Молоко чистое вещество. Чистые вещества: примеры. Получение чистых веществ

Урок по теме "Чистые вещества и смеси". Молоко чистое вещество


Чистые вещества: примеры. Получение чистых веществ

Вся наша жизнь в буквальном смысле построена на работе различных химических веществ. Мы дышим воздухом, который содержит в себе множество различных газов. На выходе получается углекислый газ, который затем перерабатывается растениями. Мы пьем воду или молоко, которое представляет собой смесь воды с другими компонентами (жиром, минеральными солями, белком и так далее).

Банальное яблоко – это целый комплекс сложных химических веществ, которые взаимодействуют друг с другом и нашим организмом. Как только что-то попадает в наш желудок, вещества, входящие в продукт, поглощенный нами, начинают взаимодействие с желудочным соком. Абсолютно каждый объект: человек, овощ, животное – это набор частиц и веществ. Последние делятся на два разных типа: чистые вещества и смеси. В данном материале разберемся, какие вещества чистые, а какие из них относятся к категории смесей. Рассмотрим способы разделения смесей. А также взглянем на типичные примеры чистых веществ.

чистые вещества, примеры

Чистые вещества

Итак, в химии чистые вещества – это те вещества, что всегда состоят только из одного-единственного вида частиц. И это первое важное свойство. Чистым веществом является вода, например, которая состоит исключительно из молекул воды (то есть своих собственных). Также чистое вещество всегда имеет постоянный состав. Таким образом, каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода и из одного атома кислорода.

Свойства чистых веществ, в отличие от смесей имеют постоянный характер и изменяются при появлении примесей. Только дистиллированная вода имеет температуру кипения, а морская кипит при более высокой температуре. При этом стоит учитывать, что любое чистое вещество не является абсолютно чистым, так как даже чистый алюминий имеет примесь в составе, хоть она и имеет долю в 0.001 %. Возникает вопрос, как выяснить массу чистого вещества? Формула для вычисления выглядит следующим образом – m (масса) чистого вещества = W (концентрация) чистого вещества * смесь / 100 %.

Также существует такой тип чистых веществ, как особо чистые вещества (ультрачистые, высокочистые). Такие вещества используются в производстве полупроводников в различных измерительных и вычислительных устройствах, атомной энергетике и во многих других профессиональных областях.

получение чистых веществ

Примеры чистых веществ

Мы уже выяснили, что чистым веществом является то, что содержит в себе элементы одного вида. Хорошим примером чистого вещества может послужить снег. По сути это та же вода, но в отличие от той воды, с которой мы сталкиваемся ежедневно, эта вода гораздо чище и не содержит примесей. Алмаз тоже является чистым веществом, поскольку он содержит в себе только углерод без примесей. Это же относится и к горному хрусталю. На ежедневной основе мы сталкиваемся с еще одним примером чистого вещества – рафинированным сахаром, который содержит в себе одну лишь сахарозу.

Смеси

Мы уже рассмотрели чистые вещества и примеры чистых веществ, теперь перейдем к другой категории веществ – смесям. Смесь – это когда несколько веществ смешиваются друг с другом. Мы сталкиваемся со смесями на постоянной основе даже в быту. Тот же чай или мыльный раствор представляют собой смеси, которые мы применяем ежедневно. Смеси могут быть созданы человеком, а могут быть природными. Они находятся в твердом, жидком и газообразном состоянии. Как уже было сказано выше, тот же чай является смесью воды, сахара и чая. Это пример смеси, созданной человеком. Молоко является природной смесью, так как оно появляется без участия человека в процессе выработки и содержит в себе множество разных компонентов.

какие вещества чистые

Смеси созданные человеком почти всегда долговечны, а природные под воздействием тепла начинают распадаться на отдельные частицы (молоко, к примеру, прокисает через несколько дней). Смеси также делятся на гетерогенные и гомогенные. Гетерогенные смеси являются неоднородными, а их компоненты видны невооруженным взглядом и под микроскопом. Такие смеси именуют взвесями, которые в свою очередь делят на суспензии (вещество в твердом состоянии и вещество в жидком состоянии) и эмульсии (два вещества в жидком состоянии). Гомогенные смеси однородные, а их отдельные компоненты невозможно рассмотреть. Их также именуют растворами (могут быть веществами в газообразном, жидком или твердом состоянии).

Характеристики смеси и чистых веществ

Для удобства восприятия информация представлена в виде таблицы.

Сравнительный признак

Чистые вещества

Смеси

Состав веществ

Сохраняют постоянный состав

Имеют непостоянный состав

Виды веществ

Содержат одно вещество

Включают в себя различные вещества

Физические свойства

Сохраняют постоянные физические свойства

Имеют непостоянные физические свойства

Изменение энергии вещества

Изменяется при образовании энергии

Не изменяется

какие вещества чистые

Способы получения чистых веществ

В природе многие вещества существуют в виде смесей. Они применяются в фармакологии, промышленном производстве.

Для получения чистых веществ применяются различные методы разделения. Гетерогенные смеси делят с помощью отстаивания и фильтрования. Гомогенные смеси делят с помощью выпаривания и дистилляции. Рассмотрим каждый способ отдельно.

Отстаивание

Этот метод используется для разделения суспензий, таких как смесь речного песка с водой. Главным принципом, на котором основывается процесс отстаивания, является разница в плотностях тех веществ, которые будут разделены. Например, одно тяжелое вещество и вода. Какие чистые вещества тяжелее воды? Это песок, например, который в силу своей массы начнет оседать на дно. Таким же образом разделяют различные эмульсии. Например, от воды можно отделить растительное масло или нефть. Эти вещества в процессе разделения образуют небольшую пленку на поверхности воды. В лабораторных условиях этот же процесс проводят с использованием делительной воронки. Этот способ разделения смесей работает и в природе (без участия человека). Например, осаждение сажи из дыма и отстаивание сливок в молоке.

чистым веществом является

Фильтрование

Этот метод подходит для получения чистых веществ из гетерогенных смесей, например, из смеси воды с поваренной солью. Итак, каким образом работает фильтрация в процессе разделения частиц смеси? Суть заключается в том, что у веществ различные уровни растворимости и размеры частиц.

Фильтр конструируется таким образом, чтобы через него могли пройти только частицы с той же растворимостью или тем же размером, что он может пропустить. Более крупные и другие неподходящие частицы не смогут пройти через фильтр и будут отсеяны. Роль фильтров могут играть не только специализированные устройства и растворы в пределах лаборатории, но и знакомые всем вещи, такие как вата, уголь, обожженная глина, спрессованное стекло и другие пористые объекты. Фильтры используются в реальной жизни гораздо чаще, чем может показаться.

По такому принципу работает всем нам знакомый пылесос, который отделяет крупные частицы мусора и ловко всасывает мелкие, неспособные повредить механизм. Когда вы болеете, то надеваете марлевую повязку, которая может отсеять бактерии. Рабочие, чья профессия связана с распространением опасных газов и пыли, носят респираторные маски, защищающие их от отравления.

свойства чистых веществ

Воздействие магнита и воды

Таким способом можно разделить смесь порошка железа и серы. Принцип разделения основан на воздействии магнита на железо. Частицы железа притягиваются к магниту, в то время как сера останется на месте. Этот же метод можно использовать для отделения других металлических деталей из общей массы разных материалов.

Если порошок серы, смешанный с порошком железа высыпать в воду, то несмачиваемые частицы серы всплывут на поверхность воды, в то время как тяжелое железо сразу же ляжет на дно.

Выпаривание и кристаллизация

Этот способ работает с гомогенными смесями, такими как раствор соли в воде. Это работает в естественных природных процессах и лабораторных условиях. Например, некоторые озера при нагревание испаряют воду, а на ее месте остается поваренная соль. С точки зрения химии, этот процесс основывается на том, что разница между температурой кипения двух веществ, не позволяет им испариться единовременно. Уничтоженная вода обратится в пар, а оставшаяся соль останется в своем обычном состоянии.

Если вещество, которое нужно извлечь (сахар, например) плавится при нагревании, то воду не испаряют полностью. Смесь сначала прогревают, а затем получившуюся модифицированную смесь настаивают, чтобы частицы сахара осели на дне. Иногда стоит более сложная задача - отделение вещества с более высокой температурой кипения. Например, отделение воды от соли. В таком случае, испаренное вещество необходимо собрать, охладить и сконденсировать. Этот метод разделения гомогенных смесей называют дистилляцией (или просто перегонкой). Существуют специальные устройства, которые дистиллируют воду. Такая вода (дистиллированная) активно используется в фармакологии или в автомобильных системах охлаждения. Естественно, этим же методом люди перегоняют спирт.

особо чистые вещества

Хроматография

Последний метод отделения – хроматография. Он основан на том, что некоторые вещества имеют свойство поглощать другие компоненты веществ. Это работает следующим образом. Если вы возьмете кусочек бумаги или ткани, на которой что-то написано чернилами и погрузите ее часть в воду, то заметите следующее: вода начнет впитываться бумагой или тканью и будет ползти вверх, а вот красящее вещество будет немного отставать. Используя данную методику ученый М. С. Цвет смог отделить хлорофилл (вещество, дающее зеленый окрас растениям) от зеленых частей растения.

fb.ru

Урок по теме "Чистые вещества и смеси"

Чернышова О.А.

Учитель химии МБОУ гимназии «УВК №1»

Тема урока: Чистые вещества и смеси.

Цель урока: Дать понятие о чистых веществах и смесях; обратить внимание учащихся на различия в свойствах веществ; подвести учащихся к пониманию того, что на основе различий свойств веществ можно разделять смеси; развитие знаний учащихся о веществах, о распространении веществ в природе при усвоении понятий «чистое вещество» и «смесь»; выработать умение находить и осуществлять рациональные способы выделения индивидуальных веществ из смесей на основе знаний о физических свойствах их компонентов.

Оборудование: раствор сахара, смесь соли, песка и воды, смесь железных и древесных опилок, вода, фильтровальная бумага, смесь порошка железа и серы, магнит, воронка, делительная воронка.

Ход урока: 1.Орг. момент (3-5 мин).

2.Объяснение нового материала (35 мин).

Учитель: существуют ли в природе вещества в чистом виде? Можно ли сказать, что вода из–под крана, – чистое вещество? Воздух – чистое вещество?

В химии под словом «вещество» всегда подразумевается чистое вещество. В жизни чаще всего мы встречаемся не с отдельными чистыми веществами, а со смесями веществ. Так, воздух – это смесь газов. По внешнему виду нельзя обнаружить, что молоко – смесь различных веществ, а все окружающие нас металлические предметы сделаны из сплавов, а не из чистых металлов. Невозможно по внешним признакам различить воду и водный раствор соли, сахара.

Чистое вещество – вещество, обладающее постоянными физическими свойствами (дистиллированная вода). Чистое железо не ржавеет на воздухе. Практически абсолютно чистые вещества не получены.

Прежде чем изучать и описывать вещество, нужно выделить его из смеси и очистить от примесей.

Постоянные свойства имеют только чистые вещества. Смеси можно разделить на основании различия свойств веществ. Все ли смеси одинаковы?

Задание: рассмотреть предлагаемые смеси и сказать, чем они отличаются.

Сhello_html_31233170.gifhello_html_7d17a515.gifмеси

однородные не однородные

(гомогенные)- (гетерогенные)-

смеси, в которых даже с помощью микроскопа смеси, в которых невооружённым

нельзя обнаружить частицы веществ, входящих глазом или при помощи микроско

в смесь. па можно заметить частицы веществ,

составляющие смесь.

Раствор соли, сахара. Соль, песок и вода; молоко; кровь; пыльный воздух; мутная вода.

Задание: выписать отдельно чистые вещества, однородные и неоднородные смеси - поваренная соль, раствор поваренной соли в воде, кровь, вода, раствор медного купороса, сода, зубная паста, крахмал, золото, зола, цемент.

Учитель: какие смеси разделяются проще – однородные или неоднородные? Почему?

Способы разделения смесей:

(основаны на использовании различий в свойствах веществ)

1.Неоднородных:

Учитель: Вспомним с вами некоторые литературные произведения. В.Ф.Одоевский.«Мороз Иванович»: «Между тем рукодельница воротится, воду процедит, в кувшины нальет, да еще какая затейница: коли вода нечиста, так свернет лист бумаги, наложит в нее угольков да песку крупного насыплет, вставит ту бумагу в кувшин да нальет в нее воды, а вода-то знай проходит сквозь песок да сквозь уголья и капает в кувшин чистая, словно хрустальная».

Как вы думаете что это за способ разделения и на каком свойстве веществ он основан? Какие вы можете привести примеры из литературных произведений? Учащиеся называют сказки «Золушка», «Василиса Прекрасная».

А) Фильтрование – основано на различной растворимости веществ – очистка питьевой воды. Учащиеся проводят эксперимент по разделению смеси воды и песка.

Учитель: В трудном положении оказались герои приключенческой повести шотландского писателя Алистера Маклина «Ночь без конца». В поисках спасения они покинули полярную станцию и двинулись на стареньком тракторе в сторону материка. Полярная ночь, холод, нехватка продуктов поставили маленькую экспедицию на грань гибели. Остановился вышедший им на помощь мощный снегоход: преступники насыпали сахар в бочки с запасом бензина. Экипаж машины попытался очистить бензин перегонкой, но способ оказался малопроизводительным. Помощь явно опаздывала. И тут судьба улыбнулась полярникам. Химик нефтяной компании предложил простой и эффективный способ очистки бензина от сахара. Совет был передан на снегоход по радио, и помощь подоспела вовремя.

Как вы думаете, что предложил химик? (Совет химика заключался в следующем: из бочки с бензином отлить пятую часть содержимого и долить воду. Взболтать, затем оставить в покое минут на десять. После этого верхний слой бензина слить и использовать по назначению.)

Б) Отстаивание – основано на различной плотности веществ – очистка питьевой воды, отделение сливок от молока (железные и древесные опилки, растительное масло и вода). Учащиеся проводят эксперимент по отделению древесных опилок от металлических.

В) Действие магнита – основано на способности к намагничиванию – отделение железа от других веществ. Учащиеся проводят эксперимент по отделению железного порошка от порошка серы.

2.Однородных:

А) Выпаривание, кристаллизация – основано на различной температуре плавления – получение соли, производство сахара. Учащиеся проводят эксперимент по выпариванию раствора соли.

Б) Дистилляция или перегонка – основано на различии температур кипения – получение дистиллированной воды. Это приём разделения путём испарения летучих жидкостей с последующей конденсацией их паров.

Демонстрация видеофрагмента.

В) Хроматография – основана на том, что отдельные вещества с разной скоростью поглощаются поверхностью другого вещества – разделение и очистка лекарственных веществ (чернила и фильтровальная бумага).

Демонстрация видеофрагмента.

Признаки сравнения

Вещества

Смеси

Состав

постоянный

Переменный

Свойства.

Не сохраняются

сохраняются

Способы разделения

химические

Физические

Образование

Сопровождается выделением теплоты

Не сопровождается выделением теплоты

Однако не нужно думать, что примеси всегда придают веществу нежелательные свойства. Пример: сплавы, применяемые в самолётостроении, отличаются прочностью и твёрдостью, которыми не обладает чистый алюминий.

Д\з: п. 25.

Литература:

  1. А.Н.Афанасьев. Народные русские сказки. Л., 1983

  2. В.Ф.Одоевский. Мороз Иванович. Л., 1983

  3. А.Маклин. Ночь без конца. М., 1989

infourok.ru

Урок №3. Чистые вещества и смеси. Способы разделения смесей

I. Новый материал

При подготовке урока использованы материалы автора: Н.К.Черемисиной,

учителя химии средней школы № 43

(г. Калининград), Источник

Мы живем среди химических веществ. Мы вдыхает воздух, а это смесь газов (азота, кислорода и других), выдыхаем углекислый газ. Умываемся водой - это еще одно вещество, самое распространенное на Земле. Пьём молоко - смесь воды с мельчайшими капельками молочного жира, и не только: здесь еще есть молочный белок казеин, минеральные соли, витамины и даже сахар, но не тот, с которым пьют чай, а особый, молочный - лактоза. Едим яблоки, которые состоят из целого набора химических веществ - здесь и сахар, и яблочная кислота, и витамины... Когда прожеванные кусочки яблока попадают в желудок, на них начинают действовать пищеварительные соки человека, которые помогают усваивать все вкусные и полезные вещества не только яблока, но и любой другой пищи. Мы не только живем среди химических веществ, но и сами из них состоим. Каждый человек - его кожа, мышцы, кровь, зубы, кости, волосы построены из химических веществ, как дом из кирпичей. Азот, кислород, сахар, витамины – вещества природного, естественного происхождения. Стекло, резина, сталь – это тоже вещества, точнее, материалы (смеси веществ). И стекло, и резина - искусственного происхождения, в природе их не было. Совершенно чистые вещества в природе не встречаются или встречаются очень редко.

Чем же отличаются чистые вещества от смесей веществ?

Индивидуальное чистое вещество обладает определённым набором характеристических свойств (постоянными физическими свойствами). Только чистая дистиллированная вода имеет tпл = 0 °С, tкип= 100 °С, не имеет вкуса. Морская вода замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, вкус у нее горько-соленый. Вода Черного моря замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, чем вода Балтийского моря. Почему? Дело в том, что в морской воде содержатся другие вещества, например растворенные соли, т.е. она представляет собой смесь различных веществ, состав которой меняется в широких пределах, свойства же смеси не являются постоянными. Определение понятия «смесь» было дано в XVII в. английским ученым Робертом Бойлем: «Смесь – целостная система, состоящая из разнородных компонентов».

Сравнительная характеристика смеси и чистого вещества

Признаки сравнения

Чистое вещество

Смесь

Состав

Постоянный

Непостоянный

Вещества

Одно и то же

Различные

Физические свойства

Постоянные

Непостоянные

Изменение энергии при образовании

Происходит

Не происходит

Разделение

С помощью химических реакций

Физическими методами

 

Смеси отличаются друг от друга по внешнему виду.

Классификация смесей показана в таблице:

Приведём примеры суспензий (речной песок + вода), эмульсий (растительное масло + вода) и растворов (воздух в колбе, поваренная соль + вода, разменная монета: алюминий + медь или никель + медь).

В суспензиях видны частицы твердого вещества, в эмульсиях – капельки жидкости, такие смеси называются неоднородными (гетерогенными), а в растворах компоненты не различимы, они являются однородными (гомогенными) смесями.

Способы разделения смесей

В природе вещества существуют в виде смесей. Для лабораторных исследований, промышленных производств, для нужд фармакологии и медицины нужны чистые вещества.

Для очистки веществ применяются различные способы разделения смесей

Эти способы основаны на различиях в физических свойствах компонентов смеси.

Рассмотрим способы разделения гетерогенных и гомогенных смесей.

Пример смеси

Способ разделения

Суспензия – смесь речного песка с водой

Отстаивание

Разделение отстаиванием основано на различных плотностях веществ. Более тяжелый песок оседает на дно. Так же можно разделить и эмульсию: отделить нефть или растительное масло от воды. В лаборатории это можно сделать с помощью делительной воронки. Нефть или растительное масло образует верхний, более легкий слой. В результате отстаивания выпадает роса из тумана, осаждается сажа из дыма, отстаиваются сливки в молоке.

Разделение смеси воды и растительного масла отстаиванием

Смесь песка и поваренной соли в воде

Фильтрование

На чем основано разделение гетерогенных смесей с помощью фильтрования?На различной растворимости веществ в воде и на различных размерах частиц. Через поры фильтра проходят лишь соизмеримые с ними частицы веществ, в то время как более крупные частицы задерживаются на фильтре. Так можно разделить гетерогенную смесь поваренной соли и речного песка. В качестве фильтров можно использовать различные пористые вещества: вату, уголь, обожженную глину, прессованное стекло и другие. Способ фильтрования – это основа работы бытовой техники, например пылесосов. Его используют хирурги – марлевые повязки; буровики и рабочие элеваторов – респираторные маски. С помощью чайного ситечка для фильтрования чаинок Остапу Бендеру – герою произведения Ильфа и Петрова – удалось забрать один из стульев у Эллочки Людоедки («Двенадцать стульев»).

Разделение смеси крахмала и воды фильтрованием

Смесь порошка железа и серы

Действие магнитом или водой

Порошок железа притягивался магнитом, а порошок серы – нет.

Несмачивающийся порошок серы всплывал на поверхность воды, а тяжелый смачивающийся порошок железа оседал на дно.

Разделение смеси серы и железа с помощью магнита и воды

Раствор соли в воде – гомогенная смесь

Выпаривание или кристаллизация

Вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаются кристаллы соли. При выпаривании воды из озер Эльтон и Баскунчак получают поваренную соль. Этот способ разделения основан на различии в температурах кипения растворителя и растворенного вещества.Если вещество, например сахар, разлагается при нагревании, то воду испаряют неполностью – упаривают раствор, а затем из насыщенного раствора осаждают кристаллы сахара.Иногда требуется очистить от примесей растворители с меньшей температурой кипения, например воду от соли. В этом случае пары вещества необходимо собрать и затем сконденсировать при охлаждении. Такой способ разделения гомогенной смеси называется дистилляцией, или перегонкой. В специальных приборах – дистилляторах получают дистиллированную воду, которую используют для нужд фармакологии, лабораторий, систем охлаждения автомобилей. В домашних условиях можно сконструировать такой дистиллятор:

Если же разделять смесь спирта и воды, то первым будет отгоняться (собираться в пробирке-приемнике) спирт с tкип = 78 °С, а в пробирке останется вода. Перегонка используется для получения бензина, керосина, газойля из нефти.

Разделение однородных смесей

Особым методом разделения компонентов, основанным на различной поглощаемости их определенным веществом, является хроматография.

Дома вы можете проделать следующий опыт. Подвесьте полоску из фильтровальной бумаги над сосудом с красными чернилами, погружая в них лишь конец полоски. Раствор впитывается бумагой и поднимается по ней. Но граница подъема краски отстает от границы подъема воды. Так происходит разделение двух веществ: воды и красящего вещества в чернилах.

С помощью хроматографии русский ботаник М. С. Цвет впервые выделил хлорофилл из зеленых частей растений. В промышленности и лабораториях вместо фильтровальной бумаги для хроматографии используют крахмал, уголь, известняк, оксид алюминия. А всегда ли требуются вещества с одинаковой степенью очистки?

Для различных целей необходимы вещества с различной степенью очистки. Воду для приготовления пищи достаточно отстоять для удаления примесей и хлора, используемого для ее обеззараживания. Воду для питья нужно предварительно прокипятить. А в химических лабораториях для приготовления растворов и проведения опытов, в медицине необходима дистиллированная вода, максимально очищенная от растворенных в ней веществ. Особо чистые вещества, содержание примесей в которых не превышает одной миллионной процента, применяются в электронике, в полупроводниковой, ядерной технике и других точных отраслях промышленности.

Прочитайте стихотворение Л. Мартынова «Дистиллированная вода»:

ВодаБлаговолилаЛиться!ОнаБлисталаСтоль чиста,Что ни напиться,Ни умыться.И это было неспроста.Ей не хваталоИвы, талаИ горечи цветущих лоз,Ей водорослей не хваталоИ рыбы, жирной от стрекоз.Ей не хватало быть волнистой,Ей не хватало течь везде.Ей жизни не хваталоЧистой –Дистиллированной воде!

Применение дистиллированной воды

II. Задания для закрепления

1) Поработайте с тренажёрами №1-4 (необходимо загрузить тренажёр, он откроется в браузере Internet Explorer)

Тренажёр №1. Чистые вещества и смеси

Тренажёр №2. Смеси

Тренажёр №3. Смеси в природе

Тренажёр №4. Смеси в сельском хозяйстве

2) Решите задачу:

Дана смесь сахара, речного песка и железных опилок. Предложите способ разделения этой смеси.

3) Творческое задание:

Подготовьте электронную презентацию на тему  "Чистые вещества и смеси, которые нас окружают"

sites.google.com


Смотрите также