Хімія. 7 клас. Ярошенко

§ 8. Чисті речовини і суміші. Способи розділення сумішей

Вивчення параграфа допоможе вам:

• розрізняти чисті речовини і суміші;
• називати способи розділення сумішей;
• наводити приклади природних сумішей;
• характеризувати властивості сумішей

У хімічній науці поняття речовини ототожнюють із чистою речовиною. Існують також і суміші речовин. З’ясуємо, чим чиста речовина відрізняється від суміші.

ЧИСТІ РЕЧОВИНИ. Якщо речовина чиста, то, крім її структурних частинок, інших частинок немає. Варто пам’ятати, що навіть у хімічних лабораторіях, не кажучи вже про природні умови, абсолютно чистих речовин не існує. Тому поняття чистої речовини застосовують до речовин, у яких домішок настільки мало, що вони помітно не впливають на властивості речовини.

Вчені намагаються виділяти речовини в якомога чистішому вигляді задля вивчення їх властивостей та спеціального використання.

• Чиста речовина — це речовина, що не містить домішок інших речовин.

СУМІШІ. У повсякденному житті ви переважно маєте справу не з чистими речовинами, а із сумішами речовин або матеріалами, виготовленими з кількох речовин.

• Суміші одержують змішуванням кількох чистих речовин.

Наведіть приклади сумішей, якими ви користуєтесь у побуті.

На виробництві також найчастіше мають справу із сумішами речовин. Знання властивостей чистих речовин та їх змін під впливом різних домішок надзвичайно важливе для правильного практичного використання речовин.

У будівництві, косметології та медицині, під час приготування їжі, для прання білизни тощо постійно використовують різні суміші. Існують суміші й у природі. Ви обізнані з газоподібними природними сумішами — повітрям і природним газом, рідкими природними сумішами — морською і мінеральною водою, нафтою, молоком, твердими сумішами — ґрунтом, гранітом тощо.

До речовин, з яких складається суміш, застосовують назву компоненти суміші. Суміші бувають однорідні та неоднорідні. Все залежить від розмірів частинок компонентів суміші. В однорідних сумішах частинки однієї речовини не можна розгледіти з-поміж частинок іншої візуально (тобто за допомогою зору) або за допомогою збільшувальних приладів. Наприклад, чиста вода і підсолоджена цукром зовні та під лупою мають однаковий вигляд. Відтак — це однорідна суміш. Матеріал, з якого виготовлено віконне скло (мал. 38), також є однорідною сумішшю речовин, утворених в результаті сплавляння кварцового піску, вапняку і соди.

Мал. 38. Приклади однорідних сумішей (а — морська вода: б — водопровідна вода; в — оцет; г — напій; д — скло; е — бензин)

Граніт, ґрунт, суміш олії і води — приклади неоднорідних сумішей. У них неважко виявити компоненти візуально або за допомогою збільшувальних приладів.

Змішуванням двох і більше нерозчинних одна в одній речовин ви можете самостійно виготовити різні неоднорідні суміші. Причому за вашим бажанням їх склад може бути різним.

ВЛАСТИВОСТІ СУМІШЕЙ. По-перше, суміші мають довільний склад. Так, на полицях продуктових магазинів можна побачити сметану з різним відсотком жиру (15 %, 20 %, 30 %). Із цукру, висушених листочків чаю і води ви готуєте суміш під назвою «чай». Цілком очевидно, що в когось із вас напій буде солодшим, ще в когось — матиме темніше забарвлення, але в кожному випадку цукор не втратить свого солодкого смаку, а речовини чайної властивості — кольору. Збереження речовинами у складі суміші своїх властивостей — це ще одна характерна особливість сумішей.

• Кількісний склад сумішей довільний. Речовини в суміші зберігають свої індивідуальні властивості.

Завдяки збереженню індивідуальних властивостей речовин у складі суміші їх можна розділяти на окремі компоненти фізичними методами.

Уміння розділяти суміші необхідне кожній людині, незалежно від того, буде вона пов’язувати свою майбутню професією з хімією чи ні.

Відновіть у пам’яті

Які способи розділення сумішей ви знаєте?

СПОСОБИ РОЗДІЛЕННЯ СУМІШЕЙ. Існує багато способів розділення сумішей, серед яких найпоширеніші: відстоювання, фільтрування, випарювання.

Відстоювання — це найпростіший спосіб розділення неоднорідних сумішей, утворених із:

1) твердої речовини, що практично не розчиняється у воді;

2) двох рідин, що не змішуються між собою.

Приклад 1. Приготуємо суміш піску і води. Спершу вона буде каламутною (мал. 39. а), але мине небагато часу, і пісок, маючи більшу густину, ніж вода, осяде на дно, а шар води над ним стане прозорим (мал. 39. б). Після цього обережно зіллємо воду в іншу посудину.

Мал. 39. Розділення суміші нерозчинної твердої речовини і води відстоюванням

Та якими б обережними ви не були, повне розділення суміші відстоюванням провести не вдасться. Якась частина піску все ж таки потрапить в іншу посудину, а деяка кількість води залишатиметься в стакані і змочуватиме пісок.

Приклад 2. З життєвого досвіду вам відомо, що олія у воді не розчиняється. Тому суміш зазначених речовин досить швидко розшаровується, і її після відстоювання можна легко розділити на компоненти. Для цього в хімічних лабораторіях користуються ділильною лійкою (мал. 40).

Поміркуйте, в якої речовини — води чи олії — густина більша.

Зрозуміло, що нижній шар утворений водою, а верхній — олією (мал. 40. а). Тому першою з ділильної лійки через відкритий краник виллється вода (мал. 40. б). Треба лише вчасно його перекрити, щоб олія залишилася в лійці.

Мал. 40. Розділення неоднорідної суміші рідини відстоюванням

РОЗДІЛЕННЯ СУМІШЕЙ ФІЛЬТРУВАННЯМ. Цим способом користуються для розділення неоднорідних сумішей рідини і нерозчинної в ній твердої речовини, наприклад, води і крейди (мал. 41). На лійку покладено фільтр, виготовлений зі спеціального пористого паперу, який так і називають — фільтрувальним.

Мал. 41. Розділення неоднорідної суміші води і крейди фільтруванням

Запам'ятайте! Краї фільтра не повинні виходити за межі лійки, а бути на 0,2-0,5 см нижче від її країв. Слід стежити, аби фільтр щільно прилягав до лійки (задля цього внутрішню стінку лійки попередньо змочують водою).

Суміш обережно виливають на фільтр по скляній паличці. Вода проникає крізь пори фільтра в посудину-приймач, а нерозчинна в ній крейда залишається на фільтрі. Рідина, що пройшла крізь пори фільтра, називається фільтратом.

У побуті фільтром можуть служити кілька шарів марлі чи іншої тканини. Фільтром також може бути нещільний жмут вати. До речі, в домашніх умовах, коли виникає потреба у фільтруванні, найчастіше користуються ватним фільтром. Піщані фільтри є на водоочисних станціях (мал. 42), які забезпечують питною водою великі міста. Нині в домашніх умовах багато хто використовує побутові фільтри для очищення води (мал. 43).

Мал. 42. Використання фільтрів на водоочисних станціях

Мал. 43. Побутовий переносний фільтр для очищення води

• Фільтрування — відділення твердої речовини від рідини за допомогою пропускання суміші речовин через пористий матеріал, проникний тільки для рідини. Воно є найпоширенішим способом розділення неоднорідних сумішей рідин і твердих речовин.

Також існують фільтри, що розділяють суміші повітря з частинками пилу (мал. 44).

Мал. 44. Пилосмок (а) і респіратор (б) фільтрують повітря від пилу

РОЗДІЛЕННЯ СУМІШЕЙ ВИПАРЮВАННЯМ. Однорідні суміші відстоюванням чи фільтруванням розділити не можна. Частинки всіх компонентів в них настільки малі, що не осідають і без затримки проходять через пори фільтра. Щоб переконатися в цьому, спробуємо профільтрувати однорідну суміш, виготовлену з води і мідного купоросу (твердої речовини блакитного кольору) (мал. 45). Однаковий блакитний колір суміші і фільтрату свідчить, що розділити цю суміш фільтруванням не вдалося. На фільтрі осаду не залишилось, усі компоненти суміші перейшли у фільтрат (мал. 45. а). Аналогічна картина постане і з однорідною сумішшю кухонної солі і води (мал. 45. б). Для розділення таких сумішей слід застосовувати інший спосіб — випарювання.

Мал. 45. Пропускання однорідних рідких сумішей через фільтр

Для випарювання потрібні спиртівка чи інший нагрівний прилад, лабораторний штатив, порцелянова чашка.

При нагріванні суміші води й солі (мал. 46, а, б) рідкий компонент (вода) випаровується, а тверда речовина (кухонна сіль) залишається на стінках і дні чашки (мал. 46, в).

Мал. 46. Розділення суміші кухонної солі і води випарюванням

• Розділити суміш — означає виділити з неї окремі речовини. Розділення можна провести фільтруванням, відстоюванням, випарюванням та деякими іншими способами.

1. Що називають чистою речовиною, а що — сумішшю?

2. Які види сумішей вам відомі?

3. Чим однорідна суміш відрізняється від неоднорідної?

4. Наведіть 2-3 приклади природних сумішей, назвіть їх компоненти.

5. Які способи розділення сумішей вам відомі?

6. Заповніть таблицю (всі необхідні відомості ви знайдете в тексті параграфа). Використайте також самостійні приклади.

Спосіб розділення суміші	Які фізичні властивості речовин враховуються	Приклади сумішей	Необхідне обладнання для розділення суміші
Відстоювання
Фільтрування
Випарювання

7. Установіть відповідність між правою і лівою колонками.

• 1 чиста речовина
• 2 рідка однорідна суміш
• 3 тверда неоднорідна суміш
• 4 газоподібна суміш
• А граніт
• Б вода
• В скло
• Г компот
• Д повітря

8. Укажіть, яку суміш можна розділити фільтруванням, а яку випарюванням:

• а) суміш крейди і солі;
• б) морську воду.

9. Із наведеного переліку випишіть окремо назви чистих речовин і сумішей: цукор, мінеральна вода. мед. молоко, вуглекислий газ, оцет, харчова сода.

З географії вам відомо, що вода після випаровування з морів та океанів повертається на землю у вигляді дощу чи снігу. Тоді чому дощова вода і сніг не солоні?