ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.08.2024
Просмотров: 32
Скачиваний: 0
В гомогенных смесях составные части нельзя обнаружить ни визуально, ни с помощью оптических приборов, поскольку вещества находятся в раздробленном состоянии на микроуровне. Гомогенными смесями являются смеси любых газов и истинные растворы, а также смеси некоторых жидкостей и твёрдых веществ, например сплавы. В гетерогенных смесях либо визуально, либо с помощью оптических приборов можно различить области (агрегаты) разных веществ, разграниченные поверхностью раздела; каждая из этих областей внутри себя гомогенна. Такие области называются фазой. Гомогенная смесь состоит из одной фазы, гетерогенная смесь состоит из двух или большего числа фаз. Гетерогенные смеси, в которых одна фаза в виде отдельных частиц распределена в другой, называются дисперсными системами. В таких системах различают дисперсионную среду (распределяющую среду) и дисперсную фазу (раздробленное в дисперсионной среде вещество). С помощью физических методов разделения можно провести разделение смесей на их составные части, то есть на чистые вещества.
Обзор известных физических методов разделения смесей веществ, используемых в химии и химической технологии |
||
Агрегатное состояние составных частей смеси |
Физическое свойство, используемое для разделения |
Метод разделения |
Твёрдое — твёрдое |
Плотность |
Отстаивание, седиментация |
Смачиваемость |
Флотация, пенная флотация |
|
Размер частиц |
Просеивание |
|
Растворимость |
Экстракция, выщелачивание |
|
Магнетизм |
Магнитная сепарация |
|
Твёрдое — жидкое |
Плотность |
Седиментация, декантация (сливание жидкости с осадка), центрифугирование |
Температура кипения жидкости |
Выпаривание, дистилляция, осушка |
|
Размер частиц |
Фильтрование |
|
Растворимость твёрдого вещества |
Кристаллизация |
|
Твёрдое — газообразное |
Плотность |
Седиментация, центробежная сепарация |
Размер частиц |
Фильтрование |
|
Электрический заряд |
Электрофильтрование |
|
Жидкое — жидкое |
Плотность |
Отстаивание (в делительной воронке, в маслоотделителе), центрифугирование |
Температура кипения |
Дистилляция |
|
Растворимость |
Экстракция |
|
Жидкое — газообразное |
Плотность |
Седиментация, центробежная сепарация |
Растворимость газа |
Отгонка газа (путём повышения температуры), промывание с помощью другой жидкости |
|
Газообразное — газообразное |
Температура конденсации |
Конденсация |
Абсорбируемость |
Абсорбция (поглощение объёмом сорбента) |
|
Адсорбируемость |
Адсорбция (поглощение поверхностью сорбента) |
|
Размер частиц |
Диффузия |
|
Масса |
Центрифугирование |
Чистыми веществами называются вещества, которые при проведении физических методов не разделяются на два или более других веществ и не изменяют своих физических свойств. В природе не существует абсолютно чистых веществ. Например, так называемый особо чистый алюминий ещё содержит 0,001 % примесей других веществ. Таким образом, абсолютно чистое вещество — это абстракция. Правда, когда речь идет о каком-либо веществе, то химия пользуется этой абстракцией, то есть считает, что вещество истинно чистое, хотя практически берется вещество с некоторым содержанием примесей. Конечно, химик должен стремиться использовать в своей практике по возможности чистые вещества, содержащие минимальное количество примесей. Следует учитывать, что даже незначительное содержание примесей может существенно изменить химические свойства вещества.
Различия между смесями веществ и сложными веществами |
|
Смесь |
Сложное вещество |
Образуется с помощью физического процесса (смешивание чистых веществ) |
Образуется с помощью химической реакции (синтез из простых веществ) |
Свойства чистых веществ, из которых составлена смесь, остаются неизменными |
Свойства простых веществ, из которых получено сложное вещество, в последнем не сохраняются |
Чистые вещества (простые и сложные) могут находиться в смеси в любом массовом соотношении |
Элементы, входящие в состав сложного вещества, всегда находятся в определённом массовом отношении |
Может быть разделена на составные части (чистые вещества) с помощью физических методов |
Может быть разложено на составные части (элементы в виде простых веществ) только с помощью химической реакции (анализ) |
Ион
Это заряженная частица, атом или молекула, которая имеет неодинаковое количество протонов и электронов. Если у частицы больше электронов, чем протонов, то она заряжена отрицательно и называется анион. Например — Cl−. Если в частице электронов меньше, чем протонов, значит, она заряжена положительно и называется катион. Например — Na+.
Радикал
Это частица (атом или молекула), содержащая один или несколько неспаренных электронов. В большинстве случаев химическая связь образуется при участии двух электронов. Частица, имеющая неспаренный электрон, очень активна и легко образует связи с другими частицами. Поэтому время жизни радикала в среде, как правило, очень мало.
Химическая связь
удерживает атомы или группы атомов друг около друга. Различают несколько видов химической связи: ионную, ковалентную (полярную и неполярную), металлическую, водородную.
Периодический закон
Открыт Д. И. Менделеевым 1 марта 1869 года. Современная формулировка: Свойства элементов, а также образуемых ими соединений находятся в периодической зависимости от зарядов ядер их атомов.
Химические реакции
Процессы, протекающие в химическом веществе, или в смесях различных веществ, представляют собой химические реакции. При протекании химических реакций всегда образуются новые вещества. В сущности это процесс изменения структуры молекулы. В результате реакции количество атомов в молекуле может увеличиваться (синтез), уменьшаться (разложение) или оставаться постоянным (изомеризация, перегруппировка). В ходе реакции изменяются связи между атомами и порядок размещения атомов в молекулах. Химические реакции выявляют и характеризуют химические свойства данного вещества. Исходные вещества, взятые для проведения химической реакции, называются реагентами, а новые вещества, образующиеся в результате химической реакции, — продуктами реакции. В общем виде химическая реакция изображается так:
Реагенты → Продукты
Химия изучает и описывает эти процессы как в макромасштабе, на уровне макроколичеств веществ, так и в микромасштабе, на атомно-молекулярном уровне. Внешние проявления химических процессов, протекающих в макромасштабе, нельзя непосредственно перенести на микроуровень взаимодействия веществ и однозначно их интерпретировать, однако такие переходы возможны при правильном использовании специальных химических законов, присущих только микрообласти (атомам, молекулам, ионам, взятым в единичных количествах).
Номенклатура
Это свод правил наименования химических соединений. Поскольку общее число известных соединений больше 20 млн, и их число принципиально неограниченно, необходимо пользоваться чёткими правилами при их наименовании, чтобы по названию можно было воспроизвести их структуру. Существует несколько вариантов наименования органических и неорганических соединений, но стандартом считается номенклатура IUPAC.