Для получения чистых веществ используют различные способы разделения смесей.
| — Отстаивание — Фильтрование — Действие магнитом — Центрифугирование |
— Выпаривание. Кристаллизация. — Дистилляция (перегонка) |
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):
Как очистить соль от песка или грязи ♣Радиолюбитель Кирилл♣
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.
Как разделить раствор соли и песка
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: izamorfix.ru
Практическая работа №2
Цели работы: освоить на практике основные способы разделения неоднородных смесей. Разделить смесь соли и песка.
1. Подготовка смеси к разделению.
В химический стакан со смесью соли и песка налейте воду, объем которой примерно равен 1/3 объема стакана. Тщательно размешайте его содержимое стеклянной палочкой с резиновым наконечником. Что вы наблюдаете?
2. Отстаивание смеси.
Извлеките стеклянную палочку из стакана и оставьте его постоять 2-3 мин. Какие изменения произошли в стакане? Запишите свои наблюдения.
3. Фильтрование.
1) Приготовьте бумажный фильтр. Для этого кружок фильтровальной бумаги сложите вчетверо, как показано на рисунке. Высота фильтра (радиус кружка) должна быть такой, чтобы его верхний край был примерно на 0,5 см ниже края воронки для фильтрования.
2) Вставьте фильтр в воронку. Для того чтобы он плотно прилегал к внутренней поверхности воронки, равномерно смочите его небольшим количеством воды. Для этого можно использовать стеклянную трубочку.
3) Воронку с фильтром поместите в кольцо штатива, как показано на рисунке. Снизу под воронкой поставьте пустой стакан так, чтобы его стенка касалась трубки воронки. Содержимое стакана со смесью воды, песка и соли осторожно, небольшими порциями, сливайте на фильтр.
Что при этом происходит? Где собираются частички песка? Прозрачная жидкость, которая проходит через фильтр и собирается в стакане под воронкой, называется фильтратом. Фильтрат представляет собой раствор соли в воде.
4. Выпаривание.
1) Для выделения соли из фильтрата небольшой его объем поместите в фарфоровую чашку.
2) Чашку с фильтратом вставьте в кольцо штатива и осторожно нагревайте на пламени спиртовки так, чтобы жидкость из чашки испарялась без кипения. Что образовалось на дне чашки после испарения всей жидкости? Что представляет собой этот белый порошок? Чем он отличается от исходной смеси соли и песка? Запишите в тетради результаты работы, сделайте рисунки, сформулируйте выводы.
Перечислите способы, которые вы использовали для разделения смеси соли и песка.
5. Приведите в порядок своё рабочее место.
Источник: himgdz.ru
Как отделить соль от песка – 3 метода
Одним из практических приложений химии является то, что ее можно использовать для отделения одного вещества от другого. Причины, по которым материалы могут быть отделены друг от друга, заключаются в том, что между ними есть некоторая разница, например размер (отделение камней от песка), состояние вещества (отделение воды от льда), растворимость, электрический заряд или температура плавления.
Разделение песка и соли
- Студентов часто просят разделить соль и песок, чтобы узнать о смесях и изучить различия между формами материи, которые можно использовать для разделения компонентов смеси.
- Для разделения соли и песка используются три метода: физическое разделение (выделение кусков или использование плотность, чтобы встряхнуть песок до верха), растворяя соль в воде или растапливая соль.
- Вероятно, самый простой способ разделить два вещества – растворить соль в воде, слить жидкость песок, а затем выпарить воду, чтобы получить соль.
Физическое разделение соли и песка
Поскольку и соль, и песок твердые, вы можете возьмите увеличительное стекло и пинцет и, в конце концов, выделите частицы соли и песка.
Другой метод физического разделения основан на разной плотности соли и песка. Плотность соли составляет 2,16 г/см³, а плотность песка – 2,65 г/см³. Другими словами, песок немного тяжелее соли. Если встряхнуть кастрюлю с солью и песком, соль в конечном итоге поднимется до вершины. Аналогичный метод используется для сбора золота, поскольку золото имеет более высокую плотность, чем большинство других веществ, и тонет в смеси.
Разделение соли и песка с помощью растворимости
Один из методов разделения соли и песка основан на растворимости. Если вещество растворимое, значит, оно растворяется в растворителе. Соль (хлорид натрия или NaCl) – ионное соединение, растворимое в воде. Песок (в основном диоксид кремния) – нет.
- Вылейте смесь соли и песка в кастрюлю.
- Добавьте воды. Доливать много воды не нужно. Растворимость – это свойство, на которое влияет температура, поэтому в горячей воде растворяется больше соли, чем в холодной. Ничего страшного, если соль не растворяется на этом этапе.
- Нагрейте воду, пока соль не растворится. Если вы дойдете до места, где вода закипает, а соль все еще остается твердой, вы можете добавить еще немного воды.
- Снимите кастрюлю с огня и дайте ей остыть, пока она не станет безопасной в обращении.
- Налейте соленую воду в отдельный контейнер.
- Теперь соберите песок.
- Налейте соленую воду обратно в пустую кастрюлю.
- Нагрейте соленую воду до кипения. Продолжайте кипятить, пока вода не исчезнет, а у вас не останется соли.
Другой способ отделить соленую воду от песка – размешать песок/соленую воду и вылить ее через кофейный фильтр, чтобы уловить песок.
Разделение компонентов смеси по температуре плавления
Другой метод разделения компонентов смеси основан на температуре плавления. Температура плавления соли составляет 1474 ° F (801 ° C), а у песка – 3110 ° F (1710 ° C). Соль плавится при более низкой температуре, чем песок. Для разделения компонентов смесь соли и песка нагревают выше 801 ° C, но ниже 1710 ° C. Расплав соли можно слить, оставив песок.
Обычно это не самый практичный метод разделения, поскольку обе температуры очень высоки. Собранная соль будет чистой, но некоторое количество жидкой соли может загрязнить песок, как при попытке отделить песок от воды, сливая воду.
Примечания и вопросы
Обратите внимание, вы могли просто дать воде испариться из кастрюли, пока не останется соль. Если бы вы выбрали испарение воды, вы могли бы ускорить процесс, если бы вылили соленую воду в большой неглубокий контейнер. Увеличенная площадь поверхности поменяла бы скорость, с которой водяной пар мог попасть в воздух.
Соль не выкипела вместе с водой. Это потому, что температура кипения соли намного выше, чем у воды. Разницу между точками кипения можно использовать для очистки воды дистилляцией. При перегонке воду кипятят, но затем охлаждают, чтобы она конденсировалась из пара обратно в воду и ее можно было собрать. Кипящая вода отделяет его от соли и других соединений, таких как сахар, но ее необходимо тщательно контролировать, чтобы отделить ее от химикатов с более низкой или близкой точкой кипения.
Хотя этот метод можно использовать для разделения соли и воды или сахара и воды, он не отделит соль и сахар от смеси соли, сахара и воды. Можете ли вы придумать, как разделить сахар и соль?
Готовы к чему-то более сложному? Попробуйте очистить соль от каменной соли.
Источник: recture.ru
8 класс. Химия. Методы разделения и очистки веществ. Практическое занятие. Разделение смесей веществ
Как разделить смесь, состоящую из песка и глины? Это одна из стадий в керамическом производстве (например, в производстве кирпичей). Для разделения такой смеси используют метод отстаивание. Смесь помещают в воду и перемешивают. Глина и песок с разной скоростью оседают в воде.
Поэтому песок осядет значительно быстрее глины (Рис.1).
Рис. 1. Разделение смеси глины и песка методом отстаивания
Метод отстаивания используют также для разделения смесей нерастворимых в воде твердых веществ с разной плотностью. Например, так можно разделить смесь железных и древесных опилок (древесные опилки в воде всплывут, а железные осядут).
Смесь растительного масла и воды тоже можно разделить методом отстаивания, т.к масло не растворяется в воде и имеет меньшую плотность (Рис. 2). Таким образом, отстаиванием можно разделять смеси нерастворимых друг в друге жидкостей с различной плотностью.
Рис. 2. Разделение смеси растительного масла и воды методом отстаивания
Для разделения смеси поваренной соли и речного песка можно воспользоваться методом отстаивания (при смешении с водой соль растворится, песок осядет), но надежнее будет отделить песок от раствора соли другим методом – методом фильтрования.
Фильтрование данной смеси можно провести с помощью бумажного фильтра и воронки, опущенной в стакан. Крупинки песка остаются на фильтровальной бумаге, а прозрачный раствор поваренной соли проходит через фильтр. В данном случае речной песок – это осадок, а раствор соли – фильтрат (Рис. 3).
Рис. 3. Использование метода фильтрования для отделения речного песка от раствора соли
Фильтрование можно проводить не только с помощью фильтровальной бумаги, но и с использованием других пористых или сыпучих материалов. Например, к сыпучим материалам относится кварцевый песок, а к пористым – стекловата и обожженная глина.
Некоторые смеси можно разделить с помощью метода «горячее фильтрование». Например, смесь порошков серы и железа. Железо плавится при температуре более 1500 С, а сера – около 120 С. Расплавленную серу можно отделить от порошка железа с помощью подогреваемой стекловаты.
Выделить соль из фильтрата можно с помощью выпаривания, т.е. нагреть смесь и вода испарится, а соль останется на фарфоровой чашке. Иногда применяют упаривание, частичное испарение воды. В результате образуется более концентрированный раствор, при охлаждении которого растворенное вещество выделяется в виде кристаллов.
Если в смеси присутствует вещество, способное к намагничиванию, то его легко выделить в чистом виде с помощью магнита. Например, так можно разделить смесь порошков серы и железа.
Эту же смесь можно разделить еще одним методом, используя знание о смачиваемости компонентов смеси водой. Железо смачивается водой, т.е. вода растекается по поверхности железа. Сера же водой не смачивается. Если поместить в воду кусок серы, то он утонет, т.к. плотность серы больше плотности воды.
А вот порошок серы всплывет, т.к. к несмачивающимся водой крупинкам серы прилипают пузырьки воздуха и выталкивают их на поверхность. Для разделения смеси нужно поместить ее в воду. Порошок серы всплывет, а железо утонет (Рис. 4).
Рис. 4. Разделение смеси порошков серы и железа методом флотации
Метод разделения смесей, основанный на различии смачиваемости компонентов, называется флотацией (франц. flotter – плавать). Рассмотрим еще несколько методов разделения и очистки веществ.
Один из древнейших методов разделения смесей – перегонка (или дистилляция). С помощью этого метода можно разделять компоненты, растворимые друг в друге, имеющие разные температуры кипения. Именно таким способом получают дистиллированную воду. Воду с примесями кипятят в одном сосуде. Образующиеся водяные пары конденсируются при охлаждении в другом сосуде в виде уже дистиллированной (чистой) воды.
Рис. 5. Получение дистиллированной воды
Близкие по свойствам компоненты можно разделить с помощью метода хроматографии. Этот способ основан на различном поглощении разделяемых веществ поверхностью другого вещества.
Например, красные чернила можно разделить на компоненты (воду и красящее вещество) посредством хроматографии.
Рис. 6. Разделение красных чернил методом бумажной хроматографии
В химических лабораториях хроматографию осуществляют с помощью специальных приборов – хроматографов, основные части которого – хроматографическая колонка и детектор.
Для очистки некоторых веществ в химии широко используется адсорбция. Это накопление одного вещества на поверхности другого вещества. К адсорбентам относится, например, активированный уголь.
Попробуйте опустить таблетку активированного угля в сосуд с подкрашенной водой, перемешайте, отфильтруйте и увидите, что фильтрат стал бесцветным. Атомы угля притягивают к себе молекулы, в данном случае, красителя.
В настоящее время адсорбция широко применяется для очистки воды и воздуха. Например, фильтры для очистки воды содержат в качестве адсорбента активированный уголь.
Источники
Источник: www.kursoteka.ru