ibrain.kz
RUKZ
Предыдущая тема|Следующая: Физические и химические явления. Признаки химических реакций
Химия · 7 класс1 четвертьТема 2Лабораторная работаГОСО РК 2026Базовый

Чистые вещества и смеси. Способы разделения смесей

Чистые вещества и смеси. Способы разделения смесей

Время изучения~75 минтеория + практика
Разделы темы5 разд.пошаговый разбор
Тест темы3 вопр.с мгновенным ответом
СОР / СОЧ1 четвертьдескрипторы ГОСО
Раздел 1 из 5
1

Классификация смесей: гомогенные и гетерогенные

Чистое вещество состоит из частиц одного вида и обладает строго постоянным составом и свойствами (дистиллированная вода кипит при 100 °C, плавится при 0 °C).

Смеси состоят из двух или более веществ, сохраняющих свои индивидуальные свойства. Смеси делятся на:

1. Гетерогенные (неоднородные): границы между частицами видны невооруженным глазом или в микроскоп (суспензии — взвесь глины в воде, эмульсии — молоко, капли масла в воде, аэрозоли — дым, туман).

2. Гомогенные (однородные): частицы измельчены до молекул/ионов (раствор соли в воде, воздух, сплавы металлов).

Схема: Классификация веществ и смесей

Векторная схема
ВЕЩЕСТВАЧистые веществаСмеси веществПростыеO₂, Fe, Cu, N₂СложныеH₂O, NaCl, H₂SO₄ОднородныеРастворы, воздухНеоднородныеСуспензии, эмульсииСложные вещества делятся на 4 класса: оксиды, основания, кислоты и соли
Иерархия материи: чистые вещества (простые и сложные) и смеси (гомогенные растворы и гетерогенные взвеси); методы разделения: фильтрование, отстаивание, дистилляция, выпаривание.
Постоянный состав

Чистое вещество

Имеет неизменные физические константы (T плавления, T кипения, плотность).
Фазовая граница

Гетерогенная смесь

Система из двух или более фаз с выраженной поверхностью раздела между ними.

Сохранение свойств

В смеси железных опилок и серы железо притягивается магнитом, а сера плавает в воде — их свойства не меняются до момента химической реакции.

Шаг 1
Определение однородности
Установить, различимы ли компоненты визуально (гомогенная или гетерогенная смесь).
Шаг 2
Анализ физических различий
Найти различие в плотности, растворимости, температуре кипения или магнитных свойствах.
Шаг 3
Выбор метода
Подобрать оптимальный способ механического или термического разделения.
Массовая доля компонента в смеси
ωi=mimсмеси⋅100%\omega_i = \frac{m_i}{m_{\text{смеси}}} \cdot 100\%
Сумма массовых долей всех компонентов любой смеси всегда равна 100%.
Раздел 2 из 5
2

Методы разделения неоднородных смесей

Для разделения гетерогенных смесей применяют физико-механические методы:

1. Отстаивание: основано на разности плотностей компонентов (песок оседает на дно, сливки всплывают; для несмешивающихся жидкостей, как масло и вода, используют делительную воронку).

2. Фильтрование: разделение суспензий через пористую перегородку (фильтровальную бумагу). Жидкость, прошедшая через фильтр, называется фильтратом, а твердые частицы остаются на фильтре в виде осадка.

3. Действие магнитом: извлечение ферромагнитных компонентов (железо, никель, кобальт).

Разность плотностей

Отстаивание

Оседание тяжелой фазы под действием силы тяжести или разделение в делительной воронке.
Размер пор

Фильтрование

Задержание нерастворимых твердых частиц пористым бумажным или стеклянным фильтром.

Техника фильтрования

Жидкость на фильтр наливают тонкой струйкой по стеклянной палочке, упирающейся в стенку фильтра, не допуская переливания через край бумаги.

Шаг 1
Подготовка фильтра
Сложить бумажный кружок вчетверо, вложить в стеклянную воронку и смочить водой.
Шаг 2
Сливание суспензии
Сливать смесь по стеклянной палочке, удерживая носик воронки у стенки стакана.
Шаг 3
Промывание осадка
Промыть осадок на фильтре 2-3 порциями дистиллированной воды.
Масса гетерогенной смеси
mсмеси=mосадка+mфильтратаm_{\text{смеси}} = m_{\text{осадка}} + m_{\text{фильтрата}}
Закон аддитивности массы: масса исходной смеси в точности равна сумме разделенных фракций.
Раздел 3 из 5
3

Методы разделения однородных смесей

В гомогенных смесях частицы компонентов перемешаны на молекулярном уровне. Для их разделения применяют:

1. Выпаривание и кристаллизация: нагревание раствора нелетучего твердого вещества в летучем растворителе (раствор соли или сахара). Растворитель испаряется, а кристаллы соли остаются в фарфоровой чашке.

2. Дистилляция (перегонка): разделение жидкостей с различными температурами кипения (вода и спирт, перегонка нефти). Пары более летучего компонента отводятся в холодильник Либиха, где конденсируются в приемник.

3. Хроматография: разделение смесей, основанное на различной скорости поглощения и движения компонентов в сорбенте (разделение красителей чернил на бумаге).

Удаление растворителя

Выпаривание

Нагревание до удаления воды и кристаллизации растворенного вещества.
Разность T кипения

Дистилляция

Испарение легкокипящего компонента с последующей конденсацией в охлаждаемой трубке.

Опасность перегрева

При выпаривании растворов прекращают нагрев, когда в чашке остается небольшое количество влажного осадка, чтобы избежать растрескивания и разбрызгивания солей.

Шаг 1
Сборка установки
Установить фарфоровую чашку на кольцо штатива с асбестовой сеткой.
Шаг 2
Нагревание до кипения
Нагревать фильтрат при постоянном аккуратном перемешивании стеклянной палочкой.
Шаг 3
Кристаллизация
Потушить спиртовку при появлении устойчивой сетки кристаллов и остудить чашку.
Выход очищенного вещества
η=mвыделmисход⋅100%\eta = \frac{m_{\text{выдел}}}{m_{\text{исход}}} \cdot 100\%
Характеризует степень извлечения чистого вещества из смеси.
Раздел 4 из 5
4

Алгоритм разделения многокомпонентной смеси (песок + соль + вода + железо)

Классический протокол разделения модельной смеси на компоненты:

Шаг 1
Магнитная сепарация
Использовать постоянный магнит для полного извлечения железа (магнитные свойства ферромагнетиков).
Шаг 2
Растворение в воде
Добавить дистиллированную воду и тщательно перемешать: поваренная соль NaCl переходит в раствор, песок SiO₂ не растворяется.
Шаг 3
Фильтрование
Пропустить смесь через бумажный складчатый фильтр: песок остается на фильтре в виде осадка, раствор соли проходит в фильтрат.
Шаг 4
Выпаривание и кристаллизация
Нагреть фильтрат в фарфоровой чашке на спиртовке: вода испаряется, сухие кристаллы NaCl кристаллизуются на дне.
Раздел 5 из 5
5

Ловушки ЕНТ: Однородные смеси против неоднородных и методы их разделения

Частые ошибки на ЕНТ:

1. Разделение смеси воды и растительного масла:

Нельзя разделять фильтрованием! Масло пройдет сквозь поры фильтра вместе с водой. Используется делительная воронка (метод отстаивания благодаря несмешиваемости и разности плотностей).

2. Разделение раствора спирта и воды:

Раствор однородный (гомогенный). Выпариванием разделить невозможно, так как спирт улетучится вместе с водой. Применяется фракционная дистилляция (перегонка), основанная на разнице температур кипения (этанол кипит при 78.3 °C, вода — при 100 °C).

3. Нефть — это не чистое вещество, а сложная смесь сотен углеводородов, разделяемая ректификацией.

Секрет ЕНТ: Выбор метода разделения

Для несмешивающихся жидкостей — делительная воронка. Для растворимых смесей с разной температурой кипения — дистилляция. Для твердых нерастворимых частиц — фильтрование или центрифугирование.

Ваш прогресс по теме25%
Оглавление урока
Шпаргалка формул7 класс
Массовая доля элемента в веществе:
w(X)=(n⋅Ar(X)/Mr)⋅100%w(X) = (n \cdot Ar(X) / Mr) \cdot 100\%[%]
Относительная молекулярная масса:
Mr(AxBy)=x⋅Ar(A)+y⋅Ar(B)Mr(A_x B_y) = x \cdot Ar(A) + y \cdot Ar(B)[а.е.м.]
Объемная доля газа в смеси:
ϕ(X)=(V(X)/Vсмеси)⋅100%\phi(X) = (V(X) / V_{смеси}) \cdot 100\%[%]
Массовая доля компонента в смеси:
w(X)=(m(X)/mсмеси)⋅100%w(X) = (m(X) / m_{смеси}) \cdot 100\%[%]
Следующая тема

Физические и химические явления. Признаки химических реакций

Перейти к теме →