Хімія. Повторне видання. 7 клас. Григорович
§ 12. Чисті речовини та суміші
Чи існують у природі чисті речовини?
Поміркуйте
Чи трапляються в природі чисті речовини?
Щодня ми стикаємося з різними речовинами й сумішами, навіть не замислюючись про це. Але що таке чисті речовини, а що — суміші? І як ми можемо їх відрізнити?
Коли хіміки / хімікині говорять про певну речовину, то мають на увазі, що вона є чистою, тобто складається із частинок (молекул, атомів, йонів), притаманних лише цій речовині.
Уявіть склянку чистої води. Вода складається лише з молекул води й нічого іншого. Це приклад чистої речовини.
Чиста речовина може бути простою, як кисень (О2), що є складником повітря, або складною, як вода (Н2О).
Тепер уявіть, що ви додаєте у воду дрібку цукру. Цукор розчиняється, але вода із цукром уже не є чистою речовиною, вона стала сумішшю.
Суміші складаються з двох або більше речовин, які фізично існують як одне ціле, але хімічно не сполучені.
Суміш
Модель суміші кисню та водню, молекули яких складаються з атомів Оксигену (червоні кульки) й Гідрогену (білі кульки) відповідно
Чиста речовина
У складі води також містяться атоми Оксигену й Гідрогену, але в молекулах води вони хімічно сполучені
У суміші кожна речовина зберігає свої властивості. Речовини, з яких складаються суміші, називають компонентами або складниками суміші.
Поміркуйте
Підтвердіть, що компоненти суміші зберігають свої властивості, на прикладах сумішей, які часто використовують у побуті.
Мал. 12.1. Рідкісні приклади чистих речовин у природі: а — самородне золото; б — самородна сірка; в — алмаз
У природі чисті речовини майже не трапляються (мал. 12.1). Навколо нас переважають суміші речовин. Навіть якщо водопровідна вода або вода в бутлі нам здається чистою, у ній наявні частинки інших речовин, які називають домішками.
Обговоріть у групах
Чи є очищена вода для акваріума чистою речовиною? Аргументуйте свою думку.
Чим суміші відрізняються від чистих речовин?
Важливо вміти розрізняти чисті речовини й суміші. Один зі способів — це візуально визначити однорідність речовини. Якщо речовина виглядає однаковою скрізь, це може бути чиста речовина. Але якщо ви побачите різні частинки, приміром, у піску або граніті, то це однозначно суміш. Такі суміші називають неоднорідними (мал. 12.2).
Мал. 12.2. Неоднорідні суміші: а — у граніті можна побачити вкраплення різних мінералів; б — у газованій воді видно бульбашки вуглекислого газу; в — у ґрунті зазвичай наявні часточки піску, глини тощо
Мал. 12.3. Однорідні суміші: а — морська вода; б — пряжка ременя з латуні (суміші міді та цинку); в — природний газ
Утім у природі часто трапляються суміші, які виглядають однорідними, і які за зовнішнім виглядом складно відрізнити від чистої речовини. Приміром, ми не помічаємо, що повітря — це суміш кисню й азоту, а в морській воді розчинені різні солі. Такі суміші називають однорідними (мал. 12.3).
Однорідні суміші з рідинами (зокрема, водою) називають розчинами.
В однорідних сумішах частинки різних компонентів розподілені рівномірно, а в неоднорідних — нерівномірно.
На відміну від хімічних сполук, суміші не мають сталого складу. Приміром, ви можете додати до чаю одну ложку цукру або дві і навіть три. А в молекулах хімічних сполук атоми різних хімічних елементів містяться лише в певному відношенні: у воді завжди один атом Оксигену сполучений із двома атомами Гідрогену, а у вуглекислому газі — один атом Карбону сполучений із двома атомами Оксигену.
Як розрізнити чисті речовини й однорідні суміші?
Однорідну суміш за зовнішнім виглядом відрізнити від чистої речовини майже неможливо. Навіть у найсильніший мікроскоп не можна побачити окремих частинок цукру в його водному розчині. Розчин, звісно, набуде солодкого смаку, але в хімічній лабораторії куштувати речовини не можна!
У такому випадку нам допоможе знання фізичних властивостей речовин. Хоча кожна речовина надає своїх властивостей суміші, але ніколи суміш не має таких самих властивостей, як кожний із компонентів окремо.
Так, температура, за якої плавиться сплав олова та свинцю, нижча за температуру плавлення чистого олова та чистого свинцю. Морська вода або розчин солі у воді замерзає за нижчої, а кипить за вищої температури, ніж чиста вода. У цьому випадку досить виміряти температуру плавлення або кипіння суміші та порівняти результат із даними довідника для чистих речовин. Якщо є відмінності від довідникових даних, то ми досліджували суміш.
Дізнайтеся більше
У давні часи, аби відрізнити золоту монету від мідно-срібної, торговці пробували її «на зуб». Якщо зуби залишали слід на поверхні монети, це означало, що монета виготовлена із чистого золота. Саме тому більшість стародавніх золотих монет, які збереглися до сьогодні, погнуті або зі слідами від зубів.
Суміші навколо нас
У своєму житті ми часто стикаємося із сумішами. Звичайний пісок у пісочниці, ґрунт — це неоднорідні суміші. Багато сумішей можна знайти, заглянувши в холодильник.
Звичайне молоко — це неоднорідна суміш.
Якщо сильно збільшити краплину молока, то в ній можна побачити краплі олії у воді.
Неоднорідні суміші (олії та води) називають емульсіями.
Емульсією є вершкове масло. Це жир, який виділяють із молока, з домішками води.
Поміркуйте
Висловіть гіпотезу, як експериментально можна довести, що молоко та вершкове масло — це неоднорідні суміші.
Майонез — також емульсія. Його одержують змішуванням жовтків курячих яєць, у яких багато води, з олією.
Суміші рідини з твердою нерозчинною речовиною називають суспензіями.
Для догляду за ротовою порожниною і зубами ми використовуємо зубну пасту. Часто до її складу додають маленькі часточки крейди. Така паста є суспензією.
Дим, туман, пара з киплячого чайника — це аерозолі.
У довкіллі можна побачити інші види неоднорідних сумішей — сумішей часточок твердих або рідких речовин із повітрям. Їх називають аерозолями.
Дізнайтеся більше
Пара, що виділяється із чайника під час кипіння, складається не лише з водяної пари, але й із найдрібніших краплин води, що утворюються внаслідок конденсації.
У такий самий спосіб утворюються хмари й туман. Отже, пара з киплячого чайника або з каструлі — це не просто вода в газоподібному стані.
Це аерозоль, суміш водяної пари з краплинами води.
Досліджуємо, проєктуємо, моделюємо
Виготовлення емульсії
До одного жовтка сирого яйця додайте олію такого самого об'єму (приблизно). Ретельно перемішайте їх вінчиком (міксером). Спостерігайте за стійкістю емульсії. Чи відбувається її розшарування?
Повторіть дослід, але перед перемішуванням додайте до суміші половину чайної ложки гірчиці. Чи відрізняється нова емульсія за стійкістю від попередньої? Випробуйте стійкість одержаних емульсій до нагрівання. Висловте припущення: що відбудеться з емульсіями в процесі нагрівання? Для нагрівання використайте водяну баню. Що ви спостерігаєте? Чи підтвердилося ваше припущення?
Робота з інформацією
130. Чи може чиста речовина, потрапивши в довкілля, залишатися чистою? Відповідь обґрунтуйте.
131. Наведіть приклади аерозолів, суспензій та емульсій у побуті та природі.
132. Деякі домішки в повітрі та у воді є шкідливими для людини та інших організмів. Знайдіть інформацію про найпоширеніші речовини-забрудники водойм і повітря.
Обговоріть у групах
133. Визначте спільне й відмінне для понять: проста речовина, складна речовина, чиста речовина, однорідна суміш, неоднорідна суміш. Складіть відповідні діаграми Венна для пар речовин.
134. Чим відрізняються суміші від чистих речовин?
135. Як ви вважаєте, чи можливе існування абсолютно чистої речовини? Відповідь обґрунтуйте.
136. Як відрізнити однорідну суміш від неоднорідної? Як розпізнати емульсію, суспензію, аерозоль?
137. Випишіть із переліку окремо назви сумішей і чистих речовин.
[Кисень, річкова вода, водопровідна вода, мінеральна вода, повітря, дистильована вода, кухонна сіль, цукор, бензин, кров, зубна паста, золото, попіл.]
138. Однорідна чи неоднорідна суміш утвориться внаслідок змішування: а) одеколону та води; б) борошна та води; в) меду та чаю; г) піску та каміння; д) бензину та води?
139. На малюнках зображені моделі простих і складних речовин, а також їхніх сумішей. Визначте, що зображено на кожному малюнку.
140. Особливо чисті речовини потребують певних умов зберігання. Так, особливо чисту воду можна зберігати лише в посудині з кварцу без доступу повітря. Чому, як ви думаєте?
