Глава 1 Первоначальные химические понятия

7 Чистые вещества и смеси

Материал параграфа поможет вам:

> убедиться в том, что абсолютно чистых веществ не существует;

> различать однородные и неоднородные смеси веществ;

> выяснить, в каких смесях физические свойства веществ сохраняются, а в каких — нет.

Чистые вещества и смеси. В каждой веществе всегда содержится определенное количество примесей, то есть других веществ. Вопы попадают к ней во время ее добывания, хранения или использования. Вещество, в котором примесей очень мало (например, менее 1 г в 1 кг), принято считать чистой. С такими веществами работают в научной лаборатории, школьном химическом кабинете. Чистые сахар и поваренную соль мы используем как пищевые продукты.

Если содержание примесей в веществе существенный, тогда имеем смесь веществ. В природе очень редко встречаются чистые вещества, а преобладают смеси. То же касается пищевых продуктов, лекарственных и косметических средств, товаров бытовой химии, строительных материалов.

Каждое вещество, что содержится в смеси, называют компонентом.

Существуют однородные и неоднородные смеси.

Однородные смеси. Добавим небольшую порцию сахара в стакан с водой и будем перемешивать, пока весь сахар не растворится. Жидкость будет иметь сладкий вкус. Итак, сахар не исчез, а остался в смеси. Однако его кристалликов мы не увидим, даже рассматривая каплю жидкости в мощный микроскоп. Изготовлена смесь из сахара и воды является однородной (рис. 32); в ней равномерно перемешаны мельчайшие частицы (молекулы) этих веществ.

Рис. 32. Однородная смесь (водный раствор сахара)

Смеси, компоненты которых невозможно обнаружить наблюдением. называют однородными.

Большинство металлических сплавов — также однородные смеси. Так, в сплаве золота с медью, который используют для производства ювелирных украшений, отсутствуют красные частицы меди и желтые частицы золота.

Из материалов, которые являются однородными смесями веществ, изготовляют много предметов разнообразного назначения (рис. 33).

К однородным смесям принадлежат все смеси газов, в том числе и воздуха. Известно немало однородных смесей жидкостей. Такая смесь образуется при смешивании, например, спирта и воды.

Рис. 33. Предметы, изготовленные из однородных смесей

► Приведите свой пример однородной смеси.

Однородные смеси еще называют растворами, даже если они твердые или газообразные.

По некоторым физическим свойствам однородные смеси отличаются от их компонентов. Так, сплав олова со свинцом, используемый для паяния, плавится при более низкой температуре, чем чистые металлы. Вода закипает при температуре 100 °С, а водный раствор поваренной соли — при более высокой температуре. Если воду охладить до температуры 0 °С, она начнет превращаться па лед. Раствор соли при этих условиях остается жидкостью. В этом можно убедиться зимой, когда дороги и тротуары, покрытые льдом, посыпают солью или смесью соли с песком. Лед под действием соли плавится, и образуется ее водный раствор, на слабом морозе не замерзает. А песок нужен для того, чтобы дорога не была скользкой.

Неоднородные смеси. Вам известно, что мел не растворяется в воде. Если его порошок всыпать в стакан с водой, то в образовавшейся смеси всегда будут находиться частицы мела, которые видны невооруженным глазом.

Смеси, компоненты которых можно вымыть наблюдением, называют неоднородными.

В неоднородных смесей (рис. 34) относятся большинство минералов, почва, строительные материалы, живые ткани, мутная вода, молоко и немало других пищевых продуктов, некоторые лекарственные и косметические средства.

► Приведите свой пример неоднородной смеси.

Рис. 34. Неоднородные смеси: а — минерал с частицами золота; б — смесь воды и серы; в — смесь воды и масла; г — смесь газа с жидкостью

Некоторые смеси имеют общие названия. Неоднородную смесь жидкости и газа называют пеной. Она образуется, например, когда в стакан наливают из бутылки газированный напиток (компоненты пены — жидкость и углекислый газ) или перемешивают раствор стирального средства (компоненты пены — жидкость и воздух). Хорошо струшену смесь двух жидкостей, не растворяющихся друг в друге, называют эмульсией. Примером эмульсии является молоко; его главные составляющие — вода и жидкие жиры. Если перемешать жидкость с нерозчинною в ней хорошо измельченным твердым веществом (например, мелом), то получим суспензию. В атмосфере нередко образуются аэрозоли — дым, туман.

► В каких агрегатных этапах находятся компоненты в аэрозолях?

В неоднородной смеси физические свойства компонентов сохраняются. Если сахар смешать с мукой или крахмалом, то эти смеси также будут иметь сладкий вкус. Железные

опилки, смешанные с медными или алюминиевыми, не теряют способности притягиваться к магниту. Вода в смеси с песком, мелом или глиной замерзает при температуре 0 С и закипает при 100 °С.

ВЫВОДЫ

Каждое вещество содержит примеси. Чистым считают вещество, в котором количество примесей незначительна.

Смеси веществ бывают однородными и неоднородными. В однородной смеси (растворе) отдельные вещества или компоненты, нельзя обнаружить наблюдением, а в неоднородной смеси это возможно.

Некоторые физические свойства однородной смеси отличаются от свойств ее компонентов. В неоднородной смеси свойства компонентов сохраняются.

?

40. Объясните, почему абсолютно чистых веществ не бывает.

41. Какие типы смесей веществ существуют и чем они отличаются?

42. Запишите приведенные слова и словосочетания в соответствующие столбцы представленной ниже таблицы: алюминий, ртуть, йодная настойка, гранит, лед из родниковой воды, углекислый газ, железобетон.

43. Какой популярный напиток в зависимости от способа приготовления бывает однородной или неоднородной смесью?

44. Можно ли водный раствор поваренной соли превратить в неоднородную смесь? Если да, то как это сделать?

45. Приведите 1-2 примера металлических сплавов (однородных смесей металлов). Какие преимущества имеют эти сплавы в использовании по сравнению с чистыми металлами — их компонентами?