En nuestro artículo consideraremos qué son las sustancias puras y las mezclas, métodos para separar mezclas. Cada uno de nosotros los usa en la vida cotidiana. ¿Existen sustancias puras en la naturaleza? ¿Y cómo distinguirlos de las mezclas?
Sustancias puras y mezclas: formas de separar mezclas
Las sustancias puras son sustancias que contienen partículas de un tipo determinado. Los científicos creen que prácticamente no existen en la naturaleza, ya que todos ellos, aunque en proporciones insignificantes, contienen impurezas. Absolutamente todas las sustancias son también solubles en agua. Incluso si, por ejemplo, se sumerge un anillo de plata en este líquido, los iones de este metal se disuelven.
Un signo de las sustancias puras es la constancia de la composición y las propiedades físicas. En el proceso de su formación, se produce un cambio en la cantidad de energía. Además, puede aumentar y disminuir. Una sustancia pura puede separarse en sus componentes individuales solo mediante una reacción química. Por ejemplo, solo el agua destilada tiene un punto de ebullición y congelación típico para esta sustancia,f alta de gusto y olfato. Y su oxígeno e hidrógeno solo pueden descomponerse por electrólisis.
¿Y en qué se diferencian sus agregados de las sustancias puras? La química nos ayudará a responder esta pregunta. Los métodos para separar mezclas son físicos, ya que no provocan un cambio en la composición química de las sustancias. A diferencia de las sustancias puras, las mezclas tienen composición y propiedades variables, y pueden separarse por métodos físicos.
Qué es una mezcla
Una mezcla es una colección de sustancias individuales. Un ejemplo es el agua de mar. A diferencia del destilado, tiene un sabor amargo o salado, hierve a una temperatura más alta y se congela a una temperatura más baja. Los métodos para separar mezclas de sustancias son físicos. Así, la sal pura se puede obtener del agua de mar por evaporación y posterior cristalización.
Tipos de mezclas
Si agrega azúcar al agua, después de un tiempo sus partículas se disolverán y se volverán invisibles. Como resultado, no se pueden distinguir a simple vista. Tales mezclas se llaman homogéneas u homogéneas. El aire, la gasolina, el caldo, el perfume, el agua dulce y salada y una aleación de cobre y aluminio también son ejemplos de estos. Como puede ver, las mezclas homogéneas pueden estar en diferentes estados de agregación, pero las líquidas son las más comunes. También se les llama soluciones.
En mezclas heterogéneas o heterogéneas, se pueden distinguir partículas de sustancias individuales. Las limaduras de hierro y madera, la arena y la sal de mesa son ejemplos típicos. Las mezclas heterogéneas también se llaman suspensiones. Entre ellos, se distinguen las suspensiones y las emulsiones. El primero consta de un líquido y un sólido. Entonces, una emulsión es una mezcla de agua y arena. Una emulsión es una combinación de dos líquidos con diferentes densidades.
Hay mezclas heterogéneas con nombres especiales. Entonces, un ejemplo de espuma es la espuma, y los aerosoles incluyen niebla, humo, desodorantes, ambientadores, agentes antiestáticos.
Métodos para separar mezclas
Por supuesto, muchas mezclas tienen propiedades más valiosas que las sustancias individuales que las componen. Pero incluso en la vida cotidiana hay situaciones en las que es necesario separarlos. Y en la industria, industrias enteras se basan en este proceso. Por ejemplo, a partir del petróleo, como resultado de su procesamiento, se obtienen gasolina, gasóleo, queroseno, fueloil, aceite solar y aceite para máquinas, combustible para cohetes, acetileno y benceno. De acuerdo, es más rentable usar estos productos que quemar aceite sin pensar.
Ahora veamos si existen métodos químicos para separar mezclas. Supongamos que necesitamos obtener sustancias puras a partir de una solución acuosa de sal. Para hacer esto, la mezcla debe calentarse. Como resultado, el agua se convertirá en vapor y la sal se cristalizará. Pero al mismo tiempo, no habrá transformación de una sustancia en otra. Esto significa que la base de este proceso son los fenómenos físicos.
Los métodos para separar mezclas dependen del estado de agregación, la capacidad de disolución, la diferencia en el punto de ebullición, la densidad y la composición de sus componentes. Consideremos cada uno de ellos con más detalle en específico.ejemplos.
Filtrado
Este método de separación es adecuado para mezclas que contienen un líquido y un sólido insoluble. Por ejemplo, agua y arena de río. Esta mezcla debe pasarse por un filtro. Como resultado, el agua limpia pasará libremente a través de él y la arena permanecerá.
Asentamiento
Algunos métodos de separación de mezclas se basan en la acción de la gravedad. Así, las suspensiones y emulsiones se pueden descomponer en sustancias puras. Si el aceite vegetal entra en contacto con el agua, primero se debe agitar la mezcla. Entonces déjalo por un tiempo. Como resultado, el agua estará en el fondo del recipiente y el aceite lo cubrirá en forma de película.
En condiciones de laboratorio, se utiliza un embudo de decantación para la sedimentación. Como resultado de su trabajo, el líquido más denso se drena en el recipiente, mientras que el más ligero permanece.
La sedimentación se caracteriza por una baja velocidad del proceso. Se necesita una cierta cantidad de tiempo para que se forme el precipitado. En condiciones industriales, este método se lleva a cabo en estructuras especiales llamadas tanques de sedimentación.
Acción con un imán
Si la mezcla contiene metal, se puede separar con un imán. Por ejemplo, separe las limaduras de hierro y madera. Pero, ¿todos los metales tienen estas propiedades? De nada. Para este método, solo son adecuadas las mezclas que contienen ferromagnetos. Además del hierro, estos incluyen níquel, cob alto, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio.
Destilación
Este es el título entraducido del latín significa "gotas de drenaje". La destilación es un método de separación de mezclas basado en la diferencia en los puntos de ebullición de las sustancias. Así, incluso en casa, el alcohol y el agua se pueden separar. La primera sustancia comienza a evaporarse ya a una temperatura de 78 grados centígrados. Al tocar la superficie fría, el vapor de alcohol se condensa y pasa a estado líquido.
En la industria, de esta manera se obtienen productos de refinación de petróleo, sustancias aromáticas, metales puros.
Evaporación y cristalización
Estos métodos de separación son adecuados para soluciones líquidas. Las sustancias que componen su composición difieren en su punto de ebullición. Así, es posible obtener cristales de sal o azúcar del agua en la que se disuelven. Para hacer esto, las soluciones se calientan y se evaporan hasta un estado saturado. En este caso, los cristales se depositan. Si es necesario obtener agua pura, la solución se lleva a ebullición, seguido de la condensación de los vapores en una superficie más fría.
Métodos para separar mezclas de gases
Las mezclas de gases se separan por métodos industriales y de laboratorio, ya que este proceso requiere un equipo especial. La materia prima de origen natural es aire, coque, generador, asociado y gas natural, que es una combinación de hidrocarburos.
Los métodos físicos para separar mezclas en estado gaseoso son los siguientes:
- La condensación es un proceso deenfriamiento de la mezcla, durante el cual se produce la condensación de sus componentes. En este caso, en primer lugar, las sustancias de alto punto de ebullición, que se recogen en los separadores, pasan al estado líquido. De esta forma, se obtiene hidrógeno del gas de horno de coque y también se separa amoníaco de la parte de la mezcla que no ha reaccionado.
- La sorción es la absorción de unas sustancias por otras. Este proceso tiene componentes opuestos, entre los cuales se establece el equilibrio durante la reacción. Los procesos directo e inverso requieren condiciones diferentes. En el primer caso, se trata de una combinación de alta presión y baja temperatura. Este proceso se llama sorción. En caso contrario, se utilizan las condiciones contrarias: baja presión a alta temperatura.
- La separación por membrana es un método en el que se utiliza la propiedad de las particiones semipermeables para pasar selectivamente moléculas de varias sustancias.
- Reflujo - el proceso de condensación de partes de mezclas de alto punto de ebullición como resultado de su enfriamiento. En este caso, la temperatura de transición al estado líquido de los componentes individuales debería diferir significativamente.
Cromatografía
El nombre de este método se puede traducir como "Escribo con color". Imagina que se agrega tinta al agua. Si coloca el extremo del papel de filtro en una mezcla de este tipo, comenzará a absorberse. En este caso, el agua se absorberá más rápido que la tinta, lo que se asocia con un grado diferente de sorción de estas sustancias. La cromatografía no es solo un método para separar mezclas, sino también un método para estudiar propiedades de sustancias como la difusión y la solubilidad.
Así nos conocimoscon conceptos como "sustancias puras" y "mezclas". Los primeros son elementos o compuestos formados únicamente por partículas de cierto tipo. Sus ejemplos son la sal, el azúcar, el agua destilada. Las mezclas son una colección de sustancias individuales. Se utilizan varios métodos para separarlos. La forma en que se separan depende de las propiedades físicas de sus constituyentes. Los principales son la sedimentación, la evaporación, la cristalización, la filtración, la destilación, la magnetización y la cromatografía.
