Em nosso artigo, consideraremos o que são substâncias puras e misturas, métodos para separar misturas. Cada um de nós os usa na vida cotidiana. Substâncias puras ocorrem na natureza? E como distingui-los das misturas?
Substâncias puras e misturas: maneiras de separar misturas
Substâncias puras são substâncias que contêm partículas de apenas um determinado tipo. Os cientistas acreditam que eles praticamente não existem na natureza, pois todos eles, ainda que em proporções desprezíveis, contêm impurezas. Absolutamente todas as substâncias também são solúveis em água. Mesmo se, por exemplo, um anel de prata for imerso nesse líquido, os íons desse metal irão para a solução.
Um sinal de substâncias puras é a constância de composição e propriedades físicas. No processo de sua formação, ocorre uma mudança na quantidade de energia. Além disso, pode aumentar e diminuir. Uma substância pura pode ser separada em seus componentes individuais apenas por uma reação química. Por exemplo, apenas a água destilada tem um ponto de ebulição e congelamento típico para esta substância,f alta de gosto e cheiro. E seu oxigênio e hidrogênio só podem ser decompostos por eletrólise.
E como seus agregados diferem das substâncias puras? A química nos ajudará a responder a essa pergunta. Os métodos de separação de misturas são físicos, pois não levam a uma alteração na composição química das substâncias. Ao contrário das substâncias puras, as misturas têm composição e propriedades variáveis e podem ser separadas por métodos físicos.
O que é uma mistura
Uma mistura é uma coleção de substâncias individuais. Um exemplo é a água do mar. Ao contrário do destilado, tem um sabor amargo ou salgado, ferve a uma temperatura mais alta e congela a uma temperatura mais baixa. Os métodos para separar misturas de substâncias são físicos. Assim, o sal puro pode ser obtido da água do mar por evaporação e subsequente cristalização.
Tipos de misturas
Se você adicionar açúcar à água, depois de um tempo suas partículas se dissolverão e se tornarão invisíveis. Como resultado, eles não podem ser distinguidos a olho nu. Tais misturas são chamadas de homogêneas ou homogêneas. Ar, gasolina, caldo, perfume, água doce e salgada e uma liga de cobre e alumínio também são exemplos disso. Como você pode ver, as misturas homogêneas podem estar em diferentes estados de agregação, mas os líquidos são os mais comuns. Eles também são chamados de soluções.
Em misturas heterogêneas ou heterogêneas, partículas de substâncias individuais podem ser distinguidas. Limalhas de ferro e madeira, areia e sal de mesa são exemplos típicos. As misturas heterogêneas também são chamadas de suspensões. Entre eles, destacam-se suspensões e emulsões. O primeiro consiste em um líquido e um sólido. Assim, uma emulsão é uma mistura de água e areia. Uma emulsão é uma combinação de dois líquidos com densidades diferentes.
Existem misturas heterogêneas com nomes especiais. Assim, um exemplo de espuma é a espuma, e os aerossóis incluem neblina, fumaça, desodorantes, purificadores de ar, agentes antiestáticos.
Métodos de separação de misturas
É claro que muitas misturas têm propriedades mais valiosas do que as substâncias individuais que as compõem. Mas mesmo na vida cotidiana há situações em que eles precisam ser separados. E na indústria, indústrias inteiras se baseiam nesse processo. Por exemplo, do petróleo como resultado de seu processamento, são obtidos gasolina, gasóleo, querosene, óleo combustível, óleo solar e óleo de máquina, combustível de foguete, acetileno e benzeno. Concordo, é mais lucrativo usar esses produtos do que queimar óleo sem pensar.
Agora vamos ver se existem métodos químicos para separar misturas. Suponha que precisamos obter substâncias puras de uma solução aquosa de sal. Para fazer isso, a mistura deve ser aquecida. Como resultado, a água se transformará em vapor e o sal se cristalizará. Mas, ao mesmo tempo, não haverá transformação de uma substância em outra. Isso significa que a base desse processo são fenômenos físicos.
Os métodos de separação de misturas dependem do estado de agregação, capacidade de dissolução, diferença de ponto de ebulição, densidade e composição de seus componentes. Vamos considerar cada um deles com mais detalhes emexemplos.
Filtragem
Este método de separação é adequado para misturas contendo um líquido e um sólido insolúvel. Por exemplo, água e areia de rio. Esta mistura deve passar por um filtro. Como resultado, a água limpa passará livremente por ele e a areia permanecerá.
Liquidação
Alguns métodos de separação de misturas são baseados na ação da gravidade. Assim, suspensões e emulsões podem ser decompostas em substâncias puras. Se o óleo vegetal entrar na água, a mistura deve primeiro ser agitada. Então deixe por um tempo. Como resultado, a água ficará no fundo do vaso e o óleo o cobrirá em forma de filme.
Em condições de laboratório, um funil de separação é usado para decantação. Como resultado de seu trabalho, o líquido mais denso é drenado para o recipiente, enquanto o líquido mais leve permanece.
A decantação é caracterizada por uma baixa velocidade do processo. Leva um certo tempo para o precipitado se formar. Em condições industriais, este método é realizado em estruturas especiais chamadas tanques de sedimentação.
Ação com um ímã
Se a mistura contiver metal, ela pode ser separada usando um ímã. Por exemplo, separe as limalhas de ferro e de madeira. Mas todos os metais têm essas propriedades? De jeito nenhum. Para este método, apenas misturas contendo ferroímãs são adequadas. Além do ferro, incluem níquel, cob alto, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio.
Destilação
Este é o título emtraduzido do latim significa "gotas de drenagem". A destilação é um método de separação de misturas baseado na diferença de pontos de ebulição das substâncias. Assim, mesmo em casa, álcool e água podem ser separados. A primeira substância começa a evaporar já a uma temperatura de 78 graus Celsius. Ao tocar a superfície fria, o vapor do álcool se condensa, transformando-se em estado líquido.
Na indústria, produtos de refino de petróleo, substâncias aromáticas, metais puros são obtidos desta forma.
Evaporação e cristalização
Estes métodos de separação são adequados para soluções líquidas. As substâncias que compõem sua composição diferem em seu ponto de ebulição. Assim, é possível obter cristais de sal ou açúcar a partir da água em que estão dissolvidos. Para fazer isso, as soluções são aquecidas e evaporadas até um estado saturado. Neste caso, os cristais são depositados. Se for necessário obter água pura, a solução é fervida, seguida da condensação dos vapores em uma superfície mais fria.
Métodos para separação de misturas gasosas
As misturas gasosas são separadas por métodos laboratoriais e industriais, pois este processo requer equipamentos especiais. A matéria-prima de origem natural é o ar, coque, gerador, associado e gás natural, que é uma combinação de hidrocarbonetos.
Os métodos físicos para separação de misturas no estado gasoso são os seguintes:
- A condensação é um processo deresfriamento da mistura, durante o qual ocorre a condensação de seus componentes. Neste caso, em primeiro lugar, as substâncias de alto ponto de ebulição, que são coletadas em separadores, passam para o estado líquido. Dessa forma, o hidrogênio é obtido a partir do gás de coqueria e a amônia também é separada da parte que não reagiu da mistura.
- Sorção é a absorção de algumas substâncias por outras. Este processo tem componentes opostos, entre os quais o equilíbrio é estabelecido durante a reação. Os processos direto e reverso exigem condições diferentes. No primeiro caso, é uma combinação de alta pressão e baixa temperatura. Esse processo é chamado de sorção. Caso contrário, as condições opostas são usadas: baixa pressão em alta temperatura.
- Separação por membrana é um método no qual a propriedade de partições semipermeáveis é usada para passar seletivamente moléculas de várias substâncias.
- Refluxação - o processo de condensação de partes de alto ponto de ebulição de misturas como resultado de seu resfriamento. Nesse caso, a temperatura de transição para o estado líquido dos componentes individuais deve diferir significativamente.
Cromatografia
O nome deste método pode ser traduzido como "escrevo com cor". Imagine que a tinta é adicionada à água. Se você abaixar a extremidade do papel de filtro em tal mistura, ela começará a ser absorvida. Nesse caso, a água será absorvida mais rapidamente que a tinta, o que está associado a um grau diferente de sorção dessas substâncias. A cromatografia não é apenas um método para separar misturas, mas também um método para estudar propriedades de substâncias como difusão e solubilidade.
Então nos conhecemoscom conceitos como "substâncias puras" e "misturas". Os primeiros são elementos ou compostos que consistem apenas em partículas de um determinado tipo. Seus exemplos são sal, açúcar, água destilada. As misturas são uma coleção de substâncias individuais. Vários métodos são usados para separá-los. A maneira como eles são separados depende das propriedades físicas de seus constituintes. As principais são decantação, evaporação, cristalização, filtração, destilação, magnetização e cromatografia.
