Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Урок 021 §25 . Чистые вещества и смеси
Цели урока: Изучить чистые вещества и смеси.
Задачи урока:
Обучающие:
Знать: Основные понятия. Чистое вещество • Гомогенные и гетерогенные смеси • Разделение смесей • Примеси • Идентификация • Перегонка • Хроматография.
Развивающие:
Развивать логическое мышление учащихся. Развивать умение анализировать, обобщать, делать выводы.
Воспитывающие:
Уметь работать индивидуально и в группе учащихся. Соблюдать правила по технике безопасности, при проведении опыта.
Оборудование и реактивы:
Гомогенизатор, Чаша 3 яйца, Стакан растительного масла, Хлеб, Горчица, Кислота лимонная, Соль, Сахар. Порошок серы, Горелка, Железная стружка, Пестик, Ступка.
Дидактический материал:
Раздаточная таблица
Тип урока: Комбинированный
Ход урока.
Глава 4 Вещества в окружающей нас природе и в технике
§ 25. Существуют ли в природе абсолютно чистые вещества? На основании точных химических анализов можно с уверенностью сказать, что абсолютно чистых веществ в природе нет.
Чистоту вещества можно определить:
1) по количеству примесей, загрязняющих основное вещество (часто его выражают в процентах);
2) по «чистоте» геометрии кристалла, т. е. по идеальному порядку в расположении атомов (для кристаллических веществ).
Количество примесей в веществе может быть различным, например до 40 % в рудах, содержащих железо, и до 99,5 % в золотоносных породах. Даже незначительное количество примесей может существенно влиять на свойства вещества (изменять температуру плавления, кипения, способность вступать в химические реакции) и определять область использования вещества.
Задание. Ознакомьтесь с этикетками реактивов в школьной лаборатории, определите область использования реактивов. Результаты оформите в следующем виде (табл. 11):
Таблица 11. Классификация химических реактивов по степени чистоты
|
Марка |
Содержание марки |
Содержание примесей, % |
Сфера применения |
|
«ч» |
Чистый |
<2 |
Промышленное производство |
|
«чда» |
Чистый для анализа |
<1 |
Анализ технических продуктов |
|
«хч» |
Химически чистый |
10-3 - 10-5 |
Научно-исследовательские и лабораторные работы |
|
«спч» |
Спектральночистый |
10-3 -10-5 |
Электроника, полупроводниковая техника и др. |
|
«осч» |
Особенно чистый |
10-5 - 10-10 |
Ядерная, космическая техника и др. |
Всё, что нас окружает: воздух, вода, продукты питания, одежда, предметы обихода и т. д., — состоит из различных смесей веществ. Вам известно, что вещества могут иметь определенные состав, строение, свойства.
При смешивании веществ изменений в их составе не происходит. Подтвердим это опытом.
Опыт. Приготовление и рассмотрение смеси железа и серы.
Насыпьте на лист бумаги отдельными кучками серу и порошок железа, рассмотрите их цвет.
Возьмите небольшую часть каждого вещества и проведите следующие операции: а) испытайте магнитом; 6) опустите в пробирку с водой.
Смешайте стеклянной палочкой оба порошка на бумаге, рассмотрите цвет смеси.
Проведите со смесью те же операции, что и с чистыми веществами.
Сопоставьте наблюдения, сделанные по пунктам 2 и 4. Сделайте вывод о сохранении свойств веществ после их смешения. Проведенный эксперимент и наблюдения позволяют сделать общий вывод: при получении смесей новые молекулы или кристаллы за счет перегруппировки атомов, в отличие от химических реакций, не образуются. Смеси характеризуются переменным составом и тем, что их можно разделить на чистые вещества физическими методами. Важной характеристикой смесей является их однородность. Если смесь однородна, т. е. в любой точке объема имеет одинаковый состав, то говорят о гомогенной смеси. Например, раствор сахара в воде — гомогенная смесь. Существуют также гетерогенные смеси, состав которых в разных точках неодинаков. Например, если попробовать растворить глину в воде, то получится гетерогенная смесь.
Сравним свойства индивидуальных веществ и смесей.
1. Соотношение веществ в смеси может быть различным, в химическом соединении соотношение элементов постоянно.
2. Свойства отдельных веществ в смеси сохраняются. Свойства элементов, образующих соединение, не сохраняются.
3. При механическом смешивании веществ не происходит ни поглощения, ни выделения энергии. При образовании химических соединений энергия поглощается или выделяется.
4. Смеси могут быть разделены на составляющие их компоненты физическими методами. Для выделения составных частей соединений необходимы химические реакции.
Все способы разделения смесей основаны на использовании различий в физических и химических свойствах компонентов смесей. Проще всего разделить неоднородные смеси, так как частицы вещества в них видны невооруженным глазом.
Таблица 12. Способы разделения гетерогенных смесей
|
Способ |
Различие в свойствах компонентов, используемое для разделения смеси |
Пример |
|
Отстаивание взвеси в воде |
Различная плотность |
Разделение деревянных и железных опилок |
|
Фильтрование |
Различная растворимость, различные размеры частиц |
Разделение смеси глины и воды |
|
Действие магнитом |
Различные магнитные свойства |
Разделение смеси серы и железа |
|
Экстрагирование |
Различная плотность, малая взаимная растворимость |
Разделение смеси бензина и воды |
Сложнее проводится очистка гомогенных смесей, частицы которых не видны. В этом случае для разделения смесей могут быть использованы другие операции (табл. 13).
Таблица 13. Разделение гомогенных смесей
|
Способ разделения смеси |
Агрегатное состояние смеси |
Фазовые переходы |
Различия в свойствах компонентов, используемых для разделения смеси |
|
Перегонка (дистилляция) |
Жидкое |
Жидкость → пар →(испарение) → жидкость (конденсация) |
Различная температура кипения |
|
Кристаллизация |
Твердое |
Tb. фаза → жидкость → (растворение) → тв. фаза (выпаривание) |
Различные растворимость и температура кипения |
|
Плавление и кристаллизация |
Твердое |
Tb. Tb. фаза → жидкость → (плавление) → тв. фаза (затвердевание) |
Различные температуры плавления |
|
Возгонка и кристаллизация |
Твердое |
Tb. фаза → газ → (сублимация) → тв. фаза (осаждение) |
Различная температура возгонки |
Особым методом разделения смесей является хроматография.
Хроматография — метод разделения смесей, основанный на различной поглощаемости компонентов смеси определенным веществом. Этот метод широко распространен в лабораторных исследованиях и в промышленности. При помощи хроматографии можно разделять жидкие и газовые смеси, даже те, разделение которых другими методами невозможно.
После разделения смеси необходимо установить, что представляет собой каждый ее компонент, т. е. идентифицировать вещества. Идентификацию веществ можно осуществлять различными способами: первые предположения делают на основании внешних признаков (окраски, запаха, формы кристаллов вещества и др.). Окончательное заключение о составе веществ делается после тщательного химического анализа.
Простейшим, но весьма эффективным способом идентификации веществ является определение температур плавления и кипения веществ.
Характерным свойством твердого вещества является определенная температура плавления. Зная этот параметр, можно сделать предположение о том, что представляет собой данное вещество. Примеси повышают температуру кипения и понижают температуру замерзания чистого вещества.
Вам известно, что в природе существуют жидкие, твердые и газообразные смеси веществ, содержащие чрезвычайно ценные компоненты. Например, воздух представляет собой смесь газов. Процесс разделения воздуха основывается на разных физических свойствах газов. Сущность процесса представлена на схеме I8.
Морская вода — богатый источник растворенных в ней различных веществ. Например, морскую воду используют для получения пресной воды методом дистилляции и для получения поваренной соли методом выпаривания.
Ископаемые угли — ценнейший природный материал, содержащий почти все элементы таблицы Менделеева. Поэтому уголь используют не только как топливо, но и как сырье для получения многих необходимых веществ: кокса, коксового газа, аммиака, сероводорода и других веществ. Сейчас ученые ведут исследования, которые позволят им найти эффективные пути извлечения рассеянных в земной коре ценных элементов (урана, лития, бериллия, молибдена, скандия и др.).
Глава 4 Вещества в окружающей нас природе и в технике
Урок 021 §25 . Чистые вещества и смеси
Основные понятия. Чистое вещество • Гомогенные и гетерогенные смеси • Разделение смесей • Примеси • Идентификация • Перегонка • Хроматография
Чистое вещество -
Гомогенные смеси -
Пример:
Гетерогенные смеси -
Пример:
Чистота веществ.
|
Марка |
Содержание марки |
Содержание примесей, % |
Сфера применения |
|
«ч» |
Чистый |
<2 |
Промышленное производство |
|
«чда» |
Чистый для анализа |
<1 |
Анализ технических продуктов |
|
«хч» |
Химически чистый |
10-3 - 10-5 |
Научно-исследовательские и лабораторные работы |
|
«спч» |
Спектральночистый |
10-3 -10-5 |
Электроника, полупроводниковая техника и др. |
|
«осч» |
Особенно чистый |
10-5 - 10-10 |
Ядерная, космическая техника и др. |
Разделение смесей
Гомогенных Гетерогенных
↓ ↓
|
Способ разделения смеси |
Методика |
Способ |
Методика |
|
Перегонка (дистилляция) |
Отстаивание взвеси в воде |
||
|
Кристаллизация |
Фильтрование |
||
|
Плавление и кристаллизация |
Действие магнитом |
||
|
Возгонка и кристаллизация |
Экстрагирование |
Природные источники химического сырья.
Д/З
1. Как разделить следующие смеси: а) растительное масло (жидкость) и вода; б) алюминиевые стружки и бензин; в) уголь и сахар; г) песок и порошок серы; д) смесь красителей (жидкость); е) морс смесь клюквенного варенья и воды.?
2. Для очистки было взято 10,5 г кристаллического йода, после возгонки и охлаждения было получено 8,75 г чистого вещества. Сколько примесей в процентах содержалось в исходном веществе?
3. Из данного перечня выберите а) смеси, б) индивидуальные вещества. Водород, воздух, дистиллированная вода, нефть, сахар, поваренная соль, медь, гранит.
4. Почему свойства смесей отличаются от свойств чистых веществ? Ответ аргументируйте.
5. Объясните, чем отличается смесь водорода и кислорода от химического соединения водорода и кислорода.
6. Изданного перечня выберите а) гомогенные смеси, б) гетерогенные смеси. Воздух, молоко, песок и поваренная соль, смесь льда с водой, уксус, раствор сахара.
7. Какие способы очистки веществ самопроизвольно осуществляются в природе?