Մեր ողջ կյանքը բառացիորեն կառուցված է տարբեր քիմիական նյութերի աշխատանքի վրա: Մենք շնչում ենք օդ, որը պարունակում է բազմաթիվ տարբեր գազեր։ Արդյունքը ածխաթթու գազ է, որն այնուհետեւ մշակվում է բույսերի կողմից: Մենք խմում ենք ջուր կամ կաթ, որը ջրի խառնուրդ է այլ բաղադրիչների հետ (ճարպեր, հանքային աղեր, սպիտակուցներ և այլն):
Աբնական խնձորը բարդ քիմիական նյութերի մի ամբողջ համալիր է, որոնք փոխազդում են միմյանց և մեր օրգանիզմի հետ: Հենց որ ինչ-որ բան մտնում է մեր ստամոքսը, մեր կողմից ներծծվող արտադրանքի մեջ ներառված նյութերը սկսում են փոխազդել ստամոքսահյութի հետ։ Բացարձակապես յուրաքանչյուր առարկա՝ մարդը, բանջարեղենը, կենդանին մասնիկների և նյութերի ամբողջություն է։ Վերջիններս բաժանվում են երկու տարբեր տեսակի՝ մաքուր նյութերի և խառնուրդների։ Այս նյութում մենք պարզելու ենք, թե որ նյութերն են մաքուր, և դրանցից որոնք են պատկանում խառնուրդների կատեգորիային: Դիտարկենք խառնուրդների բաժանման մեթոդները: Եվ նաև նայեք մաքուր նյութերի բնորոշ օրինակներին:
Մաքուր նյութեր
Այսպիսով, քիմիայում մաքուր նյութերն այն նյութերն են, որոնք միշտ բաղկացած են միայն մեկ տեսակի մասնիկներից: Եվ սա առաջին կարևոր գույքն է։ Մաքուր նյութ է, օրինակ, ջուրը, որը բաղկացած էբացառապես ջրի մոլեկուլներից (այսինքն՝ իրենց սեփականը)։ Բացի այդ, մաքուր նյութը միշտ ունի մշտական բաղադրություն: Այսպիսով, ջրի յուրաքանչյուր մոլեկուլ բաղկացած է երկու ջրածնի ատոմից և մեկ թթվածնի ատոմից։
Մաքուր նյութերի հատկությունները, ի տարբերություն խառնուրդների, մշտական են և փոխվում են կեղտերի առաջացման ժամանակ։ Միայն թորած ջուրն ունի եռման ջերմաստիճան, մինչդեռ ծովի ջուրը եռում է ավելի բարձր ջերմաստիճանում։ Պետք է նկատի ունենալ, որ ցանկացած մաքուր նյութ բացարձակապես մաքուր չէ, քանի որ նույնիսկ մաքուր ալյումինը բաղադրության մեջ ունի անմաքրություն, թեև ունի 0,001% մասնաբաժին: Հարց է առաջանում՝ ինչպե՞ս գտնել մաքուր նյութի զանգվածը։ Հաշվարկի բանաձևը հետևյալն է՝ մ (զանգված) մաքուր նյութի \u003d Վտ (կոնցենտրացիան) մաքուր նյութիխառնուրդ / 100%.
Գոյություն ունի նաև այնպիսի տեսակի մաքուր նյութեր, ինչպիսիք են գերմաքուր նյութերը (գերմաքուր, բարձր մաքրություն): Նման նյութերն օգտագործվում են կիսահաղորդիչների արտադրության մեջ տարբեր չափիչ և հաշվողական սարքերի, միջուկային էներգիայի և շատ այլ մասնագիտական ոլորտներում:
Մաքուր նյութերի օրինակներ
Մենք արդեն պարզել ենք, որ մաքուր նյութը մի բան է, որը պարունակում է նույն տեսակի տարրեր: Ձյունը մաքուր նյութի լավ օրինակ է: Իրականում սա նույն ջուրն է, բայց ի տարբերություն այն ջրի, որին մենք ամեն օր հանդիպում ենք, այս ջուրը շատ ավելի մաքուր է և չի պարունակում կեղտեր։ Ադամանդը նույնպես մաքուր նյութ է, քանի որ այն պարունակում է միայն ածխածին առանց կեղտերի: Նույնը վերաբերում է ռոք բյուրեղին: ՎրաԱմեն օր մենք բախվում ենք մաքուր նյութի մեկ այլ օրինակի՝ զտված շաքարի, որը պարունակում է միայն սախարոզա։
Խառնուրդներ
Արդեն դիտարկել ենք մաքուր նյութերը և մաքուր նյութերի օրինակները, այժմ անցնենք նյութերի մեկ այլ կատեգորիայի՝ խառնուրդներին։ Խառնուրդն այն է, երբ մի քանի նյութեր խառնվում են իրար։ Մենք անընդհատ հանդիպում ենք խառնուրդների, նույնիսկ առօրյա կյանքում: Նույն թեյի կամ օճառի լուծույթը խառնուրդներ են, որոնք մենք օգտագործում ենք ամեն օր։ Խառնուրդները կարող են ստեղծվել մարդու կողմից, կամ դրանք կարող են լինել բնական: Գտնվում են պինդ, հեղուկ և գազային վիճակում։ Ինչպես նշվեց վերևում, նույն թեյը ջրի, շաքարավազի և թեյի խառնուրդ է։ Սա տեխնածին խառնուրդի օրինակ է։ Կաթը բնական խառնուրդ է, քանի որ այն առաջանում է առանց մարդու միջամտության զարգացման գործընթացում և պարունակում է բազմաթիվ տարբեր բաղադրիչներ։
Մարդու ստեղծած խառնուրդները գրեթե միշտ դիմացկուն են, իսկ բնականները ջերմության ազդեցությամբ սկսում են տարրալուծվել առանձին մասնիկների (օրինակ՝ կաթը մի քանի օր հետո թթվում է)։ Խառնուրդները նույնպես բաժանվում են տարասեռ և միատարրերի։ Տարասեռ խառնուրդները տարասեռ են, և դրանց բաղադրիչները տեսանելի են անզեն աչքով և մանրադիտակի տակ։ Նման խառնուրդները կոչվում են կասեցումներ, որոնք իրենց հերթին բաժանվում են կախույթների (նյութ պինդ վիճակում և նյութ հեղուկ վիճակում) և էմուլսիաների (հեղուկ վիճակում գտնվող երկու նյութեր)։ Միատարր խառնուրդները միատարր են, և դրանց առանձին բաղադրիչները չեն կարող դիտարկվել: Դրանք նաև կոչվում են լուծույթներ (դրանք կարող են լինել գազային նյութեր,հեղուկ կամ պինդ վիճակ).
Խառնուրդի և մաքուր նյութերի բնութագրերը
Ըմբռնման հեշտության համար տեղեկատվությունը ներկայացված է աղյուսակի տեսքով։
| Համեմատական նշան | Մաքուր նյութեր | Խառնուրդներ |
| Նյութերի բաղադրություն | Պահպանեք կազմը հաստատուն | Ունեն փոփոխական կազմ |
| Նյութերի տեսակներ | Պարունակում է մեկ նյութ | Ներառել տարբեր նյութեր |
| Ֆիզիկական հատկություններ | Պահպանեք կայուն ֆիզիկական հատկություններ | Ունեն անկայուն ֆիզիկական հատկություններ |
| Փոփոխություն նյութի էներգիայի | Փոփոխվում է էներգիայի ստացման ժամանակ | Ոչ մի փոփոխություն |
Մաքուր նյութեր ստանալու եղանակներ
Բնության մեջ շատ նյութեր գոյություն ունեն որպես խառնուրդներ: Օգտագործվում են դեղագիտության, արդյունաբերական արտադրության մեջ։
Մաքուր նյութեր ստանալու համար օգտագործվում են տարանջատման տարբեր եղանակներ։ Տարասեռ խառնուրդներն առանձնացվում են նստեցման և զտման միջոցով։ Միատարր խառնուրդները բաժանվում են գոլորշիացման և թորման միջոցով։ Դիտարկենք յուրաքանչյուր մեթոդ առանձին:
Կարգավորում
Այս մեթոդն օգտագործվում է կախոցների առանձնացման համար, ինչպիսիք են գետի ավազի և ջրի խառնուրդը: Հիմնական սկզբունքը, որի վրա հիմնված է նստեցման գործընթացը, դրանց խտությունների տարբերությունն էնյութեր, որոնք պետք է առանձնացվեն. Օրինակ՝ մեկ ծանր նյութ և ջուր։ Ո՞ր մաքուր նյութն է ավելի ծանր քան ջուրը: Սա, օրինակ, ավազն է, որն իր զանգվածի պատճառով կսկսի նստել հատակին։ Տարբեր էմուլսիաները բաժանվում են նույն կերպ։ Օրինակ՝ ջրից կարելի է առանձնացնել բուսական յուղը կամ ձեթը։ Այս նյութերը տարանջատման գործընթացում փոքր թաղանթ են կազմում ջրի մակերեսին։ Լաբորատոր պայմաններում նույն պրոցեսն իրականացվում է բաժանարար ձագարի միջոցով։ Խառնուրդների տարանջատման այս մեթոդը գործում է նաև բնության մեջ (առանց մարդու միջամտության): Օրինակ՝ ծխից մուրի նստեցումը և կաթի մեջ կրեմի նստեցումը։
Զտում
Այս մեթոդը հարմար է տարասեռ խառնուրդներից, օրինակ՝ ջրի և կերակրի աղի խառնուրդից մաքուր նյութեր ստանալու համար։ Այսպիսով, ինչպե՞ս է աշխատում ֆիլտրացումը խառնուրդի մասնիկները բաժանելու գործընթացում: Հիմնական բանն այն է, որ նյութերն ունեն տարբեր լուծելիության մակարդակ և մասնիկների չափսեր:
Զտիչը նախագծված է այնպես, որ դրա միջով կարող են անցնել միայն նույն լուծելիությամբ կամ նույն չափի մասնիկները։ Ավելի մեծ և այլ ոչ պիտանի մասնիկները չեն կարողանա անցնել ֆիլտրի միջով և կփակվեն: Զտիչների դերը կարող են խաղալ ոչ միայն լաբորատորիայում մասնագիտացված սարքերն ու լուծույթները, այլև ծանոթ բաները, ինչպիսիք են բամբակյա բուրդը, ածուխը, թրծված կավը, սեղմված ապակին և այլ ծակոտկեն առարկաներ: Զտիչներն օգտագործվում են իրական կյանքում շատ ավելի հաճախ, քան դուք կարող եք մտածել:
Այս սկզբունքով բոլորիս համար աշխատում է ծանոթ փոշեկուլը, որը առանձնացնում է մեծբեկորների մասնիկները և հմտորեն ներծծում են փոքրերը, որոնք չեն կարողանում վնասել մեխանիզմը: Երբ դուք հիվանդ եք, դուք կրում եք շղարշ վիրակապ, որը կարող է հեռացնել բակտերիաները: Աշխատողները, որոնց մասնագիտությունը կապված է վտանգավոր գազերի և փոշու տարածման հետ, կրում են շնչառական դիմակներ՝ թունավորումից պաշտպանելու համար։
Մագնիսի և ջրի ազդեցությունը
Այս կերպ կարելի է առանձնացնել երկաթի փոշու և ծծմբի խառնուրդը։ Տարանջատման սկզբունքը հիմնված է երկաթի վրա մագնիսի ազդեցության վրա։ Երկաթի մասնիկները ձգվում են դեպի մագնիսը, մինչդեռ ծծումբը մնում է տեղում: Նույն մեթոդը կարող է օգտագործվել այլ մետաղական մասերը տարբեր նյութերի զանգվածից առանձնացնելու համար։
Եթե երկաթի փոշու հետ խառնած ծծմբի փոշին լցնեն ջրի մեջ, ապա չթրջվող ծծմբի մասնիկները կլողան ջրի մակերես, մինչդեռ ծանր երկաթը անմիջապես կընկնի հատակը։
Գոլորշիացում և բյուրեղացում
Այս մեթոդն աշխատում է միատարր խառնուրդներով, ինչպիսիք են ջրի մեջ աղի լուծույթը: Այն աշխատում է բնական գործընթացներում և լաբորատոր պայմաններում։ Օրինակ՝ որոշ լճեր տաքանալիս ջուրը գոլորշիանում են, իսկ կերակրի աղը մնում է տեղում։ Քիմիայի տեսանկյունից այս գործընթացը հիմնված է այն փաստի վրա, որ երկու նյութերի եռման կետի տարբերությունը թույլ չի տալիս նրանց միաժամանակ գոլորշիանալ։ Ոչնչացված ջուրը կվերածվի գոլորշու, իսկ մնացած աղը կմնա իր նորմալ վիճակում։
Եթե արդյունահանվող նյութը (օրինակ՝ շաքարավազը) տաքացնելիս հալվում է, ջուրն ամբողջությամբ չի գոլորշիացվում։ Խառնուրդը սկզբում տաքացվում է, իսկ հետո ձևափոխվում է ստացվածըխառնուրդը պնդվում է, որպեսզի շաքարի մասնիկները նստեն հատակին: Երբեմն լինում է ավելի բարդ խնդիր՝ ավելի բարձր եռման կետ ունեցող նյութի առանձնացում։ Օրինակ՝ ջուրն աղից բաժանելը։ Այս դեպքում գոլորշիացված նյութը պետք է հավաքվի, սառչի և խտացվի։ Միատարր խառնուրդների բաժանման այս մեթոդը կոչվում է թորում (կամ պարզապես թորում): Կան հատուկ սարքեր, որոնք ջուր են թորում։ Նման ջուրը (թորած) ակտիվորեն օգտագործվում է դեղագիտության մեջ կամ ավտոմեքենաների հովացման համակարգերում: Բնականաբար, մարդիկ օգտագործում են նույն մեթոդը ալկոհոլը թորելու համար։
Քրոմատոգրաֆիա
Վերջին տարանջատման մեթոդը քրոմատագրությունն է: Այն հիմնված է այն փաստի վրա, որ որոշ նյութեր հակված են կլանելու նյութերի այլ բաղադրիչներ: Այն աշխատում է այսպես. Եթե վերցնեք թուղթ կամ գործվածք, որի վրա ինչ-որ բան գրված է թանաքով, և դրա մի մասը ընկղմեք ջրի մեջ, ապա կնկատեք հետևյալը. ջուրը կսկսի ներծծվել թղթի կամ գործվածքի կողմից և կսողալ, բայց ներկը. գործը մի փոքր հետ կմնա։ Օգտագործելով այս տեխնիկան՝ գիտնական Մ. Ս. Ցվետը կարողացավ առանձնացնել քլորոֆիլը (նյութ, որը բույսերին կանաչ գույն է տալիս) բույսի կանաչ մասերից։
