2 วิธีในการแยกส่วนผสมที่ต่างกัน การแยกสารผสม

บล็อกทางทฤษฎี

คำจำกัดความของแนวคิด "ส่วนผสม" มีให้ไว้ในศตวรรษที่ 17 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ โรเบิร์ต บอยล์: “ของผสมคือระบบบูรณาการที่ประกอบด้วยส่วนประกอบที่ต่างกัน”

ลักษณะเปรียบเทียบของสารผสมและสารบริสุทธิ์

สัญญาณของการเปรียบเทียบ	สารบริสุทธิ์	ส่วนผสม
	คงที่	ไม่แน่นอน
สาร	สิ่งเดียวกัน	หลากหลาย
คุณสมบัติทางกายภาพ	ถาวร	ไม่แน่นอน
การเปลี่ยนแปลงพลังงานระหว่างการก่อตัว	กำลังเกิดขึ้น	ไม่เกิดขึ้น
แยก	โดยผ่านปฏิกิริยาเคมี	โดยวิธีการทางกายภาพ

ส่วนผสมมีลักษณะแตกต่างกันออกไป

การจำแนกประเภทของสารผสมแสดงไว้ในตาราง:

เราจะยกตัวอย่างสารแขวนลอย (ทรายแม่น้ำ + น้ำ) อิมัลชัน (น้ำมันพืช + น้ำ) และสารละลาย (อากาศในขวด เกลือแกง + น้ำ การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย: อลูมิเนียม + ทองแดง หรือ นิกเกิล + ทองแดง)

วิธีการแยกสารผสม

ในธรรมชาติ สารมีอยู่ในรูปของสารผสม สำหรับการวิจัยในห้องปฏิบัติการ การผลิตทางอุตสาหกรรม และสำหรับความต้องการด้านเภสัชวิทยาและการแพทย์ จำเป็นต้องใช้สารบริสุทธิ์

มีวิธีแยกสารผสมหลายวิธีเพื่อทำให้สารบริสุทธิ์

การระเหยคือการแยกของแข็งที่ละลายในของเหลวโดยแปลงเป็นไอน้ำ

การกลั่น-การกลั่น การแยกสารที่บรรจุอยู่ในของเหลวผสมตามจุดเดือด ตามด้วยการระบายความร้อนของไอน้ำ

ในธรรมชาติ น้ำไม่ได้เกิดขึ้นในรูปแบบบริสุทธิ์ (ไม่มีเกลือ) มหาสมุทร ทะเล แม่น้ำ บ่อน้ำ และน้ำพุเป็นสารละลายเกลือในน้ำประเภทหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ผู้คนมักต้องการน้ำสะอาดที่ไม่มีเกลือ (ใช้ในเครื่องยนต์ของรถยนต์ ในการผลิตสารเคมีเพื่อให้ได้สารละลายและสารต่างๆ ในการถ่ายภาพ) น้ำดังกล่าวเรียกว่าน้ำกลั่น และวิธีการได้มาเรียกว่าการกลั่น

การกรอง - กรองของเหลว (ก๊าซ) ผ่านตัวกรองเพื่อทำความสะอาดจากสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็ง

วิธีการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพของส่วนประกอบของสารผสม

พิจารณาวิธีการแยก ต่างกันและของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน.

ตัวอย่างของส่วนผสม	วิธีการแยก
ระบบกันสะเทือน - ส่วนผสมของทรายแม่น้ำและน้ำ	การสนับสนุน แยก ปกป้องขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสารที่แตกต่างกัน ทรายที่หนักกว่าจะตกลงไปที่ด้านล่าง คุณยังสามารถแยกอิมัลชันออกได้ โดยแยกน้ำมันหรือน้ำมันพืชออกจากน้ำ ในห้องปฏิบัติการ สามารถทำได้โดยใช้กรวยแยก ปิโตรเลียมหรือน้ำมันพืชจะอยู่ชั้นบนสุดและสีอ่อนกว่า ผลจากการตกตะกอน น้ำค้างตกลงมาจากหมอก เขม่าจางหายไปจากควัน และครีมก็ตกตะกอนในนม แยกส่วนผสมของน้ำและน้ำมันพืชโดยการตกตะกอน
ส่วนผสมของทรายและเกลือแกงในน้ำ	การกรอง พื้นฐานสำหรับการแยกสารผสมที่ต่างกันโดยใช้คืออะไร การกรองความสามารถในการละลายต่างๆ ของสารในน้ำและขนาดอนุภาคต่างๆ มีเพียงอนุภาคของสารที่เทียบเคียงได้เท่านั้นที่จะผ่านเข้าไปในรูพรุนของตัวกรอง ในขณะที่อนุภาคขนาดใหญ่กว่าจะยังคงอยู่บนตัวกรอง วิธีนี้จะทำให้คุณสามารถแยกส่วนผสมที่ต่างกันของเกลือแกงและทรายแม่น้ำออกได้ สารที่มีรูพรุนต่างๆ สามารถใช้เป็นตัวกรองได้: สำลี ถ่านหิน ดินเหนียว แก้วอัด และอื่นๆ วิธีการกรองเป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานของเครื่องใช้ในครัวเรือน เช่น เครื่องดูดฝุ่น มันถูกใช้โดยศัลยแพทย์ - ผ้าพันแผลผ้ากอซ; ช่างเจาะและคนงานลิฟต์ - หน้ากากช่วยหายใจ Ostap Bender ฮีโร่ของผลงานของ Ilf และ Petrov ใช้ที่กรองชากรองใบชา จัดการเก้าอี้ตัวหนึ่งจาก Ellochka the Ogress (“Twelve Chairs”) การแยกส่วนผสมแป้งและน้ำโดยการกรอง
ส่วนผสมของเหล็กและผงกำมะถัน	การกระทำด้วยแม่เหล็กหรือน้ำ ผงเหล็กถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็ก แต่ผงกำมะถันไม่ได้ถูกดึงดูด ผงกำมะถันที่ไม่เปียกลอยอยู่บนผิวน้ำ และผงเหล็กหนักที่เปียกได้ตกลงไปที่ด้านล่าง แยกส่วนผสมของกำมะถันและเหล็กโดยใช้แม่เหล็กและน้ำ
สารละลายเกลือในน้ำเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน	การระเหยหรือการตกผลึก น้ำจะระเหยออกไป เหลือผลึกเกลือไว้ในถ้วยพอร์ซเลน เมื่อน้ำระเหยจากทะเลสาบ Elton และ Baskunchak จะได้เกลือแกง วิธีการแยกนี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของจุดเดือดของตัวทำละลายและตัวถูกละลาย หากสารเช่นน้ำตาลสลายตัวเมื่อถูกความร้อนน้ำจะไม่ระเหยไปจนหมด - สารละลายจะระเหยออกไปจากนั้นผลึกน้ำตาลจะตกตะกอนจากสารละลายอิ่มตัว บางครั้งจำเป็นต้องขจัดสิ่งเจือปนออกจากตัวทำละลายที่มีจุดเดือดต่ำกว่า เช่น เกลือ ออกจากน้ำ ในกรณีนี้ ไอระเหยของสารจะต้องถูกรวบรวมและควบแน่นเมื่อเย็นลง วิธีการแยกส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันนี้เรียกว่า การกลั่นหรือการกลั่น- ในอุปกรณ์พิเศษ - เครื่องกลั่นจะได้รับน้ำกลั่นซึ่งใช้สำหรับความต้องการของเภสัชวิทยาห้องปฏิบัติการและระบบทำความเย็นในรถยนต์ ที่บ้านคุณสามารถสร้างเครื่องกลั่นได้: หากคุณแยกส่วนผสมของแอลกอฮอล์กับน้ำ แอลกอฮอล์ที่มีจุดเดือด = 78 °C จะถูกกลั่นออกก่อน (เก็บในหลอดทดลองที่รับ) และน้ำจะยังคงอยู่ในหลอดทดลอง การกลั่นใช้ในการผลิตน้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด และน้ำมันแก๊สจากน้ำมัน การแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน

วิธีการพิเศษในการแยกส่วนประกอบโดยพิจารณาจากการดูดซึมที่แตกต่างกันของสารบางชนิดคือ โครมาโตกราฟี.

นักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซียใช้โครมาโทกราฟีในการแยกคลอโรฟิลล์จากส่วนสีเขียวของพืชเป็นครั้งแรก ในอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการ แป้ง ถ่านหิน หินปูน และอลูมิเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้แทนกระดาษกรองสำหรับโครมาโตกราฟี จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์เท่ากันเสมอหรือไม่

เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์ต่างกัน น้ำปรุงอาหารควรปล่อยให้ยืนเพียงพอเพื่อขจัดสิ่งเจือปนและคลอรีนที่ใช้ฆ่าเชื้อ ต้องต้มน้ำสำหรับดื่มก่อน และในห้องปฏิบัติการเคมีเพื่อเตรียมสารละลายและทำการทดลองในทางการแพทย์จำเป็นต้องใช้น้ำกลั่นและทำให้บริสุทธิ์จากสารที่ละลายในนั้นให้มากที่สุด สารบริสุทธิ์โดยเฉพาะซึ่งมีปริมาณสารเจือปนไม่เกินหนึ่งในล้านเปอร์เซ็นต์นั้นถูกใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ เทคโนโลยีนิวเคลียร์ และอุตสาหกรรมที่มีความแม่นยำอื่นๆ

วิธีแสดงองค์ประกอบของสารผสม

· เศษส่วนมวลของส่วนประกอบในส่วนผสม- อัตราส่วนของมวลของส่วนประกอบต่อมวลของส่วนผสมทั้งหมด โดยปกติแล้วเศษส่วนมวลจะแสดงเป็น % แต่ก็ไม่จำเป็นเสมอไป

ω ["โอเมก้า"] = mcomponent / mmmixture

· เศษส่วนโมลของส่วนประกอบในส่วนผสม- อัตราส่วนของจำนวนโมล (ปริมาณของสาร) ของส่วนประกอบต่อจำนวนโมลทั้งหมดของสารทั้งหมดในส่วนผสม ตัวอย่างเช่น หากส่วนผสมมีสาร A, B และ C ดังนั้น:

χ ["chi"] องค์ประกอบ A = ส่วนประกอบ A / (n(A) + n(B) + n(C))

· อัตราส่วนฟันกรามของส่วนประกอบบางครั้งปัญหาของส่วนผสมอาจบ่งบอกถึงอัตราส่วนโมลของส่วนประกอบต่างๆ ตัวอย่างเช่น:

ไม่มีองค์ประกอบ A: ไม่มีองค์ประกอบ B = 2: 3

· ปริมาตรของส่วนประกอบในส่วนผสม (สำหรับก๊าซเท่านั้น)- อัตราส่วนของปริมาตรของสาร A ต่อปริมาตรรวมของส่วนผสมก๊าซทั้งหมด

φ ["phi"] = Vcomponent / Vmixture

บล็อกการปฏิบัติ

ลองดูตัวอย่างปัญหาสามประการที่สารผสมของโลหะทำปฏิกิริยากัน เกลือกรด:

ตัวอย่างที่ 1เมื่อส่วนผสมของทองแดงและเหล็กน้ำหนัก 20 กรัมสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน จะปล่อยก๊าซ 5.6 ลิตร (n.e.) ออกมา กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม

ในตัวอย่างแรก ทองแดงไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก กล่าวคือ ไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาเมื่อกรดทำปฏิกิริยากับเหล็ก ดังนั้นเมื่อรู้ปริมาตรของไฮโดรเจน เราก็สามารถหาปริมาณและมวลของเหล็กได้ทันที และตามด้วยเศษส่วนมวลของสารในส่วนผสม

วิธีแก้ตัวอย่างที่ 1

n = V / Vm = 5.6 / 22.4 = 0.25 โมล

2. ตามสมการปฏิกิริยา:

3. ปริมาณธาตุเหล็กก็เท่ากับ 0.25 โมล คุณสามารถค้นหามวลของมันได้:
mFe = 0.25 56 = 14 กรัม

คำตอบ: เหล็ก 70%, ทองแดง 30%

ตัวอย่างที่ 2เมื่อส่วนผสมของอะลูมิเนียมและเหล็กที่มีน้ำหนัก 11 กรัมสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน จะเกิดก๊าซ 8.96 ลิตร (n.e.) ที่ถูกปล่อยออกมา กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม

ในตัวอย่างที่สอง ปฏิกิริยาคือ ทั้งคู่โลหะ ในกรณีนี้ ไฮโดรเจนถูกปล่อยออกมาจากกรดแล้วในปฏิกิริยาทั้งสอง ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้การคำนวณโดยตรงได้ที่นี่ ในกรณีเช่นนี้ จะสะดวกในการแก้โดยใช้ระบบสมการง่ายๆ โดยให้ x เป็นจำนวนโมลของโลหะชนิดใดชนิดหนึ่ง และ y เป็นปริมาณของสารในวินาที

วิธีแก้ตัวอย่างที่ 2

1. ค้นหาปริมาณไฮโดรเจน:
n = V / Vm = 8.96 / 22.4 = 0.4 โมล

2. ให้ปริมาณอะลูมิเนียมเท่ากับ x โมล และปริมาณเหล็กเท่ากับ x โมล จากนั้นเราสามารถแสดงปริมาณไฮโดรเจนที่ปล่อยออกมาในรูปของ x และ y ได้:


	2HCl = FeCl2 +

4. เรารู้ปริมาณไฮโดรเจนทั้งหมด: 0.4 โมล วิธี,
1.5x + y = 0.4 (นี่คือสมการแรกในระบบ)

5. สำหรับส่วนผสมของโลหะคุณต้องแสดงออก มวลชนผ่านปริมาณของสาร
ม. = ม
ดังนั้นมวลของอะลูมิเนียม
มอล = 27x,
มวลของเหล็ก
ม.เฟ = 56у,
และมวลของส่วนผสมทั้งหมด
27x + 56y = 11 (นี่คือสมการที่สองในระบบ)

6. เรามีระบบสองสมการ:

7. สะดวกกว่ามากในการแก้ระบบดังกล่าวโดยใช้วิธีการลบโดยคูณสมการแรกด้วย 18:
27x + 18y = 7.2
และลบสมการแรกออกจากสมการที่สอง:

8. (56 − 18)y = 11 − 7.2
y = 3.8 / 38 = 0.1 โมล (เฟ)
x = 0.2 โมล (อัล)

mFe = n M = 0.1 56 = 5.6 กรัม
มิลลิอัล = 0.2 27 = 5.4 กรัม
ωFe = mFe / mm ส่วนผสม = 5.6 / 11 = 0.50.91%)

ตามลำดับ
ωอัล = 100% - 50.91% = 49.09%

คำตอบ: เหล็ก 50.91%, อลูมิเนียม 49.09%

ตัวอย่างที่ 3ส่วนผสมของสังกะสีอลูมิเนียมและทองแดง 16 กรัมได้รับการบำบัดด้วยสารละลายกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน ในกรณีนี้ปล่อยก๊าซ (n.o.) จำนวน 5.6 ลิตร และสาร 5 กรัมไม่ละลาย กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม

ในตัวอย่างที่สาม โลหะสองชนิดทำปฏิกิริยา แต่โลหะตัวที่สาม (ทองแดง) ไม่ทำปฏิกิริยา ดังนั้นส่วนที่เหลือของ 5 กรัมคือมวลของทองแดง ปริมาณของโลหะสองชนิดที่เหลือ ได้แก่ สังกะสีและอะลูมิเนียม (โปรดทราบว่ามวลรวมของโลหะทั้งสองคือ 16 − 5 = 11 กรัม) สามารถพบได้โดยใช้ระบบสมการ ดังตัวอย่างที่ 2

ตอบตัวอย่างที่ 3: สังกะสี 56.25%, อลูมิเนียม 12.5%, ทองแดง 31.25%

ตัวอย่างที่ 4ส่วนผสมของเหล็ก อลูมิเนียม และทองแดงได้รับการบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเย็นที่มากเกินไป ในกรณีนี้ส่วนผสมบางส่วนละลายและปล่อยก๊าซ 5.6 ลิตร (n.o.) ของผสมที่เหลือถูกบำบัดด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่มากเกินไป ปล่อยก๊าซออกมา 3.36 ลิตร และยังมีสารตกค้างที่ไม่ละลายน้ำ 3 กรัม กำหนดมวลและองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้นของโลหะ

ในตัวอย่างนี้ เราต้องจำไว้ว่า เข้มข้นเย็นกรดซัลฟิวริกไม่ทำปฏิกิริยากับเหล็กและอลูมิเนียม (ทู่) แต่ทำปฏิกิริยากับทองแดง สิ่งนี้จะปล่อยซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์ออกมา
มีฤทธิ์เป็นด่างตอบสนอง อลูมิเนียมเท่านั้น- โลหะแอมโฟเทอริก (นอกเหนือจากอลูมิเนียม สังกะสี และดีบุกยังละลายในอัลคาไล และเบริลเลียมก็สามารถละลายในอัลคาไลเข้มข้นที่ร้อนได้เช่นกัน)

เฉลยตัวอย่างที่ 4

1. มีเพียงทองแดงเท่านั้นที่ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้น จำนวนโมลของก๊าซ:
nSO2 = V / Vm = 5.6 / 22.4 = 0.25 โมล


	2H2SO4 (เข้มข้น) = CuSO4 +

2. (อย่าลืมว่าปฏิกิริยาดังกล่าวจะต้องทำให้เท่ากันโดยใช้เครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์)

3. เนื่องจากอัตราส่วนโมลาร์ของทองแดงและซัลเฟอร์ไดออกไซด์คือ 1:1 ดังนั้นทองแดงจึงเป็น 0.25 โมลด้วย คุณสามารถค้นหามวลทองแดงได้:
mCu = n M = 0.25 64 = 16 กรัม

4. อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไลซึ่งส่งผลให้เกิดไฮดรอกโซคอมเพล็กซ์ของอลูมิเนียมและไฮโดรเจน:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

Al0 − 3e = Al3+

5. จำนวนโมลของไฮโดรเจน:
nH2 = 3.36 / 22.4 = 0.15 โมล
อัตราส่วนโมลของอลูมิเนียมและไฮโดรเจนคือ 2:3 ดังนั้น
nAl = 0.15 / 1.5 = 0.1 โมล
น้ำหนักอลูมิเนียม:
mAl = n M = 0.1 27= 2.7 กรัม

6. ส่วนที่เหลือเป็นเหล็กหนัก 3 กรัม คุณสามารถหามวลของส่วนผสมได้:
มิลลิเมตรส่วนผสม = 16 + 2.7 + 3 = 21.7 กรัม

7. เศษส่วนมวลของโลหะ:

ωCu = mCu / mm ส่วนผสม = 16 / 21.7 = 0.7.73%)
ωอัล = 2.7 / 21.7 = 0.1.44%)
ωเฟ = 13.83%

คำตอบ: ทองแดง 73.73% อลูมิเนียม 12.44% เหล็ก 13.83%

ตัวอย่างที่ 5ของผสมของสังกะสีและอะลูมิเนียม 21.1 กรัมถูกละลายในสารละลายกรดไนตริก 565 มิลลิลิตรที่มี 20 น้ำหนัก % НNO3 และมีความหนาแน่น 1.115 กรัม/มิลลิลิตร ปริมาตรของก๊าซที่ปล่อยออกมาซึ่งเป็นสารเดี่ยวและเป็นผลิตภัณฑ์เดียวที่ช่วยลดกรดไนตริกได้คือ 2.912 ลิตร (หมายเลข) กำหนดองค์ประกอบของสารละลายที่ได้เป็นเปอร์เซ็นต์มวล (สธธ.)

ข้อความของปัญหานี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงผลคูณของการลดไนโตรเจน - "สารธรรมดา" เนื่องจากกรดไนตริกกับโลหะไม่ได้ผลิตไฮโดรเจน จึงเป็นไนโตรเจน โลหะทั้งสองละลายในกรด
ปัญหาไม่ได้ถามถึงองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้นของโลหะ แต่เป็นองค์ประกอบของสารละลายที่เกิดขึ้นหลังปฏิกิริยา ทำให้งานยากขึ้น

เฉลยตัวอย่างที่ 5

1. กำหนดปริมาณของสารก๊าซ:
nN2 = V / Vm = 2.912 / 22.4 = 0.13 โมล

2. หามวลของสารละลายกรดไนตริก มวลและปริมาณของ HNO3 ที่ละลาย:

msolution = ρ V = 1.115 565 = 630.3 กรัม
mHNO3 = ω mสารละลาย = 0.2 630.3 = 126.06 กรัม
nHNO3 = m / M = 126.06 / 63 = 2 โมล

โปรดทราบว่าเนื่องจากโลหะละลายหมดแล้ว จึงหมายความว่า - มีกรดเพียงพอแน่นอน(โลหะเหล่านี้ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบ มีกรดมากเกินไปหรือไม่?และจะเหลือปริมาณเท่าใดหลังจากปฏิกิริยาในสารละลายที่ได้

3. เราเขียนสมการปฏิกิริยา ( อย่าลืมเกี่ยวกับเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ของคุณ) และเพื่อความสะดวกในการคำนวณ เราจะเอา 5x เป็นปริมาณสังกะสี และ 10y เป็นปริมาณอะลูมิเนียม จากนั้นตามค่าสัมประสิทธิ์ในสมการ ไนโตรเจนในปฏิกิริยาแรกจะเป็น x โมล และในวินาที - 3y โมล:


	12HNO3 = 5Zn(NO3)2 +

Zn0 − 2e = Zn2+


	36HNO3 = 10อัล(NO3)3 +

Al0 − 3e = Al3+

5. จากนั้น เมื่อพิจารณาว่ามวลของส่วนผสมของโลหะคือ 21.1 กรัม มวลโมลของพวกมันคือ 65 กรัม/โมลสำหรับสังกะสี และ 27 กรัม/โมลสำหรับอะลูมิเนียม เราจะได้ระบบสมการต่อไปนี้:

6. สะดวกในการแก้ระบบนี้โดยการคูณสมการแรกด้วย 90 แล้วลบสมการแรกออกจากสมการที่สอง

7. x = 0.04 ซึ่งหมายถึง nZn = 0.04 5 = 0.2 โมล
y = 0.03 ซึ่งหมายถึง nAl = 0.03 10 = 0.3 โมล

8. ตรวจสอบมวลของส่วนผสม:
0.2 65 + 0.3 27 = 21.1 ก.

9. ตอนนี้เรามาดูองค์ประกอบของการแก้ปัญหากันดีกว่า จะสะดวกในการเขียนปฏิกิริยาอีกครั้งและเขียนปริมาณของสารที่เกิดปฏิกิริยาและเกิดทั้งหมดเหนือปฏิกิริยา (ยกเว้นน้ำ):

10. คำถามต่อไป สารละลายมีกรดไนตริกเหลืออยู่หรือไม่ และเหลืออยู่เท่าใด
ตามสมการปฏิกิริยา ปริมาณของกรดที่ทำปฏิกิริยา:
nHNO3 = 0.48 + 1.08 = 1.56 โมล
กล่าวคือ มีกรดมากเกินไป และคุณสามารถคำนวณส่วนที่เหลือในสารละลายได้:
nHNO3res = 2 − 1.56 = 0.44 โมล

11. เอาล่ะเข้า ทางออกสุดท้ายประกอบด้วย:

ซิงค์ไนเตรตในปริมาณ 0.2 โมล:
mZn(NO3)2 = n M = 0.2 189 = 37.8 กรัม
อลูมิเนียมไนเตรตจำนวน 0.3 โมล:
มิลลิอัล(NO3)3 = n M = 0.3 · 213 = 63.9 กรัม
กรดไนตริกส่วนเกินในปริมาณ 0.44 โมล:
mHNO3rest. = n M = 0.44 63 = 27.72 กรัม

12. มวลของสารละลายสุดท้ายคือเท่าใด?
ให้เราจำไว้ว่ามวลของสารละลายสุดท้ายประกอบด้วยส่วนประกอบที่เราผสม (สารละลายและสารต่างๆ) ลบด้วยผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาที่ทิ้งสารละลายไว้ (ตะกอนและก๊าซ):

13.
จากนั้นสำหรับงานของเรา:

14. มนิว สารละลาย = มวลของสารละลายกรด + มวลของโลหะผสม - มวลของไนโตรเจน
mN2 = n M = 28 (0.03 + 0.09) = 3.36 กรัม
ใหม่ สารละลาย = 630.3 + 21.1 − 3.36 = 648.04 กรัม

ωZn(NO3)2 = mv-va / mr-ra = 37.8 / 648.04 = 0.0583
ωAl(NO3)3 = mv-va / mr-ra = 63.9 / 648.04 = 0.0986
ωHNO3ส่วนที่เหลือ = mv-va / mr-ra = 27.72 / 648.04 = 0.0428

คำตอบ: ซิงค์ไนเตรต 5.83%, อลูมิเนียมไนเตรต 9.86%, กรดไนตริก 4.28%

ตัวอย่างที่ 6เมื่อส่วนผสมของทองแดง เหล็ก และอลูมิเนียม 17.4 กรัมได้รับการบำบัดด้วยกรดไนตริกเข้มข้นที่มากเกินไป จะปล่อยก๊าซ 4.48 ลิตร (n.e.) ออกมา และเมื่อส่วนผสมนี้สัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกินที่มีมวลเท่ากัน จะได้ 8.96 ลิตรของ ก๊าซ (n.e.) ถูกปล่อยออกมา กำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้น (สธธ.)

เมื่อแก้ไขปัญหานี้ เราต้องจำไว้ว่า ประการแรก กรดไนตริกเข้มข้นกับโลหะที่ไม่ใช้งาน (ทองแดง) จะผลิต NO2 แต่เหล็กและอลูมิเนียมไม่ทำปฏิกิริยากับมัน กรดไฮโดรคลอริกไม่ทำปฏิกิริยากับทองแดง

ตอบตัวอย่างที่ 6: ทองแดง 36.8%, เหล็ก 32.2%, อลูมิเนียม 31%

ปัญหาสำหรับการแก้ปัญหาอย่างอิสระ

1. ปัญหาง่ายๆ กับส่วนผสมสองอย่าง

1-1. ส่วนผสมของทองแดงและอลูมิเนียมที่มีน้ำหนัก 20 กรัมได้รับการบำบัดด้วยสารละลายกรดไนตริก 96% และปล่อยก๊าซ (n.o.) จำนวน 8.96 ลิตร หาสัดส่วนมวลของอะลูมิเนียมในส่วนผสม

1-2. ส่วนผสมของทองแดงและสังกะสีที่มีน้ำหนัก 10 กรัมได้รับการบำบัดด้วยสารละลายอัลคาไลเข้มข้น ในกรณีนี้มีการปล่อยก๊าซ 2.24 ลิตร (ny) คำนวณเศษส่วนมวลของสังกะสีในส่วนผสมตั้งต้น.

1-3. ส่วนผสมของแมกนีเซียมและแมกนีเซียมออกไซด์ที่มีน้ำหนัก 6.4 กรัมได้รับการบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริกเจือจางในปริมาณที่เพียงพอ ในกรณีนี้ปล่อยก๊าซ (n.o.) จำนวน 2.24 ลิตร หาสัดส่วนมวลของแมกนีเซียมในส่วนผสม.

1-4. ส่วนผสมของสังกะสีและซิงค์ออกไซด์ที่มีน้ำหนัก 3.08 กรัมถูกละลายในกรดซัลฟิวริกเจือจาง เราได้รับซิงค์ซัลเฟตที่มีน้ำหนัก 6.44 กรัม คำนวณเศษส่วนมวลของสังกะสีในส่วนผสมดั้งเดิม

1-5. เมื่อส่วนผสมของเหล็กและผงสังกะสีที่มีน้ำหนัก 9.3 กรัมสัมผัสกับสารละลายคอปเปอร์ (II) คลอไรด์ส่วนเกิน จะเกิดทองแดงขึ้น 9.6 กรัม กำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้น

1-6. จะต้องใช้สารละลายกรดไฮโดรคลอริก 20% มวลเท่าใดในการละลายส่วนผสมของสังกะสีและซิงค์ออกไซด์ 20 กรัมอย่างสมบูรณ์หากปล่อยไฮโดรเจนออกมาพร้อมกันด้วยปริมาตร 4.48 ลิตร (หมายเลข)

1-7. เมื่อส่วนผสมของเหล็กและทองแดง 3.04 กรัมละลายในกรดไนตริกเจือจาง ไนโตรเจนออกไซด์ (II) จะถูกปล่อยออกมาด้วยปริมาตร 0.896 ลิตร (หมายเลข) กำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้น

1-8. เมื่อส่วนผสมของตะไบเหล็กและอะลูมิเนียม 1.11 กรัมละลายในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 16% (ρ = 1.09 กรัม/มิลลิลิตร) ไฮโดรเจน 0.672 ลิตร (n.e.) จะถูกปล่อยออกมา ค้นหาเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสมและหาปริมาตรของกรดไฮโดรคลอริกที่ใช้ไป

2. งานมีความซับซ้อนมากขึ้น

2-1. ส่วนผสมของแคลเซียมและอลูมิเนียมน้ำหนัก 18.8 กรัมถูกเผาโดยไม่มีอากาศและมีผงกราไฟท์มากเกินไป ผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาได้รับการบำบัดด้วยกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง และก๊าซ 11.2 ลิตร (n.o.) ถูกปล่อยออกมา กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม

2-2. ในการละลายโลหะผสมแมกนีเซียม-อลูมิเนียม 1.26 กรัม ให้ใช้สารละลายกรดซัลฟิวริก 19.6% 35 มล. (ρ = 1.1 กรัม/มิลลิลิตร) กรดส่วนเกินทำปฏิกิริยากับสารละลายโพแทสเซียมไบคาร์บอเนต 28.6 มิลลิลิตร ที่ความเข้มข้น 1.4 โมล/ลิตร กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในโลหะผสมและปริมาตรของก๊าซ (หมายเลข) ที่ปล่อยออกมาระหว่างการละลายของโลหะผสม

กับ วิธีการแยกสารผสม (ทั้งต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกัน) ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าสารที่รวมอยู่ในส่วนผสมยังคงรักษาคุณสมบัติส่วนบุคคลไว้ สารผสมที่ต่างกันอาจแตกต่างกันในองค์ประกอบและสถานะเฟส เช่น ก๊าซ + ของเหลว ของแข็ง+ของเหลว ของเหลวที่ผสมไม่ได้สองชนิด ฯลฯ วิธีการหลักในการแยกสารผสมแสดงไว้ในแผนภาพด้านล่าง พิจารณาแต่ละวิธีแยกกัน
การแยกสารผสมที่ต่างกัน
สำหรับ การแยกสารผสมที่ต่างกันแทนระบบของแข็ง-ของเหลวหรือของแข็ง-ก๊าซ มีสามวิธีหลัก:

การกรอง,
การตกตะกอน (การกลั่น,
การแยกแม่เหล็ก

การกรอง
วิธีการขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายของสารต่างๆ และขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันของส่วนประกอบของส่วนผสม การกรองช่วยให้คุณสามารถแยกของแข็งออกจากของเหลวหรือก๊าซได้

ในการกรองของเหลว คุณสามารถใช้กระดาษกรองซึ่งโดยปกติจะพับเป็นสี่ส่วนแล้วสอดเข้าไปในกรวยแก้ว วางกรวยไว้ในแก้วซึ่งสะสมอยู่ กรอง- ของเหลวที่ไหลผ่านตัวกรอง
ขนาดของรูพรุนในกระดาษกรองช่วยให้โมเลกุลของน้ำและโมเลกุลของตัวถูกละลายรั่วซึมได้โดยไม่มีสิ่งกีดขวาง อนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่า 0.01 มม. จะยังคงอยู่ในตัวกรองและไม่เป็นเช่นนั้นผ่านไปจนเกิดเป็นชั้นตะกอน
จดจำ!การใช้การกรองเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกสารละลายที่แท้จริงของสารออก กล่าวคือ สารละลายที่มีการละลายเกิดขึ้นที่ระดับโมเลกุลหรือไอออน
นอกจากกระดาษกรองแล้ว ห้องปฏิบัติการเคมียังใช้ตัวกรองพิเศษด้วย

ขนาดรูพรุนที่แตกต่างกัน
การกรองส่วนผสมของก๊าซไม่แตกต่างจากการกรองของเหลวโดยพื้นฐาน ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือเมื่อกรองก๊าซจากอนุภาคแขวนลอย (SPM) ตัวกรองที่มีการออกแบบพิเศษ (กระดาษ คาร์บอน) และปั๊มจะถูกนำมาใช้เพื่อบังคับส่วนผสมของก๊าซผ่านตัวกรอง เช่น กรองอากาศในรถยนต์หรือเครื่องดูดควัน เหนือเตา
สามารถแยกได้โดยการกรอง:

ธัญพืชและน้ำ
ชอล์กและน้ำ
ทรายและน้ำ ฯลฯ
ฝุ่นและอากาศ (เครื่องดูดฝุ่นดีไซน์ต่างๆ)

การตั้งถิ่นฐาน
วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับอัตราการตกตะกอนที่แตกต่างกันของอนุภาคของแข็งที่มีน้ำหนัก (ความหนาแน่น) ต่างกันในสภาพแวดล้อมของเหลวหรืออากาศ วิธีการนี้ใช้เพื่อแยกสารที่เป็นของแข็งที่ไม่ละลายน้ำตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปออกจากน้ำ (หรือตัวทำละลายอื่นๆ) ส่วนผสมของสารที่ไม่ละลายน้ำจะถูกใส่ลงในน้ำและผสมให้เข้ากัน หลังจากนั้นครู่หนึ่ง สสารที่มีความหนาแน่นมากกว่าหนึ่งจะตกลงไปที่ด้านล่างของภาชนะ และสสารที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าหนึ่งจะลอยขึ้นสู่พื้นผิว หากมีสารหลายชนิดที่มีแรงโน้มถ่วงต่างกันในส่วนผสม สารที่หนักกว่าก็จะตกลงไปที่ชั้นล่างและสารที่เบากว่า เลเยอร์ดังกล่าวสามารถแยกออกได้ ก่อนหน้านี้ นี่เป็นวิธีที่แยกเม็ดทองคำออกจากหินที่มีทองคำบด ทรายที่มีทองคำวางอยู่บนร่องลึกซึ่งมีน้ำไหลผ่าน กระแสน้ำพัดพาก้อนหินที่รกร้างออกไป และมีเม็ดทองคำหนักตกลงอยู่ที่ก้นคูน้ำ ในกรณีของส่วนผสมของแก๊ส อนุภาคของแข็งจะเกาะอยู่บนพื้นผิวแข็งด้วย เช่น ฝุ่นเกาะบนเฟอร์นิเจอร์หรือใบพืช
วิธีนี้สามารถใช้ในการแยกของเหลวที่ผสมไม่ได้เข้าด้วยกัน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ใช้กรวยแยก
ตัวอย่างเช่น หากต้องการแยกน้ำมันเบนซินและน้ำ ส่วนผสมจะถูกวางในกรวยแยกและรอจนกระทั่งขอบเขตเฟสที่ชัดเจนปรากฏขึ้น จากนั้นค่อยเปิดก๊อกน้ำแล้วน้ำไหลเข้าแก้ว
ส่วนผสมสามารถแยกออกได้ด้วยการตกตะกอน:

ทรายแม่น้ำและดินเหนียว
ตกตะกอนผลึกหนักจากสารละลาย
น้ำมันและน้ำ
น้ำมันพืชและน้ำ ฯลฯ

การแยกแม่เหล็ก
วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่แตกต่างกันของส่วนประกอบที่เป็นของแข็งของส่วนผสม วิธีการนี้ใช้เมื่อส่วนผสมมีสารเฟอร์โรแมกเนติก ซึ่งก็คือสารที่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก เช่น เหล็ก
สสารทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กสามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่มใหญ่:

ฟีโรแมกเนติก: แม่เหล็กดึงดูด - Fe, Co, Ni, Gd, Dy
พาราแมกเนติก: ดึงดูดเล็กน้อย - Al, Cr, Ti, V, W, Mo
วัสดุแม่เหล็ก: ลอกด้วยแม่เหล็ก - Cu, Ag, Au, Bi, Sn, ทองเหลือง

การแยกแม่เหล็กสามารถแยกออกได้ข:

กำมะถันและผงเหล็ก
เขม่าและเหล็ก ฯลฯ

การแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน
สำหรับ การแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันของของเหลว (สารละลายที่แท้จริง)ใช้วิธีการต่อไปนี้:

การระเหย (การตกผลึก)
การกลั่น (การกลั่น)
โครมาโตกราฟี

การระเหย การตกผลึก
วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิจุดเดือดที่แตกต่างกันของตัวทำละลายและตัวถูกละลาย ใช้เพื่อแยกของแข็งที่ละลายน้ำได้จากสารละลาย โดยปกติการระเหยจะดำเนินการดังนี้: เทสารละลายลงในถ้วยพอร์ซเลนและให้ความร้อนโดยกวนสารละลายอย่างต่อเนื่อง น้ำจะค่อยๆระเหยและมีของแข็งเหลืออยู่ที่ด้านล่างของถ้วย
คำนิยาม
การตกผลึก- การเปลี่ยนเฟสของสารจากสถานะก๊าซ (ไอ) ของเหลวหรือของแข็งเป็นสถานะผลึก
ในกรณีนี้ สารระเหย (น้ำหรือตัวทำละลาย) อาจถูกรวบรวมโดยการควบแน่นบนพื้นผิวที่เย็นกว่า ตัวอย่างเช่น หากคุณวางสไลด์แก้วเย็นลงบนจานระเหย หยดน้ำก็จะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิว วิธีการกลั่นก็ใช้หลักการเดียวกัน
การกลั่น การกลั่น
หากสารเช่นน้ำตาลสลายตัวเมื่อถูกความร้อนน้ำจะไม่ระเหยไปจนหมด - สารละลายจะระเหยออกไปจากนั้นผลึกน้ำตาลจะตกตะกอนจากสารละลายอิ่มตัว บางครั้งจำเป็นต้องขจัดสิ่งเจือปนออกจากตัวทำละลาย เช่น เกลือ ออกจากน้ำ ในกรณีนี้ ตัวทำละลายจะต้องถูกระเหย จากนั้นไอของตัวทำละลายจะต้องถูกรวบรวมและควบแน่นเมื่อเย็นลง วิธีการแยกส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันนี้เรียกว่า การกลั่นหรือการกลั่น

ในธรรมชาติ น้ำไม่ได้เกิดขึ้นในรูปแบบบริสุทธิ์ (ไม่มีเกลือ) มหาสมุทร ทะเล แม่น้ำ บ่อน้ำ และน้ำพุเป็นสารละลายเกลือในน้ำประเภทหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ผู้คนมักต้องการน้ำสะอาดที่ไม่มีเกลือ (ใช้ในเครื่องยนต์ของรถยนต์ ในการผลิตสารเคมีเพื่อให้ได้สารละลายและสารต่างๆ ในการถ่ายภาพ) น้ำนี้เรียกว่า กลั่นเป็นสิ่งที่ใช้ในห้องปฏิบัติการเพื่อทำการทดลองทางเคมีอย่างแม่นยำ
การกลั่นสามารถแบ่งออกเป็น:

น้ำและแอลกอฮอล์
น้ำมัน (เป็นเศษส่วนต่างๆ)
อะซิโตนและน้ำ ฯลฯ

โครมาโตกราฟี
วิธีการแยกและวิเคราะห์สารผสม ขึ้นอยู่กับอัตราการกระจายตัวของสารทดสอบที่แตกต่างกันระหว่างสองเฟส - แบบอยู่กับที่และแบบเคลื่อนที่ (ชะล้าง- ตามกฎแล้ว เฟสคงที่คือตัวดูดซับ (ผงละเอียด เช่น อลูมิเนียมออกไซด์หรือซิงค์ออกไซด์หรือกระดาษกรอง) ที่มีพื้นผิวที่พัฒนาแล้ว และเฟสเคลื่อนที่คือการไหลของก๊าซหรือของเหลว การไหลของเฟสเคลื่อนที่จะถูกกรองผ่านชั้นตัวดูดซับหรือเคลื่อนไปตามชั้นตัวดูดซับ ตัวอย่างเช่น ไปตามพื้นผิวของกระดาษกรอง

คุณสามารถรับโครมาโตแกรมได้อย่างอิสระและดูสาระสำคัญของวิธีการในทางปฏิบัติ คุณต้องผสมหมึกหลาย ๆ ชนิดแล้วหยดส่วนผสมที่ได้ลงบนกระดาษกรอง จากนั้นตรงกลางจุดสีเราจะเริ่มเทน้ำสะอาดทีละหยด ควรใช้แต่ละหยดหลังจากการดูดซึมก่อนหน้านี้แล้วเท่านั้น น้ำมีบทบาทเป็นตัวชะที่จะถ่ายโอนสารทดสอบผ่านกระดาษที่มีรูพรุนของตัวดูดซับ สารที่รวมอยู่ในส่วนผสมจะถูกกักไว้โดยกระดาษในรูปแบบต่างๆ: บางชนิดจะถูกเก็บรักษาไว้อย่างดี ในขณะที่สารอื่นๆ จะถูกดูดซึมได้ช้ากว่าและยังคงแพร่กระจายไปตามน้ำต่อไปอีกระยะหนึ่ง ในไม่ช้า โครมาโตกราฟีที่มีสีสันจริงๆ จะเริ่มกระจายไปทั่วแผ่นกระดาษ โดยมีจุดสีเดียวอยู่ตรงกลาง ล้อมรอบด้วยวงแหวนศูนย์กลางหลากสี
โครมาโตกราฟีแบบชั้นบางได้แพร่หลายโดยเฉพาะในการวิเคราะห์สารอินทรีย์ ข้อดีของโครมาโทกราฟีแบบชั้นบางก็คือ คุณสามารถใช้วิธีการตรวจจับที่ง่ายที่สุดและละเอียดอ่อนมาก นั่นคือการควบคุมด้วยภาพ จุดที่มองไม่เห็นด้วยตาสามารถเปิดเผยได้โดยใช้รีเอเจนต์หลายชนิด เช่นเดียวกับการใช้แสงอัลตราไวโอเลตหรือการถ่ายภาพด้วยรังสีอัตโนมัติ
โครมาโตกราฟีแบบกระดาษใช้ในการวิเคราะห์สารอินทรีย์และอนินทรีย์ มีการพัฒนาวิธีการมากมายสำหรับการแยกส่วนผสมที่ซับซ้อนของไอออน เช่น การผสมของธาตุหายาก ผลิตภัณฑ์ฟิชชันของยูเรเนียม ธาตุในกลุ่มแพลตตินัม
วิธีการแยกสารผสมที่ใช้ในอุตสาหกรรม
วิธีการแยกสารผสมที่ใช้ในอุตสาหกรรมมีความแตกต่างกันเล็กน้อยจากวิธีการในห้องปฏิบัติการที่อธิบายไว้ข้างต้น
การแก้ไข (การกลั่น) มักใช้เพื่อแยกน้ำมัน กระบวนการนี้อธิบายไว้ในรายละเอียดเพิ่มเติมในหัวข้อ "การกลั่นน้ำมัน".
วิธีการทำให้บริสุทธิ์และแยกสารที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรม ได้แก่ การตกตะกอน การกรอง การดูดซับ และการสกัด วิธีการกรองและการตกตะกอนจะดำเนินการคล้ายกับวิธีการในห้องปฏิบัติการ โดยมีความแตกต่างในการใช้ถังตกตะกอนและตัวกรองปริมาณมาก ส่วนใหญ่มักจะใช้วิธีการเหล่านี้ในการบำบัดน้ำเสีย ดังนั้นเรามาดูวิธีการต่างๆ กันดีกว่า การสกัดและ การดูดซึม
คำว่า "การสกัด" สามารถนำไปใช้กับสมดุลของเฟสต่างๆ ได้ (ของเหลว-ของเหลว, ก๊าซ-ของเหลว, ของเหลว-ของแข็ง ฯลฯ) แต่บ่อยครั้งมักใช้กับระบบของเหลว-ของเหลว ดังนั้น คำจำกัดความต่อไปนี้จึงมักพบได้บ่อยที่สุด : :
คำนิยาม
การสกัด i เป็นวิธีการแยก การทำให้บริสุทธิ์ และการแยกสารตามกระบวนการกระจายสารระหว่างตัวทำละลาย 2 ตัวที่ละลายไม่ได้
ตัวทำละลายที่ละลายไม่ได้ตัวหนึ่งมักเป็นน้ำ ส่วนตัวที่สองคือตัวทำละลายอินทรีย์ แต่ไม่จำเป็น วิธีการสกัดมีความหลากหลาย เหมาะสำหรับการแยกองค์ประกอบเกือบทั้งหมดที่มีความเข้มข้นต่างกัน การสกัดทำให้คุณสามารถแยกสารผสมที่มีองค์ประกอบหลายองค์ประกอบที่ซับซ้อนได้ ซึ่งมักจะมีประสิทธิภาพและรวดเร็วกว่าวิธีอื่นๆ การดำเนินการแยกหรือแยกการสกัดไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อนหรือมีราคาแพง กระบวนการนี้สามารถเป็นไปโดยอัตโนมัติและควบคุมจากระยะไกลได้หากจำเป็น
คำนิยาม
การดูดซับ- วิธีการแยกและทำให้สารบริสุทธิ์โดยอาศัยการดูดซึมโดยตัวของแข็ง (การดูดซับ) หรือตัวดูดซับของเหลว (การดูดซึม) ของสารต่าง ๆ (ซอร์เบต) จากก๊าซหรือของเหลวผสม
ส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมมักใช้วิธีการดูดซับเพื่อกรองการปล่อยก๊าซและอากาศให้บริสุทธิ์จากฝุ่นหรืออนุภาคควัน รวมถึงก๊าซพิษ ในกรณีของการดูดซึมสารที่เป็นก๊าซ อาจเกิดปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างตัวดูดซับและสารที่ละลายได้ เช่นเมื่อดูดซับก๊าซแอมโมเนียเอ็นเอช 3สารละลายของกรดไนตริก HNO 3 จะผลิตแอมโมเนียมไนเตรต NH 4 NO 3(แอมโมเนียมไนเตรต) ซึ่งสามารถใช้เป็นปุ๋ยไนโตรเจนที่มีประสิทธิภาพสูง

หัวข้อ: “วิธีการแยกสารผสม” (เกรด 8)

บล็อกทางทฤษฎี

ลักษณะเปรียบเทียบของสารผสมและสารบริสุทธิ์

สัญญาณของการเปรียบเทียบ	สารบริสุทธิ์	ส่วนผสม
สารประกอบ	คงที่	ไม่แน่นอน
สาร	สิ่งเดียวกัน	หลากหลาย
คุณสมบัติทางกายภาพ	ถาวร	ไม่แน่นอน
การเปลี่ยนแปลงพลังงานระหว่างการก่อตัว	กำลังเกิดขึ้น	ไม่เกิดขึ้น
แยก	โดยผ่านปฏิกิริยาเคมี	โดยวิธีการทางกายภาพ

ส่วนผสมมีลักษณะแตกต่างกันออกไป

การจำแนกประเภทของสารผสมแสดงไว้ในตาราง:

วิธีการแยกสารผสม

มีวิธีแยกสารผสมหลายวิธีเพื่อทำให้สารบริสุทธิ์

การระเหยคือการแยกของแข็งที่ละลายในของเหลวโดยแปลงเป็นไอน้ำ

การกลั่นคือการกลั่นการแยกสารที่มีอยู่ในของผสมของเหลวตามจุดเดือดตามด้วยการทำให้ไอเย็นลง

พิจารณาวิธีการแยก ต่างกัน และของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน.

ตัวอย่างของส่วนผสม	วิธีการแยก
ระบบกันสะเทือน - ส่วนผสมของทรายแม่น้ำและน้ำ	การสนับสนุน แยก ปกป้องขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสารที่แตกต่างกัน ทรายที่หนักกว่าจะตกลงไปที่ด้านล่าง คุณยังสามารถแยกอิมัลชันออกได้ โดยแยกน้ำมันหรือน้ำมันพืชออกจากน้ำ ในห้องปฏิบัติการ สามารถทำได้โดยใช้กรวยแยก ปิโตรเลียมหรือน้ำมันพืชจะอยู่ชั้นบนสุดและสีอ่อนกว่า ผลจากการตกตะกอน น้ำค้างตกลงมาจากหมอก เขม่าจางหายไปจากควัน และครีมก็ตกตะกอนในนม แยกส่วนผสมของน้ำและน้ำมันพืชโดยการตกตะกอน
ส่วนผสมของทรายและเกลือแกงในน้ำ	การกรอง พื้นฐานสำหรับการแยกสารผสมที่ต่างกันโดยใช้คืออะไร การกรองความสามารถในการละลายต่างๆ ของสารในน้ำและขนาดอนุภาคต่างๆ มีเพียงอนุภาคของสารที่เทียบเคียงได้เท่านั้นที่จะผ่านเข้าไปในรูพรุนของตัวกรอง ในขณะที่อนุภาคขนาดใหญ่กว่าจะยังคงอยู่บนตัวกรอง วิธีนี้จะทำให้คุณสามารถแยกส่วนผสมที่ต่างกันของเกลือแกงและทรายแม่น้ำออกได้ สารที่มีรูพรุนต่างๆ สามารถใช้เป็นตัวกรองได้: สำลี ถ่านหิน ดินเหนียว แก้วอัด และอื่นๆ วิธีการกรองเป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานของเครื่องใช้ในครัวเรือน เช่น เครื่องดูดฝุ่น มันถูกใช้โดยศัลยแพทย์ - ผ้าพันแผลผ้ากอซ; ช่างเจาะและคนงานลิฟต์ - หน้ากากช่วยหายใจ Ostap Bender ฮีโร่ของผลงานของ Ilf และ Petrov ใช้ที่กรองชากรองใบชา จัดการเก้าอี้ตัวหนึ่งจาก Ellochka the Ogress (“Twelve Chairs”) การแยกส่วนผสมแป้งและน้ำโดยการกรอง
ส่วนผสมของเหล็กและผงกำมะถัน	การกระทำด้วยแม่เหล็กหรือน้ำ ผงเหล็กถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็ก แต่ผงกำมะถันไม่ได้ถูกดึงดูด ผงกำมะถันที่ไม่เปียกลอยอยู่บนผิวน้ำ และผงเหล็กหนักที่เปียกได้ตกลงไปที่ด้านล่าง แยกส่วนผสมของกำมะถันและเหล็กโดยใช้แม่เหล็กและน้ำ
สารละลายเกลือในน้ำเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน	การระเหยหรือการตกผลึก น้ำจะระเหยออกไป เหลือผลึกเกลือไว้ในถ้วยพอร์ซเลน เมื่อน้ำระเหยจากทะเลสาบ Elton และ Baskunchak จะได้เกลือแกง วิธีการแยกนี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของจุดเดือดของตัวทำละลายและตัวถูกละลาย หากสาร เช่น น้ำตาล สลายตัวเมื่อถูกความร้อน น้ำจะไม่ระเหยไปจนหมด สารละลายจะระเหยออกไป จากนั้นจึงตกตะกอนเป็นผลึกน้ำตาลจาก สารละลายอิ่มตัว บางครั้งจำเป็นต้องขจัดสิ่งเจือปนออกจากตัวทำละลายโดยใช้จุดเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่า เช่น น้ำออกจากเกลือ ในกรณีนี้ ไอระเหยของสารจะต้องถูกรวบรวมและควบแน่นเมื่อเย็นลง วิธีการแยกส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันนี้เรียกว่า การกลั่นหรือการกลั่น- ในอุปกรณ์พิเศษ - เครื่องกลั่นจะได้รับน้ำกลั่นซึ่งใช้สำหรับความต้องการของเภสัชวิทยาห้องปฏิบัติการและระบบทำความเย็นในรถยนต์ ที่บ้านคุณสามารถสร้างเครื่องกลั่นได้: หากคุณแยกส่วนผสมของแอลกอฮอล์กับน้ำ แอลกอฮอล์ที่มีจุดเดือด = 78 °C จะถูกกลั่นออกก่อน (เก็บในหลอดทดลองที่รับ) และน้ำจะยังคงอยู่ในหลอดทดลอง การกลั่นใช้ในการผลิตน้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด และน้ำมันแก๊สจากน้ำมัน การแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน

M.S. Tsvet นักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซียเป็นคนแรกที่แยกคลอโรฟิลล์ออกจากส่วนสีเขียวของพืชโดยใช้โครมาโตกราฟี ในอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการ แป้ง ถ่านหิน หินปูน และอลูมิเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้แทนกระดาษกรองสำหรับโครมาโตกราฟี จำเป็นต้องใช้สารที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์เท่ากันเสมอหรือไม่

วิธีแสดงองค์ประกอบของสารผสม

เศษส่วนมวลของส่วนประกอบในส่วนผสม- อัตราส่วนของมวลของส่วนประกอบต่อมวลของส่วนผสมทั้งหมด โดยปกติแล้วเศษส่วนมวลจะแสดงเป็น % แต่ก็ไม่จำเป็นเสมอไป

ω ["โอเมก้า"] = ส่วนประกอบ m / ส่วนผสม m

เศษส่วนโมลของส่วนประกอบในส่วนผสม- อัตราส่วนของจำนวนโมล (ปริมาณของสาร) ของส่วนประกอบต่อจำนวนโมลทั้งหมดของสารทั้งหมดในส่วนผสม ตัวอย่างเช่น หากส่วนผสมมีสาร A, B และ C ดังนั้น:

χ ["ไค"] องค์ประกอบ A = n องค์ประกอบ A / (n(A) + n(B) + n(C))

อัตราส่วนฟันกรามของส่วนประกอบบางครั้งปัญหาของส่วนผสมอาจบ่งบอกถึงอัตราส่วนโมลของส่วนประกอบต่างๆ ตัวอย่างเช่น:

n ส่วนประกอบ A: n ส่วนประกอบ B = 2: 3

ปริมาตรของส่วนประกอบในส่วนผสม (สำหรับก๊าซเท่านั้น)- อัตราส่วนของปริมาตรของสาร A ต่อปริมาตรรวมของส่วนผสมก๊าซทั้งหมด

φ ["phi"] = ส่วนประกอบ V / ส่วนผสม V

บล็อกการปฏิบัติ

ลองดูตัวอย่างปัญหาสามประการที่สารผสมของโลหะทำปฏิกิริยากัน เกลือกรด:

ตัวอย่างที่ 1เมื่อส่วนผสมของทองแดงและเหล็กน้ำหนัก 20 กรัมสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน จะปล่อยก๊าซ (หมายเลข) 5.6 ลิตร กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม

วิธีแก้ตัวอย่างที่ 1

การหาปริมาณไฮโดรเจน:
n = V / V m = 5.6 / 22.4 = 0.25 โมล
ตามสมการปฏิกิริยา:
ปริมาณธาตุเหล็กก็เท่ากับ 0.25 โมล คุณสามารถค้นหามวลของมันได้:
ม. เฟ = 0.25 56 = 14 กรัม
ตอนนี้คุณสามารถคำนวณเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสมได้แล้ว:
ω Fe = m Fe /m ของส่วนผสมทั้งหมด = 14/20 = 0.7 = 70%

คำตอบ: เหล็ก 70%, ทองแดง 30%

ตัวอย่างที่ 2เมื่อส่วนผสมของอลูมิเนียมและเหล็กน้ำหนัก 11 กรัมสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน จะปล่อยก๊าซ 8.96 ลิตร (n.s.) กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม

วิธีแก้ตัวอย่างที่ 2

การหาปริมาณไฮโดรเจน:
n = V / V ม. = 8.96 / 22.4 = 0.4 โมล
ให้ปริมาณอะลูมิเนียมเป็น x โมล และปริมาณเหล็กเป็น x โมล จากนั้นเราสามารถแสดงปริมาณไฮโดรเจนที่ปล่อยออกมาในรูปของ x และ y ได้:
สะดวกกว่ามากในการแก้ระบบดังกล่าวโดยใช้วิธีการลบโดยคูณสมการแรกด้วย 18:
27x + 18y = 7.2
และลบสมการแรกออกจากสมการที่สอง:
(56 − 18)y = 11 − 7.2
y = 3.8 / 38 = 0.1 โมล (เฟ)
x = 0.2 โมล (อัล)
ต่อไปเราจะพบมวลของโลหะและเศษส่วนของมวลในส่วนผสม:

ม. เฟ = n M = 0.1 56 = 5.6 กรัม
ม. อัล = 0.2 27 = 5.4 ก
ω Fe = m ส่วนผสม Fe / m = 5.6 / 11 = 0.50909 (50.91%)

ตามลำดับ

ω อัล = 100% - 50.91% = 49.09%

คำตอบ: เหล็ก 50.91%, อลูมิเนียม 49.09%

ตัวอย่างที่ 3ส่วนผสมของสังกะสีอลูมิเนียมและทองแดง 16 กรัมได้รับการบำบัดด้วยสารละลายกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน ในกรณีนี้ มีการปล่อยก๊าซ 5.6 ลิตร (n.s.) และสาร 5 กรัมไม่ละลาย กำหนดเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสม

ตอบตัวอย่างที่ 3: สังกะสี 56.25%, อลูมิเนียม 12.5%, ทองแดง 31.25%

ตัวอย่างที่ 4ส่วนผสมของเหล็ก อลูมิเนียม และทองแดงได้รับการบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเย็นที่มากเกินไป ในกรณีนี้ ส่วนหนึ่งของส่วนผสมละลาย และปล่อยก๊าซ 5.6 ลิตร (n.s.) ของผสมที่เหลือถูกบำบัดด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่มากเกินไป ปล่อยก๊าซออกมา 3.36 ลิตร และยังมีสารตกค้างที่ไม่ละลายน้ำ 3 กรัม กำหนดมวลและองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้นของโลหะ

มีฤทธิ์เป็นด่างตอบสนอง อลูมิเนียมเท่านั้น- โลหะแอมโฟเทอริก (นอกเหนือจากอลูมิเนียม สังกะสี และดีบุกยังละลายในอัลคาไล และเบริลเลียมก็สามารถละลายในอัลคาไลเข้มข้นที่ร้อนได้เช่นกัน)

เฉลยตัวอย่างที่ 4

มีเพียงทองแดงเท่านั้นที่ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้น จำนวนโมลของก๊าซคือ:
SO2 = V / Vm = 5.6 / 22.4 = 0.25 โมล

0,25

0,25

ซียู+

2H 2 SO 4 (เข้มข้น) = CuSO 4 +

SO 2 + 2H 2 O
(อย่าลืมว่าปฏิกิริยาดังกล่าวจะต้องทำให้เท่ากันโดยใช้เครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์)
เนื่องจากอัตราส่วนโมลาร์ของทองแดงและซัลเฟอร์ไดออกไซด์คือ 1:1 ดังนั้นทองแดงจึงเป็น 0.25 โมลเช่นกัน คุณสามารถค้นหามวลทองแดงได้:
ม. Cu = n M = 0.25 64 = 16 ก.
อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไล ส่งผลให้เกิดไฮดรอกโซเชิงซ้อนของอลูมิเนียมและไฮโดรเจน:
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2

อัล 0 − 3e = อัล 3+

2

2H + + 2e = ชม 2

3
จำนวนโมลของไฮโดรเจน:
n H2 = 3.36 / 22.4 = 0.15 โมล
อัตราส่วนโมลของอลูมิเนียมและไฮโดรเจนคือ 2:3 ดังนั้น
n อัล = 0.15 / 1.5 = 0.1 โมล
น้ำหนักอลูมิเนียม:
ม. อัล = n M = 0.1 27 = 2.7 ก
ส่วนที่เหลือเป็นเหล็กหนัก 3 กรัม คุณสามารถหามวลของส่วนผสมได้:
ม. ส่วนผสม = 16 + 2.7 + 3 = 21.7 กรัม
เศษส่วนมวลของโลหะ:

ω Cu = m ส่วนผสม Cu / m = 16 / 21.7 = 0.7373 (73.73%)
ω อัล = 2.7 / 21.7 = 0.1244 (12.44%)
ω เฟ = 13.83%

คำตอบ: ทองแดง 73.73% อลูมิเนียม 12.44% เหล็ก 13.83%

ตัวอย่างที่ 5ของผสมของสังกะสีและอะลูมิเนียม 21.1 กรัมถูกละลายในสารละลายกรดไนตริก 565 มิลลิลิตรที่มี 20 น้ำหนัก %เอชเอ็นโอ 3 และมีความหนาแน่น 1.115 กรัม/มิลลิลิตร ปริมาตรของก๊าซที่ปล่อยออกมาซึ่งเป็นสารเดี่ยวและเป็นผลิตภัณฑ์เดียวที่ช่วยลดกรดไนตริกได้คือ 2.912 ลิตร (n.s.) กำหนดองค์ประกอบของสารละลายที่ได้เป็นเปอร์เซ็นต์มวล (สธธ.)

ปัญหาไม่ได้ถามถึงองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้นของโลหะ แต่เป็นองค์ประกอบของสารละลายที่เกิดขึ้นหลังปฏิกิริยา ทำให้งานยากขึ้น

เฉลยตัวอย่างที่ 5

กำหนดปริมาณของสารก๊าซ:
n N2 = V / Vm = 2.912 / 22.4 = 0.13 โมล
กำหนดมวลของสารละลายกรดไนตริก มวลและปริมาณของ HNO3 ที่ละลาย:

m สารละลาย = ρ V = 1.115 565 = 630.3 กรัม
ม. HNO3 = ω ม. สารละลาย = 0.2 630.3 = 126.06 กรัม
n HNO3 = m / M = 126.06 / 63 = 2 โมล

เราเขียนสมการปฏิกิริยา ( อย่าลืมเกี่ยวกับเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ของคุณ) และเพื่อความสะดวกในการคำนวณ เราจะเอา 5x เป็นปริมาณสังกะสี และ 10y เป็นปริมาณอะลูมิเนียม จากนั้นตามค่าสัมประสิทธิ์ในสมการ ไนโตรเจนในปฏิกิริยาแรกจะเป็น x โมล และในวินาที - 3y โมล:

5x		x
5Zn	+ 12HNO 3 = 5Zn(หมายเลข 3) 2 +	ยังไม่มีข้อความ 2	+6H2O

สังกะสี 0 − 2e = สังกะสี 2+		5
2N +5 + 10e = ยังไม่มีข้อความ 2		1

10ป		3ปี
10อัล	+ 36HNO 3 = 10อัล(NO 3) 3 +	3N2	+18H2O

สะดวกในการแก้ระบบนี้โดยการคูณสมการแรกด้วย 90 แล้วลบสมการแรกออกจากสมการที่สอง

x = 0.04 ซึ่งหมายถึง n Zn = 0.04 5 = 0.2 โมล
y = 0.03 ซึ่งหมายถึง n Al = 0.03 10 = 0.3 โมล

ตรวจสอบมวลของส่วนผสม:
0.2 65 + 0.3 27 = 21.1 ก.

ตอนนี้เรามาดูองค์ประกอบของการแก้ปัญหากันดีกว่า จะสะดวกในการเขียนปฏิกิริยาอีกครั้งและเขียนปริมาณของสารที่เกิดปฏิกิริยาและเกิดทั้งหมดเหนือปฏิกิริยา (ยกเว้นน้ำ):

0,2	0,48	0,2	0,03
5Zn	+ 12HNO3 =	5Zn(หมายเลข 3) 2	+N2+	6H2O

0,3	1,08	0,3	0,09
10อัล	+ 36HNO3 =	10อัล(หมายเลข 3) 3	+3N2+	18H2O

คำถามต่อไปคือ มีกรดไนตริกเหลืออยู่ในสารละลายหรือไม่ และเหลืออยู่เท่าใด
ตามสมการปฏิกิริยา ปริมาณของกรดที่ทำปฏิกิริยา:
n HNO3 = 0.48 + 1.08 = 1.56 โมล
เหล่านั้น. กรดมีมากเกินไป และคุณสามารถคำนวณส่วนที่เหลือในสารละลายได้:
n HNO3 พักผ่อน = 2 − 1.56 = 0.44 โมล
ดังนั้นใน ทางออกสุดท้ายประกอบด้วย:

ซิงค์ไนเตรตในปริมาณ 0.2 โมล:
ม. สังกะสี(NO3)2 = n M = 0.2 189 = 37.8 กรัม
อลูมิเนียมไนเตรตจำนวน 0.3 โมล:
ม. อัล(NO3)3 = n M = 0.3 213 = 63.9 ก
กรดไนตริกส่วนเกินในปริมาณ 0.44 โมล:
ม. HNO3 พักผ่อน = n M = 0.44 63 = 27.72 กรัม

สารละลายสุดท้ายมีมวลเท่าใด
ให้เราจำไว้ว่ามวลของสารละลายสุดท้ายประกอบด้วยส่วนประกอบที่เราผสม (สารละลายและสารต่างๆ) ลบด้วยผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาที่ทิ้งสารละลายไว้ (ตะกอนและก๊าซ):

จากนั้นสำหรับงานของเรา:

ใหม่ สารละลาย = มวลของสารละลายกรด + มวลของโลหะผสม - มวลของไนโตรเจน
ม. N2 = n M = 28 (0.03 + 0.09) = 3.36 กรัม
ใหม่ สารละลาย = 630.3 + 21.1 − 3.36 = 648.04 กรัม
ตอนนี้คุณสามารถคำนวณเศษส่วนมวลของสารในสารละลายผลลัพธ์ได้:

ωZn(NO 3) 2 = ปริมาณ m / m สารละลาย = 37.8 / 648.04 = 0.0583
ωAl(NO 3) 3 = m ปริมาตร / m สารละลาย = 63.9 / 648.04 = 0.0986
ω HNO3 พักผ่อน = เมตร น้ำ / เมตร สารละลาย = 27.72 / 648.04 = 0.0428

คำตอบ: ซิงค์ไนเตรต 5.83%, อลูมิเนียมไนเตรต 9.86%, กรดไนตริก 4.28%

ตัวอย่างที่ 6เมื่อผสมทองแดง เหล็ก และอลูมิเนียม 17.4 กรัมด้วยกรดไนตริกเข้มข้นมากเกินไป จะปล่อยก๊าซ (n.o.) ออกมา 4.48 ลิตร และเมื่อส่วนผสมนี้สัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกินที่มีมวลเท่ากัน จะได้ 8.96 ลิตรของ ก๊าซ (n.o.) ถูกปล่อยออกมา กำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้น (สธธ.)

เมื่อแก้ไขปัญหานี้ เราต้องจำไว้ว่า ประการแรก กรดไนตริกเข้มข้นกับโลหะที่ไม่ใช้งาน (ทองแดง) จะสร้าง NO 2 และเหล็กและอลูมิเนียมจะไม่ทำปฏิกิริยากับมัน กรดไฮโดรคลอริกไม่ทำปฏิกิริยากับทองแดง

ตอบตัวอย่างที่ 6: ทองแดง 36.8%, เหล็ก 32.2%, อลูมิเนียม 31%

ปัญหาสำหรับการแก้ปัญหาอย่างอิสระ

1. ปัญหาง่ายๆ กับส่วนผสมสองอย่าง

1-3. ส่วนผสมของแมกนีเซียมและแมกนีเซียมออกไซด์ที่มีน้ำหนัก 6.4 กรัมได้รับการบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริกเจือจางในปริมาณที่เพียงพอ ในกรณีนี้มีการปล่อยก๊าซ 2.24 ลิตร (n.s.) หาสัดส่วนมวลของแมกนีเซียมในส่วนผสม.

1-6. ต้องใช้สารละลายกรดไฮโดรคลอริก 20% มวลเท่าใดในการละลายส่วนผสมของสังกะสีและซิงค์ออกไซด์ 20 กรัมอย่างสมบูรณ์หากปล่อยไฮโดรเจนด้วยปริมาตร 4.48 ลิตร (n.s.)

1-7. เมื่อส่วนผสมของเหล็กและทองแดง 3.04 กรัมละลายในกรดไนตริกเจือจาง ไนโตรเจนออกไซด์ (II) จะถูกปล่อยออกมาด้วยปริมาตร 0.896 ลิตร (n.s.) กำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้น

1-8. เมื่อส่วนผสมของตะไบเหล็กและอะลูมิเนียม 1.11 กรัมละลายในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 16% (ρ = 1.09 กรัม/มิลลิลิตร) ไฮโดรเจน 0.672 ลิตร (n.s.) จะถูกปล่อยออกมา ค้นหาเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสมและหาปริมาตรของกรดไฮโดรคลอริกที่ใช้ไป

2. งานมีความซับซ้อนมากขึ้น

2-3. เมื่อส่วนผสมของเหล็กและเหล็ก (II) ออกไซด์ 27.2 กรัมถูกละลายในกรดซัลฟิวริกและสารละลายระเหยจนแห้ง จะเกิดเหล็กซัลเฟต 111.2 กรัม - เหล็ก (II) ซัลเฟตเฮปตาไฮเดรต - เกิดขึ้น กำหนดองค์ประกอบเชิงปริมาณของส่วนผสมเริ่มต้น

2-4. เมื่อเหล็กที่มีน้ำหนัก 28 กรัมทำปฏิกิริยากับคลอรีน จะเกิดส่วนผสมของเหล็ก (II) และ (III) คลอไรด์ที่มีน้ำหนัก 77.7 กรัม คำนวณมวลของเหล็ก (III) คลอไรด์ในส่วนผสมที่ได้

2-5. เศษส่วนมวลของโพแทสเซียมในการผสมกับลิเธียมคือเท่าใด หากเป็นผลมาจากการบำบัดส่วนผสมนี้ด้วยคลอรีนส่วนเกิน จะเกิดส่วนผสมขึ้นโดยที่เศษส่วนมวลของโพแทสเซียมคลอไรด์คือ 80%

2-6. หลังจากบำบัดส่วนผสมของโพแทสเซียมและแมกนีเซียมด้วยมวลรวม 10.2 กรัมด้วยโบรมีนส่วนเกินมวลของส่วนผสมที่เกิดขึ้นของของแข็งจะเท่ากับ 42.2 กรัมของผสมนี้ได้รับการบำบัดด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่มากเกินไปหลังจากนั้น ตะกอนจะถูกแยกออกและเผาให้มีน้ำหนักคงที่ คำนวณมวลของสารตกค้างที่เกิดขึ้น

2-7.

2-8. โลหะผสมอลูมิเนียม-เงินได้รับการบำบัดด้วยสารละลายเข้มข้นของกรดไนตริกที่มากเกินไป และสารตกค้างถูกละลายในกรดอะซิติก ปริมาตรของก๊าซที่ปล่อยออกมาในปฏิกิริยาทั้งสองซึ่งวัดภายใต้สภาวะเดียวกันนั้นมีค่าเท่ากัน คำนวณเศษส่วนมวลของโลหะในโลหะผสม

3. สามโลหะและปัญหาที่ซับซ้อน

3-1. เมื่อผสมทองแดง เหล็ก และอลูมิเนียม 8.2 กรัมด้วยกรดไนตริกเข้มข้นมากเกินไป จะปล่อยก๊าซ 2.24 ลิตร ก๊าซที่มีปริมาตรเท่ากันจะถูกปล่อยออกมาเมื่อส่วนผสมเดียวกันที่มีมวลเท่ากันได้รับการบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริกเจือจาง (DS) ที่มากเกินไป กำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมเริ่มต้นเป็นเปอร์เซ็นต์มวล

3-2. ส่วนผสมของเหล็ก ทองแดง และอลูมิเนียม 14.7 กรัม ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเจือจางที่มากเกินไป จะปล่อยไฮโดรเจน 5.6 ลิตร (n.s.) กำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมเป็นเปอร์เซ็นต์มวล หากคลอรีนของตัวอย่างเดียวกันของส่วนผสมต้องใช้คลอรีน 8.96 ลิตร (n.s.)

3-3. ตะไบเหล็ก สังกะสี และอลูมิเนียมผสมกันในอัตราส่วนโมล 2:4:3 (ตามลำดับที่แสดง) ของผสมนี้ 4.53 กรัมบำบัดด้วยคลอรีนส่วนเกิน ส่วนผสมที่เป็นผลลัพธ์ของคลอไรด์ถูกละลายในน้ำ 200 มิลลิลิตร กำหนดความเข้มข้นของสารในสารละลายที่ได้

3-4. โลหะผสมของทองแดง เหล็ก และสังกะสีที่มีน้ำหนัก 6 กรัม (มวลของส่วนประกอบทั้งหมดเท่ากัน) วางอยู่ในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 18.25% ที่มีน้ำหนัก 160 กรัม คำนวณเศษส่วนมวลของสารในสารละลายที่ได้

3-5. ส่วนผสม 13.8 กรัมซึ่งประกอบด้วยซิลิคอน อลูมิเนียม และเหล็กได้รับการบำบัดด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ส่วนเกินเมื่อถูกความร้อน และปล่อยก๊าซ 11.2 ลิตร (n.s.) เมื่อมวลของส่วนผสมสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน จะปล่อยก๊าซ 8.96 ลิตร (n.s.) กำหนดมวลของสารในส่วนผสมดั้งเดิม

3-6. เมื่อผสมสังกะสี ทองแดง และเหล็กด้วยสารละลายอัลคาไลเข้มข้นมากเกินไป ก๊าซจะถูกปล่อยออกมาและมวลของสารตกค้างที่ไม่ละลายน้ำจะน้อยกว่ามวลของส่วนผสมดั้งเดิมถึง 2 เท่า สารตกค้างนี้ได้รับการบำบัดด้วยกรดไฮโดรคลอริกส่วนเกิน ปริมาตรของก๊าซที่ปล่อยออกมาจะเท่ากับปริมาตรของก๊าซที่ปล่อยออกมาในกรณีแรก (ปริมาตรถูกวัดภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน) คำนวณเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสมเริ่มต้น

3-7. มีส่วนผสมของแคลเซียม แคลเซียมออกไซด์ และแคลเซียมคาร์ไบด์ โดยมีอัตราส่วนโมลาร์ของส่วนประกอบ 3:2:5 (ตามลำดับที่ระบุไว้) ปริมาตรน้ำขั้นต่ำที่สามารถเกิดปฏิกิริยาเคมีกับส่วนผสมดังกล่าวที่มีน้ำหนัก 55.2 กรัมคือเท่าใด

3-8. ส่วนผสมของโครเมียม สังกะสี และเงินที่มีมวลรวม 7.1 กรัมได้รับการบำบัดด้วยกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง มวลของสารตกค้างที่ไม่ละลายกลายเป็น 3.2 กรัม หลังจากแยกตะกอนแล้วสารละลายจะได้รับการบำบัดด้วยโบรมีนในตัวกลางที่เป็นด่าง และเมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาจะได้รับการบำบัดด้วยแบเรียมไนเตรตส่วนเกิน มวลของตะกอนที่เกิดขึ้นจะเท่ากับ 12.65 กรัม คำนวณเศษส่วนมวลของโลหะในส่วนผสมเริ่มต้น

คำตอบและความคิดเห็นต่อปัญหาเพื่อการแก้ปัญหาอย่างอิสระ

1-1. 36% (อลูมิเนียมไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกเข้มข้น);

1-2. 65% (เฉพาะโลหะแอมโฟเทอริก - สังกะสี - ละลายในอัลคาไล);

1-5. 30.1% Fe (เหล็ก, แทนที่ทองแดง, เข้าสู่สถานะออกซิเดชัน +2);

1-7. 36.84% Fe (ธาตุเหล็กในกรดไนตริกไปที่ +3);

1-8. 75.68% Fe (เหล็กทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกถึง +2) สารละลาย HCl 12.56 มล.
2-1. 42.55% Ca (แคลเซียมและอลูมิเนียมที่มีกราไฟท์ (คาร์บอน) ก่อตัวเป็นคาร์ไบด์ CaC 2 และ Al 4 C 3 เมื่อไฮโดรไลซ์ด้วยน้ำหรือ HCl อะเซทิลีน C 2 H 2 และมีเทน CH 4 จะถูกปล่อยออกมาตามลำดับ)

2-3. 61.76% Fe (เฟอรัสซัลเฟตเฮปตาไฮเดรต - 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 (เมื่อลิเธียมถูกออกซิไดซ์กับออกซิเจนจะเกิดออกไซด์ของมันและเมื่อโซเดียมถูกออกซิไดซ์จะเกิด Na 2 O 2 เปอร์ออกไซด์ซึ่งไฮโดรไลซ์ใน น้ำเป็นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และด่าง)

3-1. 39% ลูกบาศก์เมตร, 3.4% อัล;

3-2. 38.1% เฟ, 43.5% ลูกบาศ์ก;

3-3. 1.53% FeCl 3, 2.56% ZnCl 2, 1.88% AlCl 3 (เหล็กทำปฏิกิริยากับคลอรีนถึงสถานะออกซิเดชัน +3);

3-4. 2.77% FeCl 2, 2.565% ZnCl 2, 14.86% HCl (อย่าลืมว่าทองแดงไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกดังนั้นมวลจึงไม่รวมอยู่ในมวลของสารละลายใหม่)

3-5. 2.8 g Si, 5.4 g Al, 5.6 g Fe (ซิลิคอนเป็นอโลหะทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไลทำให้เกิดโซเดียมซิลิเกตและไฮโดรเจนมันไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก)

3-6. 6.9% Cu, 43.1% Fe, 50% สังกะสี;

3-8. 45.1% Ag, 36.6% Cr, 18.3% Zn (โครเมียม เมื่อละลายในกรดไฮโดรคลอริก จะเปลี่ยนเป็นโครเมียม (II) คลอไรด์ ซึ่งเมื่อสัมผัสกับโบรมีนในตัวกลางที่เป็นด่าง จะเปลี่ยนเป็นโครเมต เมื่อเติมเกลือแบเรียม จะไม่ละลาย โครเมตเกิดเป็นแบเรียม)

บล็อกทดสอบ

ส่วน ก

1. ทรายและเกลือหมายถึง:

ก. สารธรรมดา

ข. สารประกอบทางเคมี

ค. ระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน

ง. ระบบที่ต่างกัน

2. หมอกหมายถึง:

ก. ละอองลอย

บีอิมัลชัน

ค. สารละลาย

ง. การระงับ

3. เพื่อให้ได้น้ำมันเบนซินจากน้ำมันธรรมชาติให้ใช้วิธีดังต่อไปนี้:

ก. การสังเคราะห์

บีระเหิด

ค. การกรอง

ง. การกลั่น

4. ระบุวิธีการที่เหมาะสมที่สุดในการแยกส่วนผสมของน้ำมันเบนซินและน้ำ:

ก. การกรอง

ข. การกลั่น

ค. การระเหิด

ง. การปักหลัก

5. การแยกส่วนผสมของน้ำมันและน้ำขึ้นอยู่กับ:

ก. ความแตกต่างของความหนาแน่นของของเหลวทั้งสองชนิด

ข. ความสามารถในการละลายของของเหลวชนิดหนึ่งในของเหลวอีกชนิดหนึ่ง

ค. ความแตกต่างของสี

ง. สถานะการรวมตัวของของเหลวคล้ายกัน

6. สามารถแยกส่วนผสมของตะไบทองแดงและเหล็กได้:

ก. การกรอง

ข. โดยการกระทำของแม่เหล็ก

ค. โครมาโตกราฟี

ง. การกลั่น (การกลั่น)

7. สารบริสุทธิ์ซึ่งตรงข้ามกับสารผสมคืออะไร:

และเหล็กหล่อ

ในส่วนผสมอาหาร

จากทางอากาศ

ง. น้ำทะเล

8.สิ่งที่ใช้กับสารผสมต่างกัน:

มีส่วนผสมของออกซิเจนและไนโตรเจน

ในน้ำในแม่น้ำที่เป็นโคลน

ด้วยเปลือกหิมะ

9.ส่วนผสมที่เป็นของแข็งคืออะไร:

สารละลายกลูโคส

ด้วยสารละลายแอลกอฮอล์

D สารละลายโพแทสเซียมซัลเฟต

10.วิธีการทำให้สารผสมต่างกันบริสุทธิ์มีชื่อว่าอะไร:

และการกลั่น

ในการกรอง

ด้วยการระเหย

เครื่องทำความร้อนเจลลี่

ส่วนบี

1. สร้างลำดับที่ถูกต้องสำหรับการแยกส่วนผสมของเกลือแกงและทรายแม่น้ำ:

ก) ตัวกรอง

B) ประกอบอุปกรณ์กรอง

B) ละลายในน้ำ

D) ระเหยสารละลาย

D) ประกอบอุปกรณ์ระเหย

2. เลือกจำนวนคู่สารที่ต้องการแยก

1) การระเหย

2) การกรอง

ก) ทรายและน้ำในแม่น้ำ

B) น้ำตาลและน้ำ

B) เหล็กและกำมะถัน

D) น้ำและแอลกอฮอล์

3. เชื่อมโยงตัวอย่างที่เสนอของสารผสมกับกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง (หมอก, ควัน, เครื่องดื่มเป็นฟอง, ตะกอนแม่น้ำและทะเล, ครก, ครีม, มาสคาร่า, ลิปสติก, โลหะผสม, แร่ธาตุ) โดยกรอกตาราง:

สถานะรวมของสาร	ตัวอย่างของสารผสม
ยากยาก
ของแข็งของเหลว
ของแข็งก๊าซ
ของเหลวของเหลว
ของเหลวแข็ง
ก๊าซเหลว
ก๊าซก๊าซ
ก๊าซของเหลว
ก๊าซของแข็ง

บล็อกงานทดสอบ

1. ภารกิจที่ 1. กรอกตาราง

คำตอบ:

2. แก้ปริศนาอักษรไขว้

คำตอบในคอลัมน์แนวตั้ง - วิธีแยกส่วนผสมที่ระบุ

น้ำมัน+น้ำ
ไอโอดีน + น้ำตาล
น้ำ+ทรายแม่น้ำ
น้ำ+แอลกอฮอล์
น้ำ+เกลือ

							4
								5
	1

		2			3


ร	ก	ซี	ดี	อี	ล	อี	เอ็น	และ	อี

คำตอบ:

3. แนะนำหลายวิธีในการทำให้น้ำธรรมชาติบริสุทธิ์ในสภาพแคมป์ปิ้ง

คำตอบ:

4. แอนนาแกรมจัดเรียงตัวอักษรในคำใหม่เพื่อสร้างคำศัพท์หลักของบทเรียนนี้ เขียนคำศัพท์เหล่านี้ลงในคำตอบของคุณ

มีสเซ่, กงรีปา, ซูเพนซิยาส, ทาโซชิ, ริโฟลิฟานเต

คำตอบ:

5. แบ่งแนวคิดที่เสนอออกเป็น 2 กลุ่ม

อากาศ น้ำทะเล แอลกอฮอล์ ออกซิเจน เหล็ก เหล็ก

ป้อนคำตอบของคุณในตาราง ตั้งชื่อให้กับคอลัมน์

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

คำตอบ:

6. เคมีเยี่ยม

ในเทพนิยายที่มีชื่อเสียง แม่เลี้ยงหรือวิญญาณชั่วร้ายอื่น ๆ บังคับให้นางเอกแยกส่วนผสมบางอย่างออกเป็นส่วนประกอบแยกกัน คุณจำได้ไหมว่าส่วนผสมเหล่านี้คืออะไรและแยกจากกันด้วยวิธีใด จำนิทาน 2-3 เรื่องก็เพียงพอแล้ว

คำตอบ:

7. ตอบคำถามสั้นๆ

1. เมื่อแร่ถูกบดที่โรงงานเหมืองแร่และแปรรูป ชิ้นส่วนของเครื่องมือเหล็กจะตกลงไป พวกมันสามารถสกัดได้จากแร่ได้อย่างไร?

2. เครื่องดูดฝุ่นดูดอากาศที่มีฝุ่นและปล่อยอากาศที่สะอาดออกมา ทำไม

3. น้ำหลังล้างรถในโรงรถขนาดใหญ่มีน้ำมันเครื่องปนเปื้อน ก่อนระบายลงท่อระบายน้ำควรทำอย่างไร?

4. ร่อนแป้งออกจากรำข้าว ทำไมพวกเขาถึงทำเช่นนี้?

คำตอบ:

งาน

ส่วนผสมของลิเธียมและโซเดียมที่มีมวลรวม 7.6 กรัมถูกออกซิไดซ์ด้วยออกซิเจนส่วนเกิน ใช้ไปทั้งหมด 3.92 ลิตร (n.s.) ของผสมที่เป็นผลลัพธ์ถูกละลายใน 80 กรัมของสารละลายกรดซัลฟิวริก 24.5% คำนวณเศษส่วนมวลของสารในสารละลายที่ได้

หากอนุภาคที่กระจัดกระจายถูกปล่อยออกมาอย่างช้าๆ จากตัวกลางหรือจำเป็นต้องทำให้ระบบที่ต่างกันชัดเจนล่วงหน้า วิธีการต่างๆ เช่น การตกตะกอน การลอยอยู่ในน้ำ การจำแนกประเภท การแข็งตัว ฯลฯ จะถูกนำมาใช้

การแข็งตัวเป็นกระบวนการของการยึดเกาะของอนุภาคในระบบคอลลอยด์ (อิมัลชันหรือสารแขวนลอย) ด้วยการก่อตัวของมวลรวม การยึดเกาะเกิดขึ้นเนื่องจากการชนกันของอนุภาคระหว่างการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน การแข็งตัวหมายถึงกระบวนการที่เกิดขึ้นเองซึ่งมีแนวโน้มที่จะเข้าสู่สภาวะที่มีพลังงานอิสระต่ำกว่า เกณฑ์การแข็งตัวคือความเข้มข้นขั้นต่ำของสารที่ให้ซึ่งทำให้เกิดการแข็งตัว โดยธรรมชาติแล้ว การแข็งตัวของเลือดสามารถเร่งได้โดยการเพิ่มสารพิเศษ - ตัวจับตัวเป็นก้อน - ในระบบคอลลอยด์ เช่นเดียวกับการใช้สนามไฟฟ้ากับระบบ (การแข็งตัวของเลือดด้วยไฟฟ้า) การกระทำทางกล (การสั่นสะเทือน การกวน) เป็นต้น

ในระหว่างการแข็งตัวมักจะเติมสารเคมีตกตะกอนลงในส่วนผสมที่ต่างกันซึ่งแยกจากกันซึ่งจะทำลายเปลือกโซลเวตในขณะที่ลดส่วนการแพร่กระจายของชั้นไฟฟ้าสองชั้นซึ่งอยู่ที่พื้นผิวของอนุภาค สิ่งนี้อำนวยความสะดวกในการรวมตัวกันของอนุภาคและการก่อตัวของมวลรวม ดังนั้น เนื่องจากการก่อตัวของเศษส่วนที่มากขึ้นของเฟสที่กระจัดกระจาย การสะสมของอนุภาคจึงถูกเร่ง เกลือของเหล็ก อลูมิเนียม หรือเกลือของโลหะโพลีวาเลนต์อื่นๆ ถูกใช้เป็นตัวตกตะกอน

การเปปไทเซชันเป็นกระบวนการย้อนกลับของการแข็งตัว ซึ่งเป็นการสลายตัวของมวลรวมให้เป็นอนุภาคปฐมภูมิ การทำให้เป็นเปปไทด์ทำได้โดยการเติมสารที่ทำให้เป็นเปปไทซิ่งลงในตัวกลางการกระจายตัว กระบวนการนี้ส่งเสริมการแยกตัวของสารออกเป็นอนุภาคปฐมภูมิ สารเปปไทซิ่งสามารถเป็นสารลดแรงตึงผิวหรืออิเล็กโทรไลต์ เช่น กรดฮิวมิกหรือเฟอร์ริกคลอไรด์ กระบวนการทำให้เป็นเพปไทเซชันใช้เพื่อให้ได้ระบบที่กระจายของเหลวจากเพสต์หรือผง

ในทางกลับกันการตกตะกอนคือการแข็งตัวชนิดหนึ่ง ในกระบวนการนี้ อนุภาคขนาดเล็กที่ถูกแขวนลอยในตัวกลางก๊าซหรือของเหลวจะก่อตัวเป็นก้อนรวมตัวตกตะกอนที่เรียกว่าฟล็อค โพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้ เช่น โพลีอิเล็กโตรไลต์ ถูกใช้เป็นสารตกตะกอน สารที่ก่อตัวเป็นก้อนในระหว่างการจับตัวเป็นก้อนสามารถกำจัดออกได้อย่างง่ายดายโดยการกรองหรือตกตะกอน การตกตะกอนใช้ในการบำบัดน้ำและการแยกสารที่มีคุณค่าออกจากน้ำเสีย ตลอดจนเพื่อเพิ่มคุณค่าของแร่ธาตุ ในกรณีของการบำบัดน้ำ จะใช้สารตกตะกอนในปริมาณความเข้มข้นต่ำ (ตั้งแต่ 0.1 ถึง 5 มก./ลิตร)

เพื่อทำลายมวลรวมในระบบของเหลว มีการใช้สารเติมแต่งเพื่อกระตุ้นประจุบนอนุภาคที่ป้องกันไม่ให้เข้าใกล้กัน ผลกระทบนี้สามารถทำได้โดยการเปลี่ยนค่า pH ของสิ่งแวดล้อม วิธีนี้เรียกว่าการไล่ตะกอน

การลอยอยู่ในน้ำเป็นกระบวนการแยกอนุภาคที่ไม่ชอบน้ำที่เป็นของแข็งออกจากเฟสต่อเนื่องของของเหลวโดยการเลือกตรึงไว้ที่ส่วนต่อประสานระหว่างเฟสของเหลวและก๊าซ (พื้นผิวสัมผัสของของเหลวและก๊าซหรือพื้นผิวของฟองในเฟสของเหลว) อนุภาคของแข็งและการรวมก๊าซจะถูกลบออกจากพื้นผิวของเฟสของเหลว กระบวนการนี้ใช้ไม่เพียงแต่เพื่อกำจัดอนุภาคที่อยู่ในเฟสที่กระจัดกระจายเท่านั้น แต่ยังใช้เพื่อแยกอนุภาคต่างๆ เนื่องจากความสามารถในการเปียกน้ำที่แตกต่างกัน ในกระบวนการนี้ อนุภาคที่ไม่ชอบน้ำจะถูกจับจ้องอยู่ที่ส่วนต่อประสานและแยกออกจากอนุภาคที่ชอบน้ำซึ่งตกลงไปที่ด้านล่าง ผลลัพธ์การลอยอยู่ในน้ำที่ดีที่สุดเกิดขึ้นเมื่อขนาดอนุภาคอยู่ระหว่าง 0.1 ถึง 0.04 มม.

การลอยอยู่ในน้ำมีหลายประเภท: โฟม น้ำมัน ฟิล์ม ฯลฯ ที่พบบ่อยที่สุดคือการลอยฟอง กระบวนการนี้ช่วยให้อนุภาคที่บำบัดด้วยรีเอเจนต์สามารถถูกพาขึ้นสู่ผิวน้ำโดยใช้ฟองอากาศ สิ่งนี้ทำให้เกิดชั้นโฟมซึ่งควบคุมความเสถียรโดยใช้โฟมเข้มข้น

การจำแนกประเภทใช้ในอุปกรณ์ที่มีหน้าตัดแบบแปรผัน ด้วยความช่วยเหลือทำให้สามารถแยกอนุภาคขนาดเล็กจำนวนหนึ่งออกจากผลิตภัณฑ์หลักซึ่งประกอบด้วยอนุภาคขนาดใหญ่ได้ การจำแนกประเภทดำเนินการโดยใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงและไฮโดรไซโคลนเนื่องจากผลของแรงเหวี่ยง

การแยกสารแขวนลอยโดยใช้การบำบัดด้วยแม่เหล็กของระบบเป็นวิธีการที่มีแนวโน้มดีมาก น้ำที่ได้รับการบำบัดในสนามแม่เหล็กจะคงคุณสมบัติที่เปลี่ยนแปลงไว้เป็นเวลานาน เช่น ความสามารถในการทำให้เปียกลดลง กระบวนการนี้ทำให้สามารถแยกสารแขวนลอยให้เข้มข้นขึ้นได้

ต่างกัน (ต่างกัน)	เป็นเนื้อเดียวกัน (เป็นเนื้อเดียวกัน)
สารผสมที่ต่างกันคือสารที่สามารถระบุส่วนต่อประสานระหว่างส่วนประกอบดั้งเดิมได้ด้วยตาเปล่าหรือใต้แว่นขยายหรือกล้องจุลทรรศน์:	สารในสารผสมดังกล่าวผสมกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในระดับโมเลกุล ในสารผสมดังกล่าว เป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจจับส่วนต่อประสานระหว่างส่วนประกอบดั้งเดิมแม้จะใช้กล้องจุลทรรศน์:
ตัวอย่าง
ระบบกันสะเทือน (ของแข็ง + ของเหลว) อิมัลชัน (ของเหลว + ของเหลว) ควัน (ของแข็ง + แก๊ส) ส่วนผสมผงแข็ง (ของแข็ง+ของแข็ง)	สารละลายที่แท้จริง (เช่น สารละลายเกลือแกงในน้ำ สารละลายแอลกอฮอล์ในน้ำ) สารละลายที่เป็นของแข็ง (โลหะผสม เกลือที่เป็นผลึกไฮเดรต) สารละลายแก๊ส (ส่วนผสมของก๊าซที่ไม่ทำปฏิกิริยากัน)

วิธีการแยกสารผสม

ส่วนผสมที่ต่างกันของประเภทก๊าซ-ของเหลว, ของเหลว-ของแข็ง, ของแข็งก๊าซ-ของแข็ง จะไม่เสถียรในเวลาภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ในสารผสมดังกล่าว ส่วนประกอบที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น (ลอย) และเมื่อมีความหนาแน่นมากขึ้น ส่วนประกอบก็จะจมลง (ตกตะกอน) กระบวนการแยกสารผสมที่เกิดขึ้นเองตามเวลานี้เรียกว่า ปกป้อง- ตัวอย่างเช่น ส่วนผสมของทรายละเอียดและน้ำค่อนข้างเร็วจะแบ่งออกเป็นสองส่วนโดยธรรมชาติ:

เพื่อเร่งกระบวนการสะสมของสารที่มีความหนาแน่นสูงกว่าจากของเหลวในสภาพห้องปฏิบัติการ พวกเขามักจะใช้วิธีการตกตะกอนในเวอร์ชันขั้นสูงกว่า - การหมุนเหวี่ยง- บทบาทของแรงโน้มถ่วงในเครื่องหมุนเหวี่ยงนั้นเล่นโดยแรงเหวี่ยงซึ่งมักเกิดขึ้นระหว่างการหมุน เนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางขึ้นอยู่กับความเร็วของการหมุนโดยตรง จึงสามารถสร้างแรงได้มากกว่าแรงโน้มถ่วงหลายเท่าเพียงแค่เพิ่มจำนวนรอบการหมุนเหวี่ยงต่อหนึ่งหน่วยเวลา ด้วยเหตุนี้จึงสามารถแยกส่วนผสมได้เร็วกว่ามากเมื่อเทียบกับการตกตะกอน

หลังจากการตกตะกอนหรือการหมุนเหวี่ยง สามารถแยกส่วนลอยเหนือตะกอนออกจากตะกอนได้โดยใช้วิธีนี้ การแยกน้ำ— โดยค่อยๆ ระบายของเหลวออกจากตะกอนอย่างระมัดระวัง

คุณสามารถแยกส่วนผสมของของเหลวสองชนิดที่ไม่ละลายซึ่งกันและกัน (หลังจากตกตะกอน) โดยใช้กรวยแยก ซึ่งมีหลักการทำงานที่ชัดเจนจากภาพประกอบต่อไปนี้:

เพื่อแยกสารผสมที่มีสถานะการรวมกลุ่มต่างกัน นอกเหนือจากการตกตะกอนและการหมุนเหวี่ยงแล้ว การกรองยังถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางอีกด้วย วิธีการนี้ประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าตัวกรองมีปริมาณงานที่แตกต่างกันโดยสัมพันธ์กับส่วนประกอบของส่วนผสม ส่วนใหญ่มักเกิดจากขนาดอนุภาคที่แตกต่างกัน แต่ก็อาจเป็นเพราะว่าส่วนประกอบแต่ละส่วนของส่วนผสมมีปฏิกิริยารุนแรงกับพื้นผิวตัวกรองมากขึ้น ( ถูกดูดซับพวกเขา).

ตัวอย่างเช่น สามารถแยกสารแขวนลอยของผงที่ไม่ละลายน้ำที่เป็นของแข็งกับน้ำได้โดยใช้ตัวกรองกระดาษที่มีรูพรุน ของแข็งยังคงอยู่บนตัวกรอง และน้ำไหลผ่านและรวบรวมไว้ในภาชนะที่อยู่ใต้ตัวกรอง:

ในบางกรณี ส่วนผสมที่ต่างกันสามารถแยกออกได้เนื่องจากคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่แตกต่างกันของส่วนประกอบ ตัวอย่างเช่น ส่วนผสมของผงกำมะถันและผงเหล็กโลหะสามารถแยกออกได้โดยใช้แม่เหล็ก อนุภาคเหล็กต่างจากอนุภาคซัลเฟอร์ที่ถูกดึงดูดและยึดไว้ด้วยแม่เหล็ก:

การแยกส่วนประกอบของส่วนผสมโดยใช้สนามแม่เหล็กเรียกว่า การแยกแม่เหล็ก.

ถ้าส่วนผสมเป็นสารละลายของของแข็งทนไฟในของเหลว สารนี้สามารถแยกออกจากของเหลวได้โดยการระเหยสารละลาย:

หากต้องการแยกของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันของของเหลวออก วิธีการที่เรียกว่า การกลั่นหรือ การกลั่น- วิธีนี้มีหลักการทำงานคล้ายกับการระเหย แต่ช่วยให้คุณแยกไม่เพียงแต่ส่วนประกอบที่ระเหยออกจากส่วนประกอบที่ไม่ระเหยเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารที่มีจุดเดือดค่อนข้างใกล้ด้วย หนึ่งในตัวเลือกที่ง่ายที่สุดสำหรับอุปกรณ์การกลั่นแสดงในรูปด้านล่าง:

ความหมายของกระบวนการกลั่นก็คือ เมื่อส่วนผสมของของเหลวเดือด ไอระเหยของส่วนประกอบที่มีจุดเดือดน้อยกว่าจะระเหยไปก่อน ไอของสารนี้หลังจากผ่านตู้เย็นจะควบแน่นและไหลเข้าสู่ตัวรับ วิธีการกลั่นมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมน้ำมันในระหว่างการกลั่นน้ำมันเบื้องต้นเพื่อแยกน้ำมันออกเป็นเศษส่วน (น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด ดีเซล ฯลฯ)

วิธีการกลั่นยังทำให้น้ำบริสุทธิ์จากสิ่งเจือปน (โดยหลักคือเกลือ) น้ำที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์โดยการกลั่นเรียกว่า น้ำกลั่น.

0,25		0,25
ซียู+	2H 2 SO 4 (เข้มข้น) = CuSO 4 +	SO 2 + 2H 2 O

2 วิธีในการแยกส่วนผสมที่ต่างกัน การแยกสารผสม

การแยกสารผสมที่ต่างกัน

การกรอง

การตั้งถิ่นฐาน

การแยกแม่เหล็ก

การแยกสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน

การระเหย การตกผลึก

การกลั่น การกลั่น

โครมาโตกราฟี

วิธีการแยกสารผสมที่ใช้ในอุตสาหกรรม

ต่างกัน (ต่างกัน)

เป็นเนื้อเดียวกัน (เป็นเนื้อเดียวกัน)

วิธีการแยกสารผสม