Способы разделения смесей опыты

Методы разделения смесей и очистки веществ

Научные методы исследования химических веществ и превращений. Методы разделения смесей и очистки веществ.

Методы разделения смесей и очистки веществ

1. Разделение жидкостей

Перегонка – разделение жидкостей, различающихся по температуре кипения.

Перегонку проводят в приборе, состоящем из колбы Вюрца (или круглодонной колбы с газоотводной трубкой), прямого холодильника, колбы-приемника, аллонжа, термометра и нагревательного прибора. Смесь жидкостей нагревают в перегонной колбе до температуры кипения каждого компонента, пары отводят в холодильник и собирают сконденсировавшуюся жидкость в приемник, отдельно каждый компонент смеси.

Дистилляция – очистка воды от твердых примесей.

Загрязненную жидкость нагревают в перегонной колбе до температуры кипения, пары отводят в холодильник и собирают сконденсировавшуюся жидкость в приемник.

2. Разделение жидкостей и твердых веществ

Фильтрование – метод разделения жидкостей и твердых веществ.

Фильтрованием отделяют нерастворимые твердые вещества от жидкости.

Выпаривание – метод разделения жидкостей и твердых веществ.

Выпариванием отделяют воду от растворенных в ней веществ.

Декантация – с ливание жидкости с отстоявшегося осадка. К ней целесообразно прибегать в тех случаях, когда в сравнительно большом количестве жидкости находится немного твердого вещества, которое легко оседает на дно.

3. Разделение смесей твердых веществ

Отстаивание	Магнитная сепарация
Например, смесь хлорида натрия и карбоната кальция можно разделить растворением в воде и последующим отстаиванием	Например, смесь серы и железных опилок можно разделить с помощью магнита:

Сублимация (возгонка) — очистка твердых веществ, способных при нагревании переходить непосредственно из твердой фазы в газообразную, минуя жидкую фазу. Образующийся газ конденсируется охлаждаемой частью прибора. Сублимацию обычно проводят при температуре, близкой к температуре плавления вещества. Возгонкой можно очистить йод, серу, хлорид аммония.

Перекристаллизация. При повышенной температуре готовят насыщенный раствор очищаемого вещества, затем для удаления нерастворимых примесей раствор фильтруют через воронку для горячего фильтрования и охлаждают до низкой температуры. При понижении температуры растворимость вещества понижается, и основная часть очищаемого вещества выпадает в осадок, растворимые примеси остаются в растворе.

Хроматография. Метод разделения и анализа смесей веществ, который основан на распределении веществ между двумя фазами – неподвижной (твердая фаза или жидкость, связанная на носителе) и подвижной (газовая или жидкая фаза, элюент).

Источник

Способы разделения смесей

Для получения чистых веществ используют различные способы разделения смесей.

Способы разделения смесей
неоднородных (гетерогенных)	однородных (гомогенных)
— 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):

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.

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

Опыты по химии. Разделение смесей

Диффузия перманганата калия

В жидкостях, как и в газах, частицы вещества (молекулы и ионы) находятся в постоянном движении. Это можно увидеть с помощью ярко окрашенных веществ. Бросим в колбу с водой кристаллики перманганата калия. Фиолетовая окраска, появившаяся вокруг кристаллов, постепенно распространяется по всему сосуду. Распространение вещества — диффузия происходит из-за постоянного беспорядочного движения частиц.

Оборудование: колба, шпатель, вода.

Техника безопасности. Избегать контакта кожи и слизистых оболочек с кристаллами перманганата калия.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Очистка поваренной соли (практическая работа)

Как очистить загрязненную поваренную соль? Легкорастворимые вещества нетрудно очистить от механических загрязнений фильтрованием раствора. Возьмем загрязненную поваренную соль. Соль легко растворяется в воде. Чтобы отделить механические примеси, воспользуемся бумажным фильтром. Фильтр нужно обязательно смочить водой. Аккуратно пропустим жидкость через фильтр. Теперь раствор соли свободен от механических примесей. Заметим, что когда загрязняющее вещество растворимо, фильтр не сможет его отделить. Как получить из очищенного раствора сухую поваренную соль? Для этого выпарим раствор — на стенках фарфоровой чашки появляются кристаллы очищенной соли.

Оборудование: химические стаканы, шпатель, стеклянная палочка, воронка, фильтровальная бумага, спиртовка, щипцы.

Техника безопасности. Требуется соблюдение правил работы с нагревательными приборами.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Разделение смеси воды и растительного масла отстаиванием

Если жидкости не растворимы друг в друге, они образуют смесь. Смесь двух жидкостей можно разделить. Попробуем разделить смесь растительного масла и воды. В делительную воронку нальем воды и прибавим несколько капель растительного масла. Взболтаем воронку. Получается белая эмульсия: смесь масла и воды. Дадим смеси отстояться. Постепенно эмульсия разделяется на два слоя: тяжелый нижний слой — вода. Верхний, более легкий — растительное масло. Осторожно сольем воду через кран делительной воронки. В воронке остается растительное масло.

Оборудование: делительная воронка, колба, химические стаканы, шпатели.

Техника безопасности. Опыт безопасен.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Разделение смеси крахмала и воды фильтрованием

Для разделения смесей часто используют фильтрование. Попробуем разделить смесь крахмала и воды. Крахмал не растворяется в воде. Приготовим конус из фильтровальной бумаги. Вложим фильтр в стеклянную воронку. Важно, чтобы бумага плотно прилегала к стенкам воронки, для этого нужно смочить фильтр водой. Наливаем в воронку смесь крахмала и воды. Фильтр пропускает воду и не пропускает крахмал. Фильтрование применяют для разделения растворимых и нерастворимых веществ.

Оборудование: химические стаканы, воронка, шпатель, стеклянная палочка, фильтровальная бумага.

Техника безопасности. Следует соблюдать правила обращения со стеклянной посудой.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Разделение смеси серы и железа с помощью магнита и воды

Смеси двух веществ можно разделить, если воспользоваться разницей их физических свойств. Такими свойствами могут быть удельный вес, способность намагничиваться или смачиваться водой. Попробуем разделить смесь железа и серы. Известно, что железо обладает магнитными свойствами, а сера — нет. Поэтому легко отделить железо от серы при помощи магнита. Еще один способ разделения смеси серы и железа основан на разнице в смачиваемости и плотности этих веществ. Сера тяжелее воды, но не смачивается ею, порошок серы всплывает на поверхность. Железо тяжелее воды и смачивается ею, поэтому остается на дне. Такой способ разделения смесей называется флотацией. («Флотация» — слово, родственное слову «флот») Флотация применяется в горном деле: с помощью флотации обогащают руды — отделяют лишнюю породу.

Оборудование: химические стаканы, шпатели, магнит.

Техника безопасности. Опыт безопасен.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Растворение твердых веществ в воде

Как растворяются твердые вещества в воде? Завернем в марлю немного перманганата калия, две ложки сахара, гашеную известь и кусочки стекла. Перманганат калия, или марганцовка — растворяется в воде — мы это видим по интенсивному окрашиванию раствора. Мешочек с сахаром стал пустым — сахар хорошо растворяется в воде. Растворимость гашеной извести (гидроксида кальция) в воде ограничена, поэтому образуется осадок — частички извести проходят через марлю. Со стеклом ничего не происходит, соединения, из которых состоит стекло — нерастворимы.

Оборудование: химические стаканы, шпатели, марля, стеклянные палочки.

Техника безопасности. Избегать контакта кожи и слизистых оболочек с перманганатом калия и гидроксидом кальция.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Источник