§ 16. Разделение смесей

§ 16. Разделение смесей

1. На каких свойствах веществ основано разделение смесей?

  1. Растворимость и нерастворимость — фильтрование, декантация, центрифугирование.

  2. Различная растворимость — осаждение (при охлаждении раствора двух солей, первой в осадок выпадать будет та, которая меньше растворима).

  3. Различное агрегатное состояние.

    Газ / жидкость — конденсация (водяного пара из воздуха), газ / твердые частицы — фильтрование (противогаз).

    Жидкость / газ — нагревание (при нагревании растворимость газа в жидкости уменьшается), жидкость / твердые частицы — фильтрование, декантация, центрифугирование.

    Твердое тело / газ — нагревание (активированный уголь адсорбирует газы, но при нагревании «отдает» их назад).

  4. Несмешиваемость (для жидкостей) — отстаивание (например, масло и вода).

  5. Магнетизм — разделение магнитом (сера и порошок железа).

  6. Различный размер частиц (для сыпучих тел) — отсеивание (мука и сахар).

2. Приведите примеры разделения смесей с помощью просеивания, известные вам из повседневной жизни.

Просеивание муки, строительного песка.

3. Для отделения золота от пустой породы золото «моют». Какие свойства золота и частиц горной породы используют при этом?

Золото — очень тяжелый металл, его плотность намного выше, чем у горной породы. Базальтовые камни, песчаник и другие породы обычно весят меньше. Поэтому при промывке они просто стекают с водой. Само же золото остается на дне лотка.

4. Что такое отстаивание и декантация? Приведите примеры.

Отстаивание это выделение из жидкостей нерастворимых веществ. Если частички твердого вещества достаточно крупные, они быстро оседают на дно, а жидкость становится прозрачной. Ее можно осторожно слить с осадка, эта операция называется декантацией.

Примеры: обогащение породы, отстаивание масла или бензина. Есть такая  любопытная задача: как при помощи бочки и гвоздя разделить бензин и воду? Ответ прост: дать отстояться, пробить бочку гвоздем снизу и слить воду.

5. Что такое фильтрование и фильтрат? Какие вещества и материалы могут использоваться для изготовления фильтра?

Фильтрование — отделение твердых частиц от жидкой фракции при помощи фильтра. Полученную в этом процессе жидкость называют фильтратом.

В качестве фильтра можно использовать фильтровальную бумагу, вату, ткань, марлю, песок, уголь.

6. Приведите примеры способов фильтрования воздуха, которые используются в быту и на производстве.

В быту: салонный фильтр в автомобиле, ватно-марлевая повязка, марлевая повязка (аптечная или самодельная) или даже платок.

В производстве: респираторы, системы очистки воздуха промышленных предприятий.

7. Что такое центрифугирование? На чем основан этот процесс? Где он применяется?

Центрифугирование — осаждение твердых частиц в жидкости под действием центробежной силы. Это процесс основан на различной плотности частиц — самые тяжелые будут оседать первыми, далее — оседают более легкие частицы. Таким образом можно разделять многокомпонентные смеси, например, кровь.

Применяется в пищевой промышленности (сепарация молока), медицине (сыворотка и плазма крови), исследованиях.

8. Смешайте столовую ложку сухого молока и речного песка. Пересыпьте смесь в стакан с водой, но не перемешивайте. Для того чтобы песок полностью осел на дно, осторожно постучите по внешней стенке стакана ложкой. Какой из компонентов смеси остался на поверхности воды? Почему?

На поверхности остается сухое молоко. Причины: низкая плотность и несмачиваемость.

9. В стеклянный стакан насыпьте немного порошка для чистки посуды и налейте полстакана воды. Образуется мутная смесь. Жидкость станет прозрачной только на следующий день. Почему смесь отстаивается так долго?

Частички порошка очень мелкие, а значит обладают очень маленькой массой. Для их осаждения требуется больше времени.

10. Растолките пять таблеток активированного угля и смешайте их с четвертью стакана окрашенной газированной воды, например пепси-колы. Интенсивно перемешивайте смесь ложечкой. Что наблюдается? Сравните окраску отстоявшегося раствора с окраской исходного напитка.

Раствор теряет окраску. Это связано с адсорбцией — способностью активированного угля поглощать своей поверхностью газообразные или растворенные вещества. Проще говоря, активированный уголь поглотил вещества, которые придают окраску напитку.