่อุณหภูมิสูงกว่าน้ำบริสุทธิ์ ในกรณีนี้ วัดจุดหลอมเหลวหรือจุดเดือดของส่วนผสมและเปรียบเทียบผลลัพธ์กับข้อมูลจากหนังสืออ้างอิงก็เพียงพอแล้ว

สารบริสุทธิ์ละลายและเดือดที่อุณหภูมิและสารผสมในช่วงอุณหภูมิเล็กน้อย หากคุณใส่หิมะลงในแก้วแล้วลดด้วยเทอร์โมมิเตอร์ อุณหภูมิของหิมะจะไม่สูงเกิน 0°C จนกว่าหิมะจะละลายหมด หากคุณให้ความร้อนพาราฟิน พาราฟินจะเริ่มละลายที่อุณหภูมิหนึ่ง และเมื่อพาราฟินกลายเป็นของเหลวทั้งหมด เทอร์โมมิเตอร์จะแสดงค่ามากขึ้น อุณหภูมิสูง- ดังนั้นพาราฟินจึงเป็นส่วนผสมของสารที่หลอมละลายที่อุณหภูมิต่างกัน

สารบริสุทธิ์มีน้อยมากในธรรมชาติ ของผสมของสารต่างๆ ในสถานะการรวมกลุ่มที่แตกต่างกันสามารถก่อให้เกิดระบบที่ต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกัน - ระบบและสารละลายที่กระจายตัว

การจำแนกประเภทของระบบการกระจายตัวและสารละลายแสดงอยู่ในแผนผังที่ 2

โครงการการจำแนกประเภทของระบบและโซลูชันการกระจายตัว