طريقتان لفصل خليط غير متجانس. فصل المخاليط

الكتلة النظرية.

تم تعريف مفهوم "المزيج" في القرن السابع عشر. عالم إنجليزي روبرت بويل: "الخليط هو نظام متكامل يتكون من مكونات غير متجانسة."

الخصائص المقارنة لمزيج ومادة نقية

علامات المقارنة	مادة نقية	خليط
	مستمر	متقلب
مواد	نفس	مختلف
الخصائص الفيزيائية	دائم	متقلب
تغيير الطاقة أثناء التكوين	يحدث	لم يحدث
انفصال	من خلال التفاعلات الكيميائية	الطرق الفيزيائية

تختلف الخلائط عن بعضها البعض في المظهر.

يظهر تصنيف المخاليط في الجدول:

فيما يلي أمثلة على المعلقات (رمل النهر + الماء) والمستحلبات (زيت نباتي + ماء) والمحاليل (هواء في دورق ، ملح + ماء ، تغيير بسيط: ألومنيوم + نحاس أو نيكل + نحاس).

طرق فصل المخاليط

في الطبيعة ، توجد المواد في شكل مخاليط. للأبحاث المخبرية ، والإنتاج الصناعي ، ولاحتياجات الصيدلة والطب ، هناك حاجة إلى مواد نقية.

تستخدم طرق مختلفة لفصل المخاليط لتنقية المواد.

التبخر - فصل المواد الصلبة الذائبة في سائل عن طريق تحويلها إلى بخار.

التقطير-التقطير ، فصل المواد الموجودة في المخاليط السائلة حسب نقاط الغليان ، يليها تبريد البخار.

في الطبيعة ، الماء في شكله النقي (بدون أملاح) لا يحدث. تعتبر مياه المحيطات والبحر والأنهار والآبار والينابيع أنواعًا مختلفة من المحاليل الملحية في المياه. ومع ذلك ، غالبًا ما يحتاج الناس إلى مياه نظيفة لا تحتوي على أملاح (تستخدم في محركات السيارات ؛ في الإنتاج الكيميائي للحصول على محاليل ومواد مختلفة ؛ في صناعة الصور). يسمى هذا الماء المقطر ، وتسمى طريقة الحصول عليه بالتقطير.

الترشيح هو ترشيح السوائل (الغازات) من خلال مرشح لتنقيتها من الشوائب الصلبة.

تعتمد هذه الطرق على الاختلافات في الخصائص الفيزيائية لمكونات الخليط.

فكر في طرق للانفصال غير متجانسةومخاليط متجانسة.

مزيج مثال	طريقة الفصل
التعليق - خليط من رمل النهر بالماء	تسوية انفصال التمسكعلى أساس كثافات مختلفة من المواد. تستقر الرمال الأثقل في القاع. يمكنك أيضًا فصل المستحلب: لفصل الزيت أو الزيت النباتي عن الماء. في المختبر ، يمكن القيام بذلك باستخدام قمع الفصل. يشكل الزيت أو الزيت النباتي الطبقة العلوية الفاتحة. نتيجة الاستقرار ، يسقط الندى من الضباب ، ويتراكم السخام من الدخان ، ويتم تسوية الكريمة في الحليب. فصل خليط الماء والزيت النباتي عن طريق الترسيب
خليط من الرمل وملح المائدة في الماء	الترشيح ما هو أساس فصل استخدام المخاليط غير المتجانسة الفلتره؟ على ذوبان المواد المختلفة في الماء وعلى أحجام مختلفة من الجزيئات. فقط جزيئات المواد التي تتناسب معها تمر عبر مسام الفلتر ، بينما يتم الاحتفاظ بالجزيئات الأكبر في الفلتر. حتى تتمكن من فصل خليط غير متجانس من ملح الطعام ورمل النهر. يمكن استخدام مواد مسامية مختلفة كمرشحات: الصوف القطني والفحم والطين المحروق والزجاج المضغوط وغيرها. طريقة التصفية هي أساس تشغيل الأجهزة المنزلية ، مثل المكانس الكهربائية. يتم استخدامه من قبل الجراحين - ضمادات الشاش. الحفارين وعمال المصاعد - اقنعة التنفس. بمساعدة مصفاة شاي لتصفية أوراق الشاي ، تمكن أوستاب بندر ، بطل أعمال Ilf و Petrov ، من أخذ أحد الكراسي من Ellochka Ogre ("The Twelve Chairs"). فصل خليط النشا والماء بالترشيح
خليط من مسحوق الحديد والكبريت	العمل بالمغناطيس أو الماء تم جذب مسحوق الحديد بواسطة المغناطيس ، لكن مسحوق الكبريت لم يكن كذلك. طاف مسحوق الكبريت غير القابل للبلل على سطح الماء ، بينما استقر مسحوق الحديد الثقيل القابل للبلل في القاع. فصل خليط الكبريت والحديد بمغناطيس وماء
محلول الملح في الماء هو خليط متجانس	التبخر أو التبلور يتبخر الماء وتبقى بلورات الملح في الكوب الخزفي. عندما يتبخر الماء من بحيرتي Elton و Baskunchak ، يتم الحصول على ملح الطعام. تعتمد طريقة الفصل هذه على الاختلاف في نقاط غليان المذيب والمذاب. إذا تحللت مادة ، مثل السكر ، عند تسخينها ، فلن يتبخر الماء تمامًا - يتبخر المحلول ، ثم تترسب بلورات السكر من محلول مشبع. في بعض الأحيان يكون مطلوبًا إزالة الشوائب من المذيبات بنقطة غليان منخفضة ، على سبيل المثال ، الماء من الملح. في هذه الحالة ، يجب جمع أبخرة المادة ثم تكثيفها عند التبريد. تسمى هذه الطريقة لفصل خليط متجانس التقطير أو التقطير. في الأجهزة الخاصة - المقطرات ، يتم الحصول على الماء المقطر ، والذي يستخدم لاحتياجات الصيدلة والمختبرات وأنظمة تبريد السيارة. في المنزل ، يمكنك تصميم مثل هذا المقطر: ومع ذلك ، إذا تم فصل خليط من الكحول والماء ، فإن أول ما يتم تقطيره (يتم تجميعه في أنبوب اختبار استقبال) هو الكحول مع بطاطس = 78 درجة مئوية ، وسيبقى الماء في أنبوب الاختبار. يستخدم التقطير للحصول على البنزين والكيروسين وزيت الغاز من النفط. فصل المخاليط المتجانسة

طريقة خاصة لفصل المكونات ، بناءً على امتصاصها المختلف بواسطة مادة معينة ، هي كروماتوغرافيا.

باستخدام اللوني ، كان عالم النبات الروسي أول من عزل الكلوروفيل من الأجزاء الخضراء من النباتات. في الصناعة والمختبرات ، بدلاً من ورق الترشيح للكروماتوغرافيا ، يتم استخدام النشا والفحم والحجر الجيري وأكسيد الألومنيوم. هل المواد مطلوبة دائمًا بنفس درجة التطهير؟

لأغراض مختلفة ، هناك حاجة إلى مواد بدرجات مختلفة من التنقية. تتم تسوية مياه الطهي بدرجة كافية لإزالة الشوائب والكلور المستخدم في تطهيرها. يجب غلي ماء الشرب أولاً. وفي المعامل الكيميائية لتحضير المحاليل والتجارب ، في الطب ، هناك حاجة إلى الماء المقطر ، منقى قدر الإمكان من المواد المذابة فيه. المواد عالية النقاء ، محتوى الشوائب التي لا تتجاوز المليون في المئة ، تستخدم في الإلكترونيات وأشباه الموصلات والتكنولوجيا النووية وغيرها من الصناعات الدقيقة.

طرق التعبير عن تكوين المخاليط.

· الكسر الكتلي للمكون في الخليط- نسبة كتلة المكون إلى كتلة الخليط بأكمله. عادة يتم التعبير عن الكسر الكتلي في المائة ، ولكن ليس بالضرورة.

ω ["أوميغا"] = مكون / ملم مزيج

· جزء الخلد من مكون في الخليط- نسبة عدد المولات (كمية المادة) للمكون إلى إجمالي عدد مولات جميع المواد في الخليط. على سبيل المثال ، إذا كان الخليط يحتوي على مواد أ ، ب ، ج ، إذن:

χ ["تشي"] مكون A \ u003d n مكون A / (n (A) + n (B) + n (C))

· النسبة المولية للمكونات.في بعض الأحيان في مهام الخليط ، يشار إلى النسبة المولية لمكوناته. فمثلا:

المكون أ: المكون ب = 2: 3

· حجم جزء المكون في الخليط (للغازات فقط)- نسبة حجم المادة أ إلى الحجم الكلي لمزيج الغازات بأكمله.

φ ["phi"] = Vcomponent / Vmixture

كتلة الممارسة.

ضع في اعتبارك ثلاثة أمثلة على المشكلات التي تتفاعل معها مخاليط المعادن هيدروكلوريكحامض:

مثال 1عندما تعرض خليط من النحاس والحديد يزن 20 جرامًا إلى فائض من حمض الهيدروكلوريك ، تم إطلاق 5.6 لترات من الغاز (غير معروف). حدد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط.

في المثال الأول ، لا يتفاعل النحاس مع حمض الهيدروكلوريك ، أي أنه يتم إطلاق الهيدروجين عندما يتفاعل الحمض مع الحديد. وهكذا ، بمعرفة حجم الهيدروجين ، يمكننا إيجاد كمية الحديد وكتلته على الفور. وبالتالي ، الكسور الكتلية للمواد في الخليط.

حل مثال 1.

n \ u003d V / Vm \ u003d 5.6 / 22.4 \ u003d 0.25 مول.

2. وفقًا لمعادلة التفاعل:

3. كمية الحديد هي أيضا 0.25 مول. يمكنك العثور على كتلته:
mFe = 0.25 56 = 14 جم.

الإجابة: 70٪ حديد ، 30٪ نحاس.

مثال 2تحت تأثير فائض من حمض الهيدروكلوريك على خليط من الألومنيوم والحديد يزن 11 جم ، تم إطلاق 8.96 لترًا من الغاز (غير معروف). حدد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط.

في المثال الثاني ، يكون رد الفعل على حد سواءفلز. هنا ، يتم إطلاق الهيدروجين بالفعل من الحمض في كلا التفاعلين. لذلك ، لا يمكن استخدام الحساب المباشر هنا. في مثل هذه الحالات ، يكون الحل مناسبًا باستخدام نظام معادلات بسيط للغاية ، مع الأخذ في الاعتبار x - عدد مولات أحد المعادن ، وبالنسبة لـ y - كمية المادة الثانية.

حل المثال 2.

1. أوجد كمية الهيدروجين:
n \ u003d V / Vm = 8.96 / 22.4 = 0.4 مول.

2. دع كمية الألمنيوم تكون x مول ، والحديد y مول. ثم يمكننا التعبير عن كمية الهيدروجين المحررة بدلالة x و y:


	2HCl = FeCl2 +

4. نعرف الكمية الإجمالية للهيدروجين: 0.4 مول. وسائل،
1.5x + y = 0.4 (هذه هي المعادلة الأولى في النظام).

5. لخليط من المعادن ، تحتاج إلى التعبير الجماهيرمن خلال كميات المواد.
م = مينيسوتا
إذن كتلة الألمنيوم
مللي = 27x ،
كتلة الحديد
mFe = 56y ،
وكتلة الخليط كله
27x + 56y = 11 (هذه هي المعادلة الثانية في النظام).

6. إذن ، لدينا نظام من معادلتين:

7. حل مثل هذه الأنظمة أكثر ملاءمة عن طريق الطرح بضرب المعادلة الأولى في 18:
27 س + 18 ص = 7.2
وطرح المعادلة الأولى من الثانية:

8. (56-18) ص = 11 - 7.2
ص = 3.8 / 38 = 0.1 مول (Fe)
س = 0.2 مول (Al)

mFe = n M = 0.1 56 = 5.6 جم
مل = 0.2 27 = 5.4 جم
ωFe = mFe / مم المزيج = 5.6 / 11 = 0.50.91٪) ،

على التوالى،
ωAl \ u003d 100٪ - 50.91٪ \ u003d 49.09٪

الإجابة: 50.91٪ حديد ، 49.09٪ ألومنيوم.

مثال 3تمت معالجة 16 جم من خليط من الزنك والألمنيوم والنحاس مع فائض من محلول حمض الهيدروكلوريك. في هذه الحالة ، تم إطلاق 5.6 لترات من الغاز (غير معروف) ولم يذوب 5 جم من المادة. حدد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط.

في المثال الثالث ، يتفاعل معدنان ، لكن المعدن الثالث (النحاس) لا يتفاعل. إذن ، باقي 5 جم هو كتلة النحاس. يمكن إيجاد كميات المعدنين المتبقيين - الزنك والألومنيوم (لاحظ أن كتلتهما الكلية هي 16-5 = 11 جم) باستخدام نظام المعادلات ، كما في المثال رقم 2.

الإجابة على المثال 3: 56.25٪ زنك ، 12.5٪ ألومنيوم ، 31.25٪ نحاس.

مثال 4تمت معالجة خليط من الحديد والألمنيوم والنحاس مع فائض من حامض الكبريتيك المركز على البارد. في نفس الوقت ، تم إذابة جزء من الخليط ، وتم إطلاق 5.6 لتر من الغاز (غير معروف). تمت معالجة الخليط المتبقي مع فائض من محلول هيدروكسيد الصوديوم. 3.36 لتر من الغاز المتطور وبقي 3 جم من المخلفات غير المذابة. تحديد كتلة وتكوين الخليط الأولي للمعادن.

في هذا المثال ، تذكر ذلك تتركز الباردةلا يتفاعل حمض الكبريتيك مع الحديد والألمنيوم (التخميل) ، ولكنه يتفاعل مع النحاس. في هذه الحالة ، يتم إطلاق أكسيد الكبريت (IV).
مع القلوياتيتفاعل الألمنيوم فقط- معدن مذبذب (بالإضافة إلى الألومنيوم والزنك والقصدير يذوب أيضًا في القلويات ، ولا يزال من الممكن إذابة البريليوم في القلويات المركزة على الساخن).

حل المثال 4.

1. النحاس فقط يتفاعل مع حامض الكبريتيك المركز ، عدد مولات الغاز:
nSO2 = V / Vm = 5.6 / 22.4 = 0.25 مول


	2H2SO4 (conc.) = CuSO4 +

2. (لا تنس أن مثل هذه التفاعلات يجب أن تكون معادلة باستخدام ميزان إلكتروني)

3. بما أن النسبة المولية للنحاس وثاني أكسيد الكبريت هي 1: 1 ، فإن النحاس هو أيضًا 0.25 مول. يمكنك إيجاد كتلة النحاس:
mCu \ u003d n M \ u003d 0.25 64 \ u003d 16 جم.

4. يتفاعل الألمنيوم مع محلول قلوي ، ويتكون مركب هيدروكسي من الألومنيوم وهيدروجين:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

Al0 - 3e = Al3 +

5. عدد مولات الهيدروجين:
nH2 = 3.36 / 22.4 = 0.15 مول ،
النسبة المولية للألمنيوم والهيدروجين هي 2: 3 ، وبالتالي ،
nAl = 0.15 / 1.5 = 0.1 مول.
وزن الألمنيوم:
mAl \ u003d n M \ u003d 0.1 27 \ u003d 2.7 جم

6. الباقي من الحديد وزنه 3 جرام ويمكنك إيجاد كتلة الخليط:
mmix = 16 + 2.7 + 3 = 21.7 جم.

7. الكسور الكتلية للمعادن:

ωCu = mCu / ملم المزيج = 16 / 21.7 = 0.7.73٪)
ωAl = 2.7 / 21.7 = 0.1.44٪)
ωFe = 13.83٪

الإجابة: 73.73٪ نحاس ، 12.44٪ ألومنيوم ، 13.83٪ حديد.

مثال 5تمت إذابة 21.1 جم من خليط من الزنك والألمنيوم في 565 مل من محلول حمض النيتريك المحتوي على 20 وزنًا. ٪ HNO3 وبكثافة 1.115 جم / مل. بلغ حجم الغاز المنطلق ، وهو مادة بسيطة والمنتج الوحيد لتقليل حمض النيتريك ، 2.912 لتر (غير متوفر). حدد تركيبة المحلول الناتج في نسبة الكتلة. (RCTU)

يشير نص هذه المشكلة بوضوح إلى ناتج اختزال النيتروجين - "مادة بسيطة". بما أن حمض النيتريك لا ينتج الهيدروجين بالمعادن ، فهو نيتروجين. كلا المعدنين مذاب في الحمض.
لا تتطلب المشكلة تكوين الخليط الأولي للمعادن ، بل تتعلق بتكوين المحلول الذي تم الحصول عليه بعد التفاعلات. هذا يجعل المهمة أكثر صعوبة.

حل المثال 5.

1. تحديد كمية المادة الغازية:
nN2 = V / Vm = 2.912 / 22.4 = 0.13 مول.

2 - تحديد كتلة محلول حمض النيتريك ، وكتلة ومقدار مادة HNO3 المذابة:

msolution \ u003d ρ V \ u003d 1.115565 \ u003d 630.3 جم
mHNO3 = الحل = 0.2 630.3 = 126.06 جم
nHNO3 = م / م = 126.06 / 63 = 2 مول

يرجى ملاحظة أنه بما أن المعادن قد ذابت تمامًا ، فهذا يعني - فقط ما يكفي من الحمض(هذه المعادن لا تتفاعل مع الماء). وفقًا لذلك ، سيكون من الضروري التحقق هل هناك الكثير من الحمض؟وكم تبقى منه بعد التفاعل في المحلول الناتج.

3. تكوين معادلات التفاعل ( لا تنسى الميزان الإلكتروني) ولتيسير الحسابات ، نأخذ 5 أضعاف - كمية الزنك ، و 10 سنوات - كمية الألمنيوم. بعد ذلك ، وفقًا للمعاملات في المعادلات ، سيكون النيتروجين في التفاعل الأول x mol ، وفي الثاني - 3y mol:


	12HNO3 = 5Zn (NO3) 2 +

Zn0 - 2e = Zn2 +


	36HNO3 = 10Al (NO3) 3 +

Al0 - 3e = Al3 +

5. بعد ذلك ، نظرًا لأن كتلة خليط المعادن هي 21.1 جم ، فإن كتلتها المولية 65 جم / مول للزنك و 27 جم / مول للألمنيوم ، نحصل على نظام المعادلات التالي:

6. من الملائم حل هذا النظام بضرب المعادلة الأولى في 90 وطرح المعادلة الأولى من الثانية.

7. x \ u003d 0.04 ، وهو ما يعني nZn \ u003d 0.04 5 \ u003d 0.2 mol
ص \ u003d 0.03 ، مما يعني أن nAl \ u003d 0.03 10 \ u003d 0.3 مول

8. افحص كتلة الخليط:
0.2 65 + 0.3 27 \ u003d 21.1 جم.

9. الآن دعنا ننتقل إلى تكوين الحل. سيكون من الملائم إعادة كتابة التفاعلات مرة أخرى وتدوين كميات جميع المواد المتفاعلة والمتشكلة (باستثناء الماء) على التفاعلات:

10. السؤال التالي هو: هل بقي حمض النيتريك في المحلول وكم بقي؟
وفقًا لمعادلات التفاعل ، كمية الحمض التي تفاعلت:
nHNO3 = 0.48 + 1.08 = 1.56 مول ،
أي كان الحامض زائدًا ويمكن حساب الباقي في المحلول:
nHNO3res. = 2 - 1.56 = 0.44 مول.

11. لذا ، في حل نهائييحتوي على:

نترات الزنك بمقدار 0.2 مول:
mZn (NO3) 2 = n M = 0.2 189 = 37.8 جم
نترات الألمنيوم بكمية 0.3 مول:
مل (NO3) 3 = ن M = 0.3213 = 63.9 جم
فائض حمض النيتريك بمقدار 0.44 مول:
mHNO3res. = ن م = 0.44 63 = 27.72 جرام

12. ما هي كتلة الحل النهائي؟
تذكر أن كتلة المحلول النهائي تتكون من المكونات التي مزجناها (المحاليل والمواد) مطروحًا منها نواتج التفاعل التي تركت المحلول (الرواسب والغازات):

13.
ثم لمهمتنا:

14. جديد المحلول \ u003d كتلة المحلول الحمضي + كتلة السبائك المعدنية - كتلة النيتروجين
mN2 = n M = 28 (0.03 + 0.09) = 3.36 جرام
الجديد الحل \ u003d 630.3 + 21.1 - 3.36 = 648.04 جم

ωZn (NO3) 2 \ u003d mv-va / mr-ra \ u003d 37.8 / 648.04 = 0.0583
ωAl (NO3) 3 \ u003d mv-va / mr-ra \ u003d 63.9 / 648.04 = 0.0986
ωHNO3res. \ u003d mv-va / mr-ra \ u003d 27.72 / 648.04 \ u003d 0.0428

الإجابة: 5.83٪ نترات زنك ، 9.86٪ نترات ألمنيوم ، 4.28٪ نيتريك أسيد.

مثال 6عند معالجة 17.4 جم من خليط من النحاس والحديد والألمنيوم مع فائض من حمض النيتريك المركز ، تم إطلاق 4.48 لترًا من الغاز (غير معروف) ، وعندما تعرض هذا الخليط لنفس الكتلة من حمض الهيدروكلوريك الزائد ، 8.96 لتر من الغاز (غير مألوف). ش.). حدد تكوين الخليط الأولي. (RCTU)

عند حل هذه المشكلة ، يجب أن نتذكر ، أولاً ، أن حمض النيتريك المركز مع معدن غير نشط (النحاس) يعطي NO2 ، بينما لا يتفاعل معه الحديد والألمنيوم. من ناحية أخرى ، لا يتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع النحاس.

الإجابة على سبيل المثال 6: 36.8٪ نحاس ، 32.2٪ حديد ، 31٪ ألمنيوم.

مهام الحل المستقل.

1. مشاكل بسيطة مع مكونين للخليط.

1-1. تمت معالجة خليط من النحاس والألومنيوم يزن 20 جم بمحلول 96٪ من حمض النيتريك ، وتحرر 8.96 لترًا من الغاز (غير معروف). حدد الكسر الكتلي للألمنيوم في الخليط.

1-2. تمت معالجة خليط من النحاس والزنك بوزن 10 جم بمحلول قلوي مركّز. في هذه الحالة ، تم إطلاق 2.24 لترًا من الغاز (n. y.). احسب الكسر الكتلي للزنك في الخليط الأولي.

1-3. تمت معالجة خليط من أكسيد المغنيسيوم وأكسيد المغنيسيوم بوزن 6.4 جم بكمية كافية من حمض الكبريتيك المخفف. في الوقت نفسه ، تم إطلاق 2.24 لترًا من الغاز (غير معروف). أوجد الكسر الكتلي للمغنيسيوم في الخليط.

1-4. تمت إذابة خليط من أكسيد الزنك والزنك وزنه 3.08 جم في حمض الكبريتيك المخفف. تم الحصول على كبريتات الزنك التي تزن 6.44 جم ، احسب الكسر الكتلي للزنك في الخليط الأولي.

1-5. تحت تأثير خليط من مساحيق الحديد والزنك بوزن 9.3 جم على فائض من محلول كلوريد النحاس (II) ، تم تكوين 9.6 جم من النحاس. حدد تكوين الخليط الأولي.

1-6. ما كتلة محلول حمض الهيدروكلوريك بنسبة 20٪ التي ستكون مطلوبة لإذابة 20 جم من خليط الزنك مع أكسيد الزنك تمامًا ، إذا تم إطلاق الهيدروجين بمقدار 4.48 لترًا (غير متوفر)؟

1-7. عند إذابته في حمض النيتريك المخفف ، يطلق 3.04 جم من خليط من الحديد والنحاس أكسيد النيتريك (II) بحجم 0.896 لتر (n.a.). حدد تكوين الخليط الأولي.

1-8. عند إذابة 1.11 جم من خليط من برادة الحديد والألمنيوم في محلول حمض الهيدروكلوريك بنسبة 16٪ (ρ = 1.09 جم / مل) ، تم إطلاق 0.672 لترًا من الهيدروجين (غير متوفر). أوجد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط وحدد حجم حمض الهيدروكلوريك المستهلك.

2. المهام أكثر تعقيدًا.

2-1. تم تحميص خليط من الكالسيوم والألومنيوم وزنه 18.8 جم دون الوصول إلى الهواء مع زيادة مسحوق الجرافيت. تمت معالجة منتج التفاعل باستخدام حمض هيدروكلوريك مخفف ، وتحرر 11.2 لترًا من الغاز (غير معروف). حدد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط.

2-2. لإذابة 1.26 جم من سبيكة من المغنيسيوم مع الألومنيوم ، تم استخدام 35 مل من محلول حمض الكبريتيك بنسبة 19.6٪ (ρ = 1.1 جم / مل). تفاعل الحمض الزائد مع 28.6 مل من محلول كربونات هيدروجين البوتاسيوم 1.4 مول / لتر. حدد الكسور الكتلية للمعادن في السبيكة وحجم الغاز المنطلق أثناء انحلال السبيكة.

من طرق فصل الخليط (غير المتجانسة والمتجانسة) تستند إلى حقيقة أن المواد التي يتكون منها الخليط تحتفظ بخصائصها الفردية. قد تختلف المخاليط غير المتجانسة في التركيب وحالة الطور ، على سبيل المثال: غاز + سائل ؛ صلب + سائل سائلين غير قابلين للامتزاج ، إلخ. الطرق الرئيسية لفصل المخاليط موضحة في الرسم البياني أدناه. دعنا نفكر في كل طريقة على حدة.
فصل المخاليط غير المتجانسة
إلى عن على فصل المخاليط غير المتجانسة ،وهي أنظمة صلبة - سائلة أو أنظمة غاز صلب ، هناك ثلاث طرق رئيسية:

ترشيح
تسوية (صب ،
الفصل المغناطيسي

التصفية
طريقة تعتمد على قابلية الذوبان المختلفة للمواد وأحجام الجسيمات المختلفة لمكونات الخليط. يفصل الترشيح المادة الصلبة عن السائل أو الغاز.

لتصفية السوائل ، يمكن استخدام ورق الترشيح ، والذي عادةً ما يتم طيه إلى أربع وإدخاله في قمع زجاجي. يتم وضع القمع في دورق فيه ترشيحهو السائل الذي مر عبر الفلتر.
حجم المسام في ورق الترشيح يسمح لجزيئات الماء والجزيئات الذائبة بالتسرب من خلالها دون عوائق. يتم الاحتفاظ بالجسيمات التي يزيد حجمها عن 0.01 مم في المرشح ولا يتم الاحتفاظ بهاتمر من خلاله ، وبالتالي تشكل طبقة من الرواسب.
تذكر!بمساعدة الترشيح ، من المستحيل فصل الحلول الحقيقية للمواد ، أي المحاليل التي حدث فيها الانحلال على مستوى الجزيئات أو الأيونات.
بالإضافة إلى ورق الترشيح ، تستخدم المعامل الكيميائية مرشحات خاصة بها

أحجام مختلفة من المسام.
لا يختلف ترشيح مخاليط الغاز اختلافًا جوهريًا عن ترشيح السوائل. الاختلاف الوحيد هو أنه عند تصفية الغازات من الجسيمات (SPM) ، تُستخدم المرشحات ذات التصميمات الخاصة (الورق والفحم) والمضخات لإجبار خليط الغاز على المرور عبر الفلتر ، على سبيل المثال ، تنقية الهواء في داخل السيارة أو غطاء العادم فوق الموقد.
يمكن تقسيم التصفية:

الحبوب والماء
الطباشير والماء
الرمل والماء ، إلخ.
الغبار والهواء (تصميمات مختلفة للمكانس الكهربائية)

مستعمرة
تعتمد الطريقة على معدلات ترسيب مختلفة للجسيمات الصلبة ذات الأوزان (الكثافات) المختلفة في وسط سائل أو هواء. تُستخدم الطريقة لفصل مادتين صلبتين أو أكثر غير قابلة للذوبان في الماء (أو مذيب آخر). يوضع مزيج من المواد غير القابلة للذوبان في الماء ويخلط جيدًا. بعد مرور بعض الوقت ، تستقر المواد ذات الكثافة الأكبر من الوحدة في قاع الإناء ، والمواد ذات الكثافة الأقل من الوحدة تطفو. إذا كان هناك العديد من المواد ذات الجاذبية المختلفة في الخليط ، فإن المواد الأثقل ستستقر في الطبقة السفلية ، ثم المواد الأخف. يمكن أيضًا فصل هذه الطبقات. في السابق ، كانت حبيبات الذهب تُعزل عن الصخور الحاملة للذهب بهذه الطريقة. تم وضع الرمال الحاملة للذهب على مجرى مائل ، يتم من خلاله إطلاق تيار من الماء. يلتقط تدفق المياه الصخور المتبقية ويخرجها ، واستقرت حبات الذهب الثقيلة في قاع الميزاب. في حالة مخاليط الغاز ، هناك أيضًا ترسب للجسيمات الصلبة على الأسطح الصلبة ، مثل الغبار الذي يترسب على الأثاث أو أوراق النبات.
يمكن أيضًا فصل السوائل غير القابلة للامتزاج بهذه الطريقة. للقيام بذلك ، استخدم قمع فصل.
على سبيل المثال ، لفصل البنزين عن الماء ، يتم وضع الخليط في قمع فصل ، في انتظار اللحظة حتى تظهر حدود طور واضحة. ثم افتح الصنبور برفق ويتدفق الماء في الزجاج.
يمكن فصل الخلائط عن طريق الترسيب:

رمل النهر والطين
ترسب بلوري ثقيل من المحلول
الزيت والماء
الزيت النباتي والماء ، إلخ.

الفصل المغناطيسي
تعتمد الطريقة على الخصائص المغناطيسية المختلفة للمكونات الصلبة للخليط. تستخدم هذه الطريقة في وجود المواد المغناطيسية في الخليط ، أي المواد ذات الخصائص المغناطيسية ، مثل الحديد.
يمكن تقسيم جميع المواد ، فيما يتعلق بالمجال المغناطيسي ، بشروط إلى ثلاث مجموعات كبيرة:

المغناطيسية الحديدية: يجذبها المغناطيس - Fe ، Co ، Ni ، Gd ، Dy
البارامغناطيس: ضعيف الانجذاب- Al، Cr، Ti، V، W، Mo
ديامغناطيس: صدته بالمغناطيس - Cu ، Ag ، Au ، Bi ، Sn ، النحاس

يمكن الفصل المغناطيسيب:

مسحوق الكبريت والحديد
السخام والحديد ، إلخ.

فصل المخاليط المتجانسة
إلى عن على فصل المخاليط المتجانسة السائلة (المحاليل الحقيقية)استخدم الطرق التالية:

التبخر (التبلور) ،
التقطير (التقطير) ،
كروماتوغرافيا.

تبخر. بلورة.
تعتمد الطريقة على نقاط غليان مختلفة للمذيب والمذاب. يستخدم لعزل المواد الصلبة الذائبة من المحاليل. عادة ما يتم التبخير على النحو التالي: يُسكب المحلول في كوب خزفي ويُسخن مع تقليب المحلول باستمرار. يتبخر الماء تدريجيًا وتبقى المادة الصلبة في قاع الكوب.
تعريف
بلورة- انتقال طور مادة من الحالة الغازية (البخارية) أو السائلة أو الصلبة غير المتبلورة إلى الحالة البلورية.
في هذه الحالة ، يمكن جمع المادة المبخرة (الماء أو المذيب) بالتكثيف على سطح أكثر برودة. على سبيل المثال ، إذا وضعت شريحة زجاجية باردة فوق طبق تبخير ، فإن قطرات الماء تتشكل على سطحها. تعتمد طريقة التقطير على نفس المبدأ.
التقطير. التقطير.
إذا تحللت مادة ، مثل السكر ، عند تسخينها ، فلن يتبخر الماء تمامًا - يتبخر المحلول ، ثم تترسب بلورات السكر من محلول مشبع. في بعض الأحيان يكون مطلوبًا تنقية المذيبات من الشوائب ، على سبيل المثال ، الماء من الملح. في هذه الحالة ، يجب تبخير المذيب ، ومن ثم يجب تجميع أبخرته وتكثيفها عند التبريد. تسمى هذه الطريقة لفصل خليط متجانس التقطير،أو التقطير.

في الطبيعة ، الماء في شكله النقي (بدون أملاح) لا يحدث. تعتبر مياه المحيطات والبحر والأنهار والآبار والينابيع أنواعًا مختلفة من المحاليل الملحية في المياه. ومع ذلك ، غالبًا ما يحتاج الناس إلى مياه نظيفة لا تحتوي على أملاح (تستخدم في محركات السيارات ؛ في الإنتاج الكيميائي للحصول على محاليل ومواد مختلفة ؛ في صناعة الصور). هذا الماء يسمى مقطريتم استخدامه في المختبر للتجارب الكيميائية.
يمكن تقسيم التقطير:

الماء والكحول
زيت (لكسور مختلفة)
الأسيتون والماء ، إلخ.

الكروماتوغرافيا
طريقة لفصل وتحليل مخاليط المواد. بناءً على معدلات مختلفة لتوزيع مادة الاختبار بين مرحلتين - ثابتة ومتحركة (eluent). المرحلة الثابتة ، كقاعدة عامة ، هي مادة ماصة (مسحوق ناعم ، مثل أكسيد الألومنيوم أو أكسيد الزنك أو ورق الترشيح) بسطح مطور ، والطور المتحرك عبارة عن غاز أو تدفق سائل. يتم ترشيح تدفق الطور المتحرك من خلال طبقة ماصة أو يتحرك على طول طبقة المواد الماصة ، على سبيل المثال ، على سطح ورق الترشيح.

يمكنك الحصول على مخطط كروماتوجرام بنفسك ومعرفة جوهر الطريقة في الممارسة. من الضروري خلط عدة أحبار وتطبيق قطرة من الخليط الناتج على ورق الترشيح. ثم ، بالضبط في منتصف البقعة الملونة ، سنبدأ في صب الماء النظيف قطرة قطرة. يجب تطبيق كل قطرة فقط بعد امتصاص القطرة السابقة. يلعب الماء دور مادة eluent التي تنقل مادة الاختبار على طول المادة الماصة - الورق المسامي. يتم الاحتفاظ بالمواد التي يتكون منها الخليط عن طريق الورق بطرق مختلفة: فبعضها يحتفظ به جيدًا ، بينما يتم امتصاص البعض الآخر بشكل أبطأ ويستمر انتشاره مع الماء لبعض الوقت. قريباً ، سيبدأ مخطط كروماتوجرام حقيقي ملون بالانتشار عبر ورقة: بقعة من نفس اللون في الوسط ، محاطة بحلقات متحدة المركز متعددة الألوان.
أصبح كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة منتشرًا بشكل خاص في التحليل العضوي. ميزة كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة هي أنه من الممكن استخدام أبسط طرق الكشف وأكثرها حساسية - التحكم البصري. يمكن تطوير البقع غير المرئية للعين باستخدام كواشف مختلفة ، وكذلك باستخدام الأشعة فوق البنفسجية أو التصوير الشعاعي الذاتي.
في تحليل المواد العضوية وغير العضوية ، يتم استخدام الكروماتوغرافيا الورقية. تم تطوير العديد من الطرق لفصل المخاليط المعقدة من الأيونات ، مثل مخاليط العناصر الأرضية النادرة ، ونواتج الانشطار من اليورانيوم ، وعناصر مجموعة البلاتين
طرق فصل الخليط المستخدمة في الصناعة.
تختلف طرق فصل المخاليط المستخدمة في الصناعة قليلاً عن الطرق المختبرية الموضحة أعلاه.
غالبًا ما يستخدم التصحيح (التقطير) لفصل الزيت. يتم وصف هذه العملية بمزيد من التفصيل في الموضوع. "تكرير النفط".
أكثر طرق التنقية وفصل المواد شيوعًا في الصناعة هي الترسيب والترشيح والامتصاص والاستخراج. يتم تنفيذ طرق الترشيح والترسيب بشكل مشابه للطريقة المخبرية ، مع اختلاف استخدام خزانات الترسيب والمرشحات ذات الحجم الكبير. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام هذه الطرق لمعالجة مياه الصرف الصحي. لذلك ، دعنا نلقي نظرة فاحصة على الطرق اِستِخلاصو امتصاص.
يمكن تطبيق مصطلح "الاستخراج" على موازنات طور مختلفة (سائل-سائل ، غاز-سائل ، سائل-صلب ، إلخ) ، ولكن غالبًا ما يتم تطبيقه على الأنظمة السائلة-السائلة ، لذلك يمكن العثور على التعريف التالي غالبًا:
تعريف
اِستِخلاصط - طريقة فصل وتنقية وعزل المواد ، بناءً على عملية توزيع مادة بين مذيلين غير قابلين للامتزاج.
عادة ما يكون أحد المذيبات غير القابلة للامتزاج هو الماء ، والآخر مذيب عضوي ، لكن هذا غير مطلوب. طريقة الاستخراج متعددة الاستخدامات ؛ فهي مناسبة لعزل جميع العناصر تقريبًا بتركيزات مختلفة. يسمح لك الاستخراج بفصل الخلائط المعقدة متعددة المكونات في كثير من الأحيان بشكل أكثر كفاءة وأسرع من الطرق الأخرى. لا يتطلب إجراء فصل الاستخراج أو الفصل معدات معقدة ومكلفة. يمكن أتمتة العملية ، إذا لزم الأمر ، يمكن التحكم فيها عن بعد.
تعريف
الامتصاص- طريقة لعزل وتنقية المواد على أساس الامتصاص بواسطة جسم صلب (الامتزاز) أو مادة ماصة سائلة (امتصاص) لمواد مختلفة (سوربات) من مخاليط غازية أو سائلة.
غالبًا في الصناعة ، تُستخدم طرق الامتصاص لتنظيف انبعاثات الغازات الهوائية من جزيئات الغبار أو الدخان ، وكذلك المواد الغازية السامة. في حالة امتصاص المواد الغازية ، يمكن أن يحدث تفاعل كيميائي بين المادة الماصة والمذاب. على سبيل المثال ، عند امتصاص الأمونيا الغازيةNH3يشكل محلول حمض النيتريك HNO 3 نترات الأمونيوم NH 4 NO 3(نترات الأمونيوم) ، والتي يمكن استخدامها كسماد نيتروجين عالي الفعالية.

الموضوع: "طرق فصل المخاليط" (الدرجة الثامنة)

الكتلة النظرية.

الخصائص المقارنة لمزيج ومادة نقية

علامات المقارنة	مادة نقية	خليط
مُجَمَّع	مستمر	متقلب
مواد	نفس	مختلف
الخصائص الفيزيائية	دائم	متقلب
تغيير الطاقة أثناء التكوين	يحدث	لم يحدث
انفصال	من خلال التفاعلات الكيميائية	الطرق الفيزيائية

تختلف الخلائط عن بعضها البعض في المظهر.

يظهر تصنيف المخاليط في الجدول:

طرق فصل المخاليط

تستخدم طرق مختلفة لفصل المخاليط لتنقية المواد.

التبخر هو فصل المواد الصلبة المذابة في سائل عن طريق تحويلها إلى بخار.

التقطير - التقطير ، وفصل المواد الموجودة في المخاليط السائلة حسب نقاط الغليان ، يليها تبريد البخار.

الترشيح هو ترشيح السوائل (الغازات) من خلال مرشح لتنقيتها من الشوائب الصلبة.

تعتمد هذه الطرق على الاختلافات في الخصائص الفيزيائية لمكونات الخليط.

فكر في طرق للانفصال غير متجانسة ومخاليط متجانسة.

مزيج مثال	طريقة الفصل
التعليق - خليط من رمل النهر بالماء	تسوية انفصال التمسكعلى أساس كثافات مختلفة من المواد. تستقر الرمال الأثقل في القاع. يمكنك أيضًا فصل المستحلب: لفصل الزيت أو الزيت النباتي عن الماء. في المختبر ، يمكن القيام بذلك باستخدام قمع الفصل. يشكل الزيت أو الزيت النباتي الطبقة العلوية الفاتحة. نتيجة الاستقرار ، يسقط الندى من الضباب ، ويتراكم السخام من الدخان ، ويتم تسوية الكريمة في الحليب. فصل خليط الماء والزيت النباتي عن طريق الترسيب
خليط من الرمل وملح المائدة في الماء	الترشيح ما هو أساس فصل استخدام المخاليط غير المتجانسة الفلتره؟ على ذوبان المواد المختلفة في الماء وعلى أحجام مختلفة من الجزيئات. فقط جزيئات المواد التي تتناسب معها تمر عبر مسام الفلتر ، بينما يتم الاحتفاظ بالجزيئات الأكبر في الفلتر. حتى تتمكن من فصل خليط غير متجانس من ملح الطعام ورمل النهر. يمكن استخدام مواد مسامية مختلفة كمرشحات: الصوف القطني والفحم والطين المحروق والزجاج المضغوط وغيرها. طريقة التصفية هي أساس تشغيل الأجهزة المنزلية ، مثل المكانس الكهربائية. يتم استخدامه من قبل الجراحين - ضمادات الشاش. الحفارين وعمال المصاعد - اقنعة التنفس. بمساعدة مصفاة شاي لتصفية أوراق الشاي ، تمكن أوستاب بندر ، بطل أعمال Ilf و Petrov ، من أخذ أحد الكراسي من Ellochka Ogre ("The Twelve Chairs"). فصل خليط النشا والماء بالترشيح
خليط من مسحوق الحديد والكبريت	العمل بالمغناطيس أو الماء تم جذب مسحوق الحديد بواسطة المغناطيس ، لكن مسحوق الكبريت لم يكن كذلك. طاف مسحوق الكبريت غير القابل للبلل على سطح الماء ، بينما استقر مسحوق الحديد الثقيل القابل للبلل في القاع. فصل خليط الكبريت والحديد بمغناطيس وماء
محلول الملح في الماء هو خليط متجانس	التبخر أو التبلور يتبخر الماء وتبقى بلورات الملح في الكوب الخزفي. عندما يتبخر الماء من بحيرتي Elton و Baskunchak ، يتم الحصول على ملح الطعام. تعتمد طريقة الفصل هذه على الاختلاف في نقاط غليان المذيب والمذاب. إذا تحللت مادة ، مثل السكر ، عند تسخينها ، فلا يتبخر الماء تمامًا - يتبخر المحلول ، ثم تترسب بلورات السكر من محلول مشبع ، في بعض الأحيان يكون مطلوبًا إزالة الشوائب من المذيبات ذات درجة حرارة منخفضة للغليان ، مثل الماء من الملح. في هذه الحالة ، يجب جمع أبخرة المادة ثم تكثيفها عند التبريد. تسمى هذه الطريقة لفصل خليط متجانس التقطير أو التقطير. في الأجهزة الخاصة - المقطرات ، يتم الحصول على الماء المقطر ، والذي يستخدم لاحتياجات الصيدلة والمختبرات وأنظمة تبريد السيارة. في المنزل ، يمكنك تصميم مثل هذا المقطر: ومع ذلك ، إذا تم فصل خليط من الكحول والماء ، فإن أول ما يتم تقطيره (يتم تجميعه في أنبوب اختبار استقبال) هو الكحول مع t bp = 78 درجة مئوية ، وسيبقى الماء في أنبوب الاختبار. يستخدم التقطير للحصول على البنزين والكيروسين وزيت الغاز من النفط. فصل المخاليط المتجانسة

طريقة خاصة لفصل المكونات ، بناءً على امتصاصها المختلف بواسطة مادة معينة ، هي كروماتوغرافيا.

بمساعدة الكروماتوغرافيا ، كان عالم النبات الروسي M. S. Tsvet أول من عزل الكلوروفيل من الأجزاء الخضراء للنباتات. في الصناعة والمختبرات ، بدلاً من ورق الترشيح للكروماتوغرافيا ، يتم استخدام النشا والفحم والحجر الجيري وأكسيد الألومنيوم. هل المواد مطلوبة دائمًا بنفس درجة التطهير؟

طرق التعبير عن تكوين المخاليط.

الكسر الكتلي للمكون في الخليط- نسبة كتلة المكون إلى كتلة الخليط بأكمله. عادة يتم التعبير عن الكسر الكتلي في المائة ، ولكن ليس بالضرورة.

ω ["أوميغا"] = مزيج مكون / م

جزء الخلد من مكون في الخليط- نسبة عدد المولات (كمية المادة) للمكون إلى إجمالي عدد مولات جميع المواد في الخليط. على سبيل المثال ، إذا كان الخليط يحتوي على مواد أ ، ب ، ج ، إذن:

χ ["تشي"] مكون A \ u003d n مكون A / (n (A) + n (B) + n (C))

النسبة المولية للمكونات.في بعض الأحيان في مهام الخليط ، يشار إلى النسبة المولية لمكوناته. فمثلا:

ن مكون أ: ن مكون ب = 2: 3

حجم جزء المكون في الخليط (للغازات فقط)- نسبة حجم المادة أ إلى الحجم الكلي لمزيج الغازات بأكمله.

φ ["phi"] = مكون V / خليط V.

كتلة الممارسة.

ضع في اعتبارك ثلاثة أمثلة على المشكلات التي تتفاعل معها مخاليط المعادن هيدروكلوريكحامض:

مثال 1عندما تعرض خليط من النحاس والحديد يزن 20 جرامًا إلى فائض من حمض الهيدروكلوريك ، تم إطلاق 5.6 لتر من الغاز (عدد غير محدد). حدد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط.

حل مثال 1.

إيجاد كمية الهيدروجين:
n \ u003d V / V م = 5.6 / 22.4 \ u003d 0.25 مول.
حسب معادلة التفاعل:
كمية الحديد هي أيضا 0.25 مول. يمكنك العثور على كتلته:
م Fe = 0.25 56 = 14 جم.
يمكنك الآن حساب الكسور الكتلية للمعادن في الخليط:
ω Fe \ u003d m Fe / m من الخليط بأكمله \ u003d 14/20 \ u003d 0.7 \ u003d 70٪

الإجابة: 70٪ حديد ، 30٪ نحاس.

مثال 2تحت تأثير فائض حمض الهيدروكلوريك على خليط من الألومنيوم والحديد يزن 11 جم ، تم إطلاق 8.96 لترًا من الغاز (عدد غير محدد). حدد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط.

حل المثال 2.

إيجاد كمية الهيدروجين:
n \ u003d V / V م = 8.96 / 22.4 = 0.4 مول.
دع كمية الألمنيوم تكون x مول ، والحديد y مول. ثم يمكننا التعبير عن كمية الهيدروجين المحررة بدلالة x و y:
من الأنسب حل مثل هذه الأنظمة بطريقة الطرح ، بضرب المعادلة الأولى في 18:
27 س + 18 ص = 7.2
وطرح المعادلة الأولى من الثانية:
(56-18) ص = 11 - 7.2
ص = 3.8 / 38 = 0.1 مول (Fe)
س = 0.2 مول (Al)
بعد ذلك ، نجد كتل المعادن وكسورها الكتلية في الخليط:

م Fe = ن م = 0.1 56 = 5.6 جم
م Al = 0.2 27 = 5.4 جم
ω Fe = m Fe / m خليط = 5.6 / 11 = 0.50909 (50.91٪) ،

على التوالى،

ω Al \ u003d 100٪ - 50.91٪ \ u003d 49.09٪

الإجابة: 50.91٪ حديد ، 49.09٪ ألومنيوم.

مثال 3تمت معالجة 16 جم من خليط من الزنك والألمنيوم والنحاس مع فائض من محلول حمض الهيدروكلوريك. في هذه الحالة ، تم إطلاق 5.6 لتر من الغاز (n.o.) ولم يذوب 5 جم من المادة. حدد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط.

الإجابة على المثال 3: 56.25٪ زنك ، 12.5٪ ألومنيوم ، 31.25٪ نحاس.

مثال 4تمت معالجة خليط من الحديد والألمنيوم والنحاس مع فائض من حامض الكبريتيك المركز على البارد. في نفس الوقت ، تم إذابة جزء من الخليط ، وتم إطلاق 5.6 لتر من الغاز (عدد غير محدد). تمت معالجة الخليط المتبقي مع فائض من محلول هيدروكسيد الصوديوم. 3.36 لتر من الغاز المتطور وبقي 3 جم من المخلفات غير المذابة. تحديد كتلة وتكوين الخليط الأولي للمعادن.

في هذا المثال ، تذكر ذلك تتركز الباردةلا يتفاعل حمض الكبريتيك مع الحديد والألمنيوم (التخميل) ، ولكنه يتفاعل مع النحاس. في هذه الحالة ، يتم إطلاق أكسيد الكبريت (IV).

مع القلوياتيتفاعل الألمنيوم فقط- معدن مذبذب (بالإضافة إلى الألومنيوم والزنك والقصدير يذوب أيضًا في القلويات ، ولا يزال من الممكن إذابة البريليوم في القلويات المركزة على الساخن).

حل المثال 4.

يتفاعل النحاس فقط مع حامض الكبريتيك المركز ، وعدد مولات الغاز:
n SO2 \ u003d V / Vm \ u003d 5.6 / 22.4 \ u003d 0.25 مول

0,25

0,25

النحاس +

2H 2 SO 4 (conc.) = CuSO 4 +

سو 2 + 2 س 2 س
(لا تنس أن مثل هذه التفاعلات يجب أن تكون معادلة باستخدام ميزان إلكتروني)
بما أن النسبة المولية للنحاس وثاني أكسيد الكبريت هي 1: 1 ، فإن النحاس هو أيضًا 0.25 مول. يمكنك إيجاد كتلة النحاس:
م نحاس = ن م = 0.25 64 = 16 جم.
يتفاعل الألمنيوم مع محلول قلوي ، ويتكون مركب هيدروكسي من الألومنيوم وهيدروجين:
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2

Al 0 - 3e = Al 3+

2

2H + 2e = H 2

3
عدد مولات الهيدروجين:
ن H2 = 3.36 / 22.4 = 0.15 مول ،
النسبة المولية للألمنيوم والهيدروجين هي 2: 3 ، وبالتالي ،
nAl \ u003d 0.15 / 1.5 = 0.1 مول.
وزن الألمنيوم:
م آل \ u003d ن م \ u003d 0.1 27 \ u003d 2.7 جم
والباقي حديد يزن 3 جرام ويمكنك إيجاد كتلة الخليط:
م الخليط \ u003d 16 + 2.7 + 3 = 21.7 جم.
الكسور الكتلية للمعادن:

ω Cu \ u003d m خليط Cu / m \ u003d 16 / 21.7 \ u003d 0.7373 (73.73٪)
ω Al = 2.7 / 21.7 = 0.1244 (12.44٪)
ω الحديد = 13.83٪

الإجابة: 73.73٪ نحاس ، 12.44٪ ألومنيوم ، 13.83٪ حديد.

مثال 5تمت إذابة 21.1 جم من خليط من الزنك والألمنيوم في 565 مل من محلول حمض النيتريك المحتوي على 20 وزنًا. ٪ HNO 3 وبكثافة 1.115 جم / مل. كان حجم الغاز المنطلق ، وهو مادة بسيطة والمنتج الوحيد لتقليل حمض النيتريك ، 2.912 لتر (عدد غير معروف). حدد تركيبة المحلول الناتج في نسبة الكتلة. (RCTU)

يشير نص هذه المشكلة بوضوح إلى ناتج اختزال النيتروجين - "مادة بسيطة". بما أن حمض النيتريك لا ينتج الهيدروجين بالمعادن ، فهو نيتروجين. كلا المعدنين مذاب في الحمض.

لا تتطلب المشكلة تكوين الخليط الأولي للمعادن ، بل تتعلق بتكوين المحلول الذي تم الحصول عليه بعد التفاعلات. هذا يجعل المهمة أكثر صعوبة.

حل المثال 5.

تحديد كمية المادة الغازية:
n N2 \ u003d V / Vm \ u003d 2.912 / 22.4 \ u003d 0.13 مول.
نحدد كتلة محلول حمض النيتريك ، كتلة وكمية مادة HNO3 المذابة:

م الحل \ u003d ρ V = 1.115565 = 630.3 جم
م HNO3 \ u003d ω م محلول \ u003d 0.2 630.3 \ u003d 126.06 جم
n HNO3 \ u003d م / م = 126.06 / 63 \ u003d 2 مول

نؤلف معادلات التفاعل ( لا تنسى الميزان الإلكتروني) ولتيسير الحسابات ، نأخذ 5 أضعاف - كمية الزنك ، و 10 سنوات - كمية الألمنيوم. بعد ذلك ، وفقًا للمعاملات في المعادلات ، سيكون النيتروجين في التفاعل الأول x mol ، وفي الثاني - 3y mol:

5x		x
5 زن	+ 12HNO 3 = 5Zn (NO 3) 2 +	العدد 2	+ 6H2O

Zn 0-2e = Zn 2+		5
2N + 5 + 10e = N2		1

10 سنوات		3 س
10 آل	+ 36HNO 3 \ u003d 10Al (NO 3) 3 +	3N2	+ 18H2O

من الملائم حل هذا النظام بضرب المعادلة الأولى في 90 وطرح المعادلة الأولى من الثانية.

س \ u003d 0.04 ، مما يعني n Zn \ u003d 0.04 5 \ u003d 0.2 مول
ص \ u003d 0.03 ، مما يعني أن n Al \ u003d 0.03 10 \ u003d 0.3 مول

دعنا نتحقق من كتلة الخليط:
0.2 65 + 0.3 27 \ u003d 21.1 جم.

الآن دعنا ننتقل إلى تكوين الحل. سيكون من الملائم إعادة كتابة التفاعلات مرة أخرى وتدوين كميات جميع المواد المتفاعلة والمتشكلة (باستثناء الماء) على التفاعلات:

0,2	0,48	0,2	0,03
5 زن	+ 12HNO 3 =	5Zn (رقم 3) 2	+ N2 +	6H2O

0,3	1,08	0,3	0,09
10 آل	+ 36HNO 3 =	10 آل (رقم 3) 3	+ 3N 2 +	18H2O

السؤال التالي هو: هل بقي حمض النيتريك في المحلول وكم بقي؟
وفقًا لمعادلات التفاعل ، كمية الحمض التي تفاعلت:
n HNO3 = 0.48 + 1.08 = 1.56 مول ،
أولئك. كان الحمض زائدًا ويمكنك حساب الباقي في المحلول:
ن بقية HNO3. = 2 - 1.56 = 0.44 مول.
حتى في حل نهائييحتوي على:

نترات الزنك بمقدار 0.2 مول:
م زن (NO3) 2 = ن M = 0.2 189 = 37.8 جم
نترات الألمنيوم بكمية 0.3 مول:
م Al (NO3) 3 = ن M = 0.3213 = 63.9 جم
فائض حمض النيتريك بمقدار 0.44 مول:
م بقية HNO3. = ن م = 0.44 63 = 27.72 جرام

ما كتلة الحل النهائي؟
تذكر أن كتلة المحلول النهائي تتكون من المكونات التي مزجناها (المحاليل والمواد) مطروحًا منها نواتج التفاعل التي تركت المحلول (الرواسب والغازات):

ثم لمهمتنا:

م جديد المحلول \ u003d كتلة المحلول الحمضي + كتلة السبائك المعدنية - كتلة النيتروجين
م N2 = ن م = 28 (0.03 + 0.09) = 3.36 جم
م جديد الحل \ u003d 630.3 + 21.1 - 3.36 = 648.04 جم
يمكنك الآن حساب الكسور الكتلية للمواد في المحلول الناتج:

ωZn (NO 3) 2 \ u003d m in-va / m حل \ u003d 37.8 / 648.04 \ u003d 0.0583
ωAl (NO 3) 3 \ u003d m in-va / m حل = 63.9 / 648.04 = 0.0986
ω بقية HNO3. \ u003d m in-va / m محلول \ u003d 27.72 / 648.04 \ u003d 0.0428

الإجابة: 5.83٪ نترات زنك ، 9.86٪ نترات ألمنيوم ، 4.28٪ نيتريك أسيد.

مثال 6عند معالجة 17.4 جم من خليط من النحاس والحديد والألمنيوم مع فائض من حمض النيتريك المركز ، تم إطلاق 4.48 لترًا من الغاز (غير معروف) ، وعندما تعرض هذا الخليط لنفس الكتلة من حمض الهيدروكلوريك الزائد ، 8.96 لترًا من الغاز (n.o.). ش.). حدد تكوين الخليط الأولي. (RCTU)

عند حل هذه المشكلة ، يجب أن نتذكر ، أولاً ، أن حمض النيتريك المركز مع معدن غير نشط (النحاس) يعطي NO 2 ، ولا يتفاعل معه الحديد والألمنيوم. من ناحية أخرى ، لا يتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع النحاس.

الإجابة على سبيل المثال 6: 36.8٪ نحاس ، 32.2٪ حديد ، 31٪ ألمنيوم.

مهام الحل المستقل.

1. مشاكل بسيطة مع مكونين للخليط.

1-2. تمت معالجة خليط من النحاس والزنك بوزن 10 جم بمحلول قلوي مركّز. في هذه الحالة ، تم إطلاق 2.24 لترًا من الغاز (نيويورك). احسب الكسر الكتلي للزنك في الخليط الأولي.

1-3. تمت معالجة خليط من أكسيد المغنيسيوم وأكسيد المغنيسيوم بوزن 6.4 جم بكمية كافية من حمض الكبريتيك المخفف. في الوقت نفسه ، تم إطلاق 2.24 لترًا من الغاز (عدد غير معروف). أوجد الكسر الكتلي للمغنيسيوم في الخليط.

1-6. ما كتلة محلول حمض الهيدروكلوريك بنسبة 20٪ التي ستكون مطلوبة لإذابة 20 جم من خليط الزنك مع أكسيد الزنك تمامًا ، إذا تم إطلاق الهيدروجين في هذه الحالة بحجم 4.48 لتر (عدد غير محدد)؟

1-7. عند إذابته في حمض النيتريك المخفف ، يطلق 3.04 جم من خليط من الحديد والنحاس أكسيد النيتريك (II) بحجم 0.896 لتر (عدد غير معروف). حدد تكوين الخليط الأولي.

1-8. عند إذابة 1.11 جم من خليط من برادة الحديد والألمنيوم في محلول حمض الهيدروكلوريك 16٪ (ρ = 1.09 جم / مل) ، تم تحرير 0.672 لتر من الهيدروجين (عدد غير محدد). أوجد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط وحدد حجم حمض الهيدروكلوريك المستهلك.

2. المهام أكثر تعقيدًا.

2-1. تم تحميص خليط من الكالسيوم والألومنيوم وزنه 18.8 جم دون الوصول إلى الهواء مع زيادة مسحوق الجرافيت. تمت معالجة منتج التفاعل باستخدام حمض هيدروكلوريك مخفف ، وتحرر 11.2 لترًا من الغاز (عدد غير محدد). حدد الكسور الكتلية للمعادن في الخليط.

2-2. لإذابة 1.26 جم من سبيكة من المغنيسيوم مع الألومنيوم ، تم استخدام 35 مل من محلول حمض الكبريتيك بنسبة 19.6٪ (ρ = 1.1 جم / مل). تفاعل الحمض الزائد مع 28.6 مل من محلول كربونات هيدروجين البوتاسيوم 1.4 مول / لتر. حدد الكسور الكتلية للمعادن في السبيكة وحجم الغاز (NO) المنطلق أثناء انحلال السبيكة.

2-3. عند إذابة 27.2 جم من خليط من أكسيد الحديد والحديد (II) في حامض الكبريتيك وتبخر المحلول حتى الجفاف ، تم تكوين 111.2 جم من كبريتات الحديدوز ، كبريتات الحديد (II) هيبتاهيدراتي. حدد التركيب الكمي للخليط الأولي.

2-4. تفاعل الحديد بوزن 28 جم مع الكلور شكّل خليط من الحديد (II) و (III) كلوريدات بوزن 77.7 جم ، احسب كتلة كلوريد الحديد (III) في الخليط الناتج.

2-5. ما هو الجزء الكتلي من البوتاسيوم في خليطه مع الليثيوم إذا تم ، نتيجة معالجة هذا الخليط بكمية زائدة من الكلور ، تكوين خليط بلغت فيه نسبة كتلة كلوريد البوتاسيوم 80٪؟

2-6. بعد المعالجة مع فائض البروم من خليط من البوتاسيوم والمغنيسيوم بكتلة إجمالية قدرها 10.2 جم ، كانت كتلة الخليط الناتج من المواد الصلبة 42.2 جم. تمت معالجة هذا الخليط مع فائض من محلول هيدروكسيد الصوديوم ، وبعد ذلك يترسب الراسب. تم فصلها وتحميصها إلى وزن ثابت. احسب كتلة البقايا الناتجة.

2-7.

2-8. تمت معالجة سبيكة من الألومنيوم والفضة بكمية زائدة من محلول مركز من حمض النيتريك ، وتم إذابة المادة المتبقية في حمض الأسيتيك. تبين أن أحجام الغازات المنبعثة في كلا التفاعلين ، المقاسة في ظل نفس الظروف ، متساوية مع بعضها البعض. احسب كتلة كسور المعادن في السبيكة.

3. ثلاث معادن ومهام معقدة.

3-1. عند معالجة 8.2 جم من خليط من النحاس والحديد والألمنيوم مع فائض من حمض النيتريك المركز ، تم إطلاق 2.24 لتر من الغاز. يتم إطلاق نفس الحجم من الغاز أيضًا عند معالجة نفس الخليط من نفس الكتلة بكمية زائدة من حمض الكبريتيك المخفف (NO). حدد تركيبة الخليط الأولي في نسبة الكتلة.

3-2. 14.7 جم من خليط من الحديد والنحاس والألمنيوم ، يتفاعل مع فائض من حامض الكبريتيك المخفف ، ويطلق 5.6 لتر من الهيدروجين (غير معروف). حدد تركيبة الخليط في النسبة المئوية للكتلة إذا كانت كلورة نفس العينة من الخليط تتطلب 8.96 لترًا من الكلور (عدد غير محدد).

3-3. يتم خلط برادة الحديد والزنك والألمنيوم بنسبة مولارية 2: 4: 3 (بالترتيب المذكور). تمت معالجة 4.53 جم من هذا الخليط مع فائض من الكلور. تمت إذابة خليط الكلوريدات الناتج في 200 مل من الماء. تحديد تركيز المواد في المحلول الناتج.

3-4. تم وضع سبيكة من النحاس والحديد والزنك تزن 6 جم (كتل جميع المكونات متساوية) في محلول 18.25٪ من حمض الهيدروكلوريك وزنها 160 جم. احسب الكسور الكتلية للمواد في المحلول الناتج.

3-5. تمت معالجة 13.8 جم من خليط مكون من السيليكون والألومنيوم والحديد ، مع زيادة هيدروكسيد الصوديوم أثناء التسخين ، بينما تم إطلاق 11.2 لترًا من الغاز (عدد غير محدد). عند التعرض لمثل هذه الكتلة من خليط من حمض الهيدروكلوريك الزائد ، يتم إطلاق 8.96 لترًا من الغاز (عدد غير محدد). حدد كتل المواد في الخليط الأولي.

3-6. عندما تمت معالجة خليط من الزنك والنحاس والحديد مع فائض من محلول قلوي مركّز ، يتم إطلاق الغاز ، وتبين أن كتلة البقايا غير المذابة أقل مرتين من كتلة الخليط الأولي. تمت معالجة هذا المتبقي بكمية زائدة من حمض الهيدروكلوريك ، وتبين أن حجم الغاز المنطلق مساوٍ لحجم الغاز المنطلق في الحالة الأولى (تم قياس الأحجام في نفس الظروف). احسب الكسور الكتلية للمعادن في الخليط الأولي.

3-7. يوجد خليط من الكالسيوم وأكسيد الكالسيوم وكربيد الكالسيوم مع نسبة مولارية من المكونات 3: 2: 5 (بالترتيب المذكور). ما هو الحد الأدنى لحجم الماء الذي يمكن أن يدخل في تفاعل كيميائي مع خليط كتلته 55.2 جم؟

3-8. تمت معالجة خليط من الكروم والزنك والفضة بوزن إجمالي قدره 7.1 جم باستخدام حمض الهيدروكلوريك المخفف ، وكانت كتلة المادة المتبقية غير المذابة 3.2 جم. اتضح أن كتلة المادة المترسبة المتكونة كانت 12.65 جم. احسب الكسور الكتلية للمعادن في الخليط الأولي.

الإجابات والتعليقات على المهام لحل مستقل.

1-1. 36٪ (الألومنيوم لا يتفاعل مع حمض النيتريك المركز) ؛

1-2. 65٪ (معدن مذبذب فقط - الزنك يذوب في القلويات) ؛

1-5. 30.1٪ حديد (الحديد ، يحل محل النحاس ، يذهب إلى حالة الأكسدة +2) ؛

1-7. 36.84٪ حديد (الحديد في حامض النيتريك يذهب إلى +3) ؛

1-8. 75.68٪ حديد (يتفاعل الحديد مع حمض الهيدروكلوريك إلى +2) ؛ 12.56 مل محلول حمض الهيدروكلوريك.
2-1. 42.55٪ كالسيوم (كالسيوم وألومنيوم مع جرافيت (كربون) من كربيد CaC 2 و Al 4 C 3 ؛ عندما يتم تحللها بالماء أو HCl ، يتم إطلاق الأسيتيلين C 2 H 2 والميثان CH 4 ، على التوالي) ؛

2-3. 61.76٪ حديد (كبريتات الحديد هيبتاهيدراتي - FeSO 4 7H 2 O) ؛

2-7. 5.9٪ Li 2 SO 4 ، 22.9٪ Na 2 SO 4 ، 5.47٪ H 2 O 2 (عندما يتأكسد الليثيوم بالأكسجين ، يتشكل أكسيده ، وعندما يتأكسد الصوديوم ، يتشكل Na 2 O 2 peroxide ، والذي يتحلل بالماء في الماء لبيروكسيد الهيدروجين والقلويات) ؛

3-1. 39٪ نحاس ، 3.4٪ آل ؛

3-2. 38.1٪ حديد ، 43.5٪ نحاس ؛

3-3. 1.53٪ FeCl 3، 2.56٪ ZnCl 2، 1.88٪ AlCl 3 (الحديد يتفاعل مع الكلور إلى حالة الأكسدة +3) ؛

3-4. 2.77٪ FeCl 2 ، 2.565٪ ZnCl 2 ، 14.86٪ HCl (لا تنس أن النحاس لا يتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك ، لذلك لا يتم تضمين كتلته في كتلة المحلول الجديد) ؛

3-5. 2.8 جم Si ، 5.4 جم Al ، 5.6 جم Fe (السيليكون مادة غير معدنية ، يتفاعل مع محلول قلوي ، مكونًا سيليكات الصوديوم والهيدروجين ؛ لا يتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك) ؛

3-6. 6.9٪ نحاس ، 43.1٪ حديد ، 50٪ زنك ؛

3-8. 45.1٪ Ag ، 36.6٪ Cr ، 18.3٪ زنك باريوم)

كتلة الاختبار

الجزء أ

1. يشير الرمل بالملح إلى:

ألف لمواد بسيطة

باء للمركبات الكيميائية

جيم للأنظمة المتجانسة

D. للأنظمة غير المتجانسة

2. الضباب:

أ. الهباء الجوي

مستحلب

جيم الحل

D. التعليق

3. للحصول على البنزين من الزيت الطبيعي ، يتم استخدام الطريقة التالية:

ألف التوليف

ب. التسامي

C. الترشيح

D. التقطير

4. حدد أفضل طريقة لفصل خليط البنزين والماء:

أ. التصفية

B. التقطير

C. التسامي

D. تسوية

5. يعتمد فصل خليط الزيت والماء على:

أ. على الاختلاف في كثافة سائلين

B. على ذوبان سائل واحد في آخر

C. على اختلاف اللون

D. على حالة مماثلة من تجمع السوائل

6. يمكن فصل مزيج من برادة النحاس والحديد:

ألف الترشيح

ب- عمل مغناطيسي

جيم اللوني

D. التقطير (التقطير)

7. ما هي المادة النقية بخلاف المخلوط:

والحديد الزهر

في خليط الطعام

من الجو

د- مياه البحر

8. ما ينطبق على المخاليط غير المتجانسة:

خليط من الأكسجين والنيتروجين

في مياه النهر الموحلة

مع قشرة ثلجية

9- ما هو الخليط الصلب؟

محلول جلوكوز

بمحلول كحول

د محلول كبريتات البوتاسيوم

10. ما اسم طريقة تنظيف خليط غير متجانس:

تقطير

في التصفية

مع التبخر

د ـ تسخين الهلام

الجزء ب

1. اضبط التسلسل الصحيح لفصل خليط ملح الطعام ورمل النهر:

أ) تصفية

ب) تجميع الجهاز للترشيح

ب) تذوب في الماء

د) يتبخر المحلول

د) تجميع الجهاز للتبخر

2. اختر عدد زوج المواد المراد فصلها

1) التبخر

2) التصفية

أ) رمل النهر ومياهه

ب) السكر والماء

ب) الحديد والكبريت

د) الماء والكحول

3. ربط الأمثلة المقترحة للمخاليط بمجموعة أو أخرى (الضباب ، الدخان ، المشروبات الغازية ، طمي النهر والبحر ، الملاط ، المرهم ، الحبر ، أحمر الشفاه ، السبائك ، المعادن) ، ملء الجدول:

الحالة الإجمالية للمواد	أمثلة الخليط
بجد بجد
السائل الصلبة
صلبة غازية
سائل - سائل
سائلة صلبة
الغازية السائلة
غازي
سائل غازي
الغازية الصلبة

اختبار كتلة المهمة

واحد . المهمة 1. املأ الجدول

إجابه:

2. حل الكلمات المتقاطعة

الإجابات في الأعمدة الرأسية - كيف يتم فصل الخليط المحدد

زيت + ماء
اليود + سكر
ماء + رمل نهري
ماء + كحول
ماء + ملح

							4
								5
	1

		2			3


ص	لكن	ض	د	ه	إل	ه	ح	و	ه

إجابه:

3. اقتراح عدة طرق لتنقية المياه الطبيعية في ظروف الحقل.

إجابه:

4. الجناس الناقصة.أعد ترتيب الحروف في الكلمات حتى تحصل على المصطلحات الأساسية لهذا الدرس. اكتب هذه الشروط ردا على ذلك

ميسي ، كونجريبا ، زوبينسياس ، تاكسوشي ، ريفوليفاينت

إجابه:

5. قسّم المفاهيم المقترحة إلى مجموعتين.

الهواء ، البحر ، الكحول ، الأوكسجين ، الفولاذ ، الحديد

سجل إجابتك في الجدول. أعط أسماء الأعمدة

???	???
1	1
2	2
3	3

إجابه:

6. كيمياء خرافية

في القصص الخيالية المعروفة ، أجبرت زوجة الأب أو الأرواح الشريرة البطلة على فصل خلائط معينة إلى مكونات منفصلة. تذكر ما كانت هذه الخلائط وعلى أساس أي طريقة تم فصلها؟ يكفي أن نتذكر 2-3 حكايات.

إجابه:

7. أجب عن الأسئلة بإيجاز

1. عندما يتم سحق الخام في مصانع التعدين والمعالجة ، تدخل أجزاء من أدوات الحديد فيه. كيف يمكن استخلاصها من الركاز؟

2. تمتص المكنسة الكهربائية الهواء المحتوي على الغبار وتطلق الهواء النظيف. لماذا ا؟

3. الماء بعد غسيل السيارات في المرائب الكبيرة ملوث بزيت المحرك. ما الذي يجب عمله قبل تصريفه في المجاري؟

4. يتم تنظيف الدقيق من النخالة عن طريق الغربلة. لماذا يفعلون ذلك؟

إجابه:

مهمة

تم أكسدة خليط من الليثيوم والصوديوم بكتلة إجمالية 7.6 جم مع زيادة الأكسجين ، وتم استهلاك إجمالي 3.92 لترًا (عدد غير محدد). تمت إذابة الخليط الناتج في 80 جم من محلول حمض الكبريتيك بنسبة 24.5٪. احسب الكسور الكتلية للمواد في المحلول الناتج.

إذا تم إطلاق الجسيمات المشتتة ببطء من الوسط أو كان من الضروري توضيح نظام غير متجانس مسبقًا ، يتم استخدام طرق مثل التلبد والتعويم والتصنيف والتخثر وما إلى ذلك.

التخثر هو عملية التصاق الجزيئات ببعضها البعض في أنظمة غروانية (مستحلبات أو معلقات) مع تكوين الركام. يحدث الالتصاق بسبب اصطدام الجسيمات أثناء الحركة البراونية. يشير التخثر إلى عملية عفوية تميل إلى الانتقال إلى حالة ذات طاقة حرة أقل. عتبة التخثر هي أدنى تركيز لمادة محقونة تسبب التخثر. يمكن تسريع التخثر الاصطناعي عن طريق إضافة مواد خاصة - مخثرات إلى النظام الغرواني ، وكذلك عن طريق تطبيق مجال كهربائي على النظام (التخثير الكهربي) ، والعمل الميكانيكي (الاهتزاز ، والخلط) ، إلخ.

أثناء التخثر ، غالبًا ما تُضاف المواد الكيميائية المخثرة إلى الخليط غير المتجانس لفصله ، مما يؤدي إلى تدمير القشرة المنحلة ، مع تقليل جزء الانتشار من الطبقة المزدوجة الكهربائية الموجودة بالقرب من سطح الجزيئات. هذا يسهل تكتل الجزيئات وتشكيل الركام. وبالتالي ، بسبب تكوين كسور أكبر من المرحلة المشتتة ، يتم تسريع ترسيب الجسيمات. تستخدم أملاح الحديد أو الألومنيوم أو أملاح المعادن متعددة التكافؤ الأخرى كمخثرات.

Peptization هي العملية العكسية للتخثر ، وهي تكسير الركام إلى جزيئات أولية. يتم إجراء الببتلة عن طريق إضافة مواد ببتية إلى وسط التشتت. تساهم هذه العملية في تفكيك المواد إلى جزيئات أولية. يمكن أن تكون عوامل الببتلة عبارة عن مواد نشطة السطح (مواد خافضة للتوتر السطحي) أو إلكتروليتات مثل الأحماض الدبالية أو كلوريد الحديديك. تُستخدم عملية الببتلة للحصول على أنظمة تشتت السوائل من المعاجين أو المساحيق.

بدوره ، يعتبر التلبد نوعًا من التخثر. في هذه العملية ، تشكل الجسيمات الصغيرة التي يتم تعليقها في الغاز أو الوسائط السائلة تكتلات متداخلة تسمى الندف. تُستخدم البوليمرات القابلة للذوبان ، مثل الإلكتروليتات المتعددة ، كمواد ندف. يمكن إزالة المواد الملبدة بسهولة عن طريق الترشيح أو الترسيب. يستخدم التلبد لمعالجة المياه وفصل المواد القيمة عن مياه الصرف الصحي ، وكذلك لمعالجة المعادن. في حالة معالجة المياه ، يتم استخدام المواد الندفية بتركيزات منخفضة (من 0.1 إلى 5 مجم / لتر).

من أجل تدمير الركام في الأنظمة السائلة ، يتم استخدام المواد المضافة التي تحفز الشحنات على الجسيمات التي تمنع تقاربها. يمكن تحقيق هذا التأثير أيضًا عن طريق تغيير الأس الهيدروجيني للوسط. تسمى هذه الطريقة بالتفريغ.

التعويم هو عملية فصل الجسيمات الصلبة الكارهة للماء عن الطور السائل المستمر عن طريق تثبيتها بشكل انتقائي عند السطح البيني بين المرحلتين السائلة والغازية (سطح التلامس بين السائل والغاز أو سطح الفقاعات في الطور السائل). تتم إزالة الجسيمات الصلبة وشوائب الغاز من سطح المرحلة السائلة. تستخدم هذه العملية ليس فقط لإزالة جزيئات المرحلة المشتتة ، ولكن أيضًا لفصل الجسيمات المختلفة بسبب الاختلافات في قابليتها للبلل. في هذه العملية ، يتم تثبيت الجسيمات الكارهة للماء في الواجهة وفصلها عن الجسيمات المحبة للماء التي تستقر في القاع. تحدث أفضل نتائج التعويم عندما يكون حجم الحبيبات بين 0.1 و 0.04 ملم.

هناك عدة أنواع من التعويم: رغوة ، زيت ، غشاء ، إلخ. الأكثر شيوعا هو التعويم الرغوي. تسمح هذه العملية للجسيمات المعالجة بالكواشف بنقلها إلى سطح الماء بمساعدة فقاعات الهواء. يسمح ذلك بتكوين طبقة رغوية ، يتم التحكم في ثباتها بواسطة عامل رغوة.

يستخدم التصنيف في الأجهزة ذات المقطع العرضي المتغير. بمساعدتها ، من الممكن فصل كمية معينة من الجزيئات الصغيرة عن المنتج الرئيسي ، والتي تتكون من جزيئات كبيرة. يتم التصنيف باستخدام أجهزة الطرد المركزي والدوامات المائية بسبب تأثير قوة الطرد المركزي.

يعتبر فصل المعلقات باستخدام أنظمة المعالجة المغناطيسية طريقة واعدة للغاية. تحتفظ المياه التي تمت معالجتها في مجال مغناطيسي بالخصائص المتغيرة لفترة طويلة ، على سبيل المثال ، انخفاض القدرة على الترطيب. هذه العملية تجعل من الممكن تكثيف فصل المعلقات.

غير متجانسة (غير متجانسة)	متجانس (متجانس)
غير المتجانسة هي مثل هذه الخلائط التي يمكن من خلالها تحديد الواجهة بين المكونات الأصلية إما بالعين المجردة أو تحت عدسة مكبرة أو مجهر:	يتم خلط المواد في مثل هذه المخاليط مع بعضها البعض قدر الإمكان ، كما يمكن القول ، على المستوى الجزيئي. في مثل هذه الخلائط ، من المستحيل اكتشاف الواجهة بين المكونات الأولية حتى تحت المجهر:
أمثلة
تعليق (صلب + سائل) مستحلب (سائل + سائل) دخان (صلب + غاز) خليط من مساحيق المواد الصلبة (صلب + صلب)	الحلول الحقيقية (على سبيل المثال ، محلول كلوريد الصوديوم في الماء ، محلول الكحول في الماء) المحاليل الصلبة (السبائك المعدنية ، هيدرات الأملاح البلورية) محاليل الغاز (خليط من الغازات التي لا تتفاعل مع بعضها البعض)

طرق فصل الخليط

المخاليط غير المتجانسة من الأنواع الغازية السائلة والسائلة الصلبة والغازية الصلبة غير مستقرة بمرور الوقت تحت تأثير الجاذبية. في مثل هذه الخلائط ، ترتفع المكونات ذات الكثافة المنخفضة تدريجيًا (تطفو) ، وبكثافة أعلى تغرق (تستقر). تسمى عملية الفصل التلقائي للخلائط بمرور الوقت التمسك. لذلك ، على سبيل المثال ، ينقسم مزيج من الرمل الناعم والماء بسرعة كبيرة إلى قسمين:

لتسريع عملية ترسيب مادة بكثافة أعلى من سائل في المختبر ، غالبًا ما يلجأون إلى نسخة أكثر تقدمًا من طريقة الترسيب - الطرد المركزي. يتم لعب دور الجاذبية في أجهزة الطرد المركزي بواسطة قوة الطرد المركزي ، والتي تحدث دائمًا أثناء الدوران. نظرًا لأن قوة الطرد المركزي تعتمد بشكل مباشر على سرعة الدوران ، فيمكن جعلها أكبر بعدة مرات من قوة الجاذبية ، وذلك ببساطة عن طريق زيادة عدد دورات جهاز الطرد المركزي لكل وحدة زمنية. هذا يحقق فصلًا أسرع للخليط مقارنةً بالترسيب.

بعد الاستقرار أو الطرد المركزي ، يمكن فصل المادة الطافية عن الحبيبات بالطريقة صب- الحرص على تصريف السائل من الرواسب.

من الممكن فصل خليط من سائلين غير قابل للذوبان في بعضهما البعض (بعد ترسيبه) باستخدام قمع فصل ، يتضح مبدأ التشغيل من الرسم التوضيحي التالي:

لفصل مخاليط المواد في حالات التجميع المختلفة ، بالإضافة إلى الترسيب والطرد المركزي ، يستخدم الترشيح أيضًا على نطاق واسع. تكمن الطريقة في حقيقة أن المرشح له إنتاجية مختلفة فيما يتعلق بمكونات الخليط. غالبًا ما يكون هذا بسبب أحجام الجسيمات المختلفة ، ولكن قد يكون أيضًا بسبب حقيقة أن المكونات الفردية للخليط تتفاعل بقوة أكبر مع سطح المرشح ( كثفهم).

لذلك ، على سبيل المثال ، يمكن فصل تعليق مسحوق صلب غير قابل للذوبان بالماء باستخدام مرشح ورقي مسامي. تبقى المادة الصلبة على المرشح ، بينما يمر الماء من خلالها ويتم تجميعها في وعاء تحته:

في بعض الحالات ، يمكن فصل المخاليط غير المتجانسة بسبب الخصائص المغناطيسية المختلفة للمكونات. لذلك ، على سبيل المثال ، يمكن فصل خليط من مساحيق الكبريت والحديد المعدني باستخدام مغناطيس. جزيئات الحديد ، على عكس جزيئات الكبريت ، تنجذب وتمسك بالمغناطيس:

يسمى فصل مكونات خليط باستخدام مجال مغناطيسي الفصل المغناطيسي.

إذا كان الخليط عبارة عن محلول من مادة صلبة حرارية في سائل ، فيمكن عزل هذه المادة عن السائل عن طريق تبخير المحلول:

لفصل المخاليط المتجانسة السائلة ، تسمى طريقة التقطير،أو التقطير. هذه الطريقة لها مبدأ تشغيل مشابه للتبخر ، ولكنها تسمح لك ليس فقط بفصل المكونات المتطايرة عن المكونات غير المتطايرة ، ولكن أيضًا المواد ذات نقاط الغليان المتشابهة نسبيًا. يظهر أحد أبسط الخيارات لجهاز التقطير في الشكل أدناه:

معنى عملية التقطير هو أنه عندما يغلي خليط من السوائل ، فإن أبخرة عنصر الغليان الأخف هي أول ما يتبخر. تتكثف أبخرة هذه المادة ، بعد مرورها عبر الثلاجة ، وتصريفها في جهاز الاستقبال. تُستخدم طريقة التقطير على نطاق واسع في صناعة النفط في المعالجة الأولية للزيت لفصل الزيت إلى أجزاء (بنزين ، كيروسين ، ديزل ، إلخ).

يتم الحصول على الماء المنقى من الشوائب (بشكل أساسي الأملاح) عن طريق التقطير. يسمى الماء الذي تم تنقيته بالتقطير ماء مقطرة.

0,25		0,25
النحاس +	2H 2 SO 4 (conc.) = CuSO 4 +	سو 2 + 2 س 2 س

طريقتان لفصل خليط غير متجانس. فصل المخاليط

فصل المخاليط غير المتجانسة

التصفية

مستعمرة

الفصل المغناطيسي

فصل المخاليط المتجانسة

تبخر. بلورة.

التقطير. التقطير.

الكروماتوغرافيا

طرق فصل الخليط المستخدمة في الصناعة.

غير متجانسة (غير متجانسة)

متجانس (متجانس)

طرق فصل الخليط