Чистые вещества и смеси

В химии существуют понятия чистых веществ и смесей. Чистые молекулы содержат молекулы только одного вещества. В природе преобладают смеси различных веществ.

Понятия

Все вещества можно разделить на две категории: чистые и смешанные. К чистым веществам относятся элементы и соединения, состоящие из одинаковых атомов, молекул или ионов. Это вещества постоянного состава, сохраняющие постоянные свойства.
Примеры чистых веществ:

• металлы и инертные газы, состоящие из атомов;
• вода, состоящая из молекул воды;
• поваренная соль, состоящая из катионов натрия и анионов хлора.

Рис. 1. Чистые вещества.

Если сахар смешать с водой, он перестанет быть чистым веществом, образуется смесь. Смеси состоят из нескольких чистых веществ различного строения, которые называются компонентами. Смеси могут иметь любое агрегатное состояние. Например, воздух — это смесь различных газов (кислород, водород, азот), бензин — смесь органических веществ, латунь — смесь цинка и меди.

Рис. 2. Миксы.

Каждое вещество сохраняет свои свойства, так соленая вода соленая, а сплав с железом притягивается к магниту. Однако свойства самой смеси могут варьироваться в зависимости от количественного и качественного состава компонентов. Например, дистиллированная вода, прошедшая максимальную очистку, в зависимости от добавляемых веществ может приобретать сладкий, кислый, соленый или кисло-соленый вкус. Также, чем выше концентрация определенного вещества, тем более выражен определенный вкус.

Структура смеси может быть однородной или сочетать вещества в разных агрегатных состояниях. В соответствии с этим существуют:

• гомогенный или гомогенный — частицы не могут быть обнаружены без химического анализа, индекс их одинаков в любой части образца (металлического сплава);
• гетерогенный или неоднородный – частицы легко обнаруживаются, их частота неравномерна в разных местах смеси (вода с песком).

К гетерогенным смесям относятся:

• суспензии — смеси твердых и жидких веществ (углерод и вода);
• эмульсии — смеси жидкостей разной плотности (масла и воды).

Если компонент в десять раз меньше по массе, чем другой компонент, то он называется примесью.

Способы очистки

Абсолютно чистых веществ не существует. Чистые вещества – это вещества, содержащие небольшое количество примесей, не влияющих на физико-химические свойства вещества. Чтобы максимально очистить вещество, применяют методы разделения смесей:

• седиментация — осаждение тяжелых веществ в жидкостях;
• фильтрация: отделение частиц от жидкости с помощью фильтров;
• выпаривание: нагревать раствор до испарения влаги;
• использование магнита – выделение посредством намагничивания;
• дистилляция – разделение веществ с разной температурой кипения;
• адсорбция – это накопление одного вещества на поверхности другого.

Металлы от неметаллов можно отделить флотацией. Это процесс, основанный на смачиваемости веществ. Таким образом железо отделяется от серы: железо размокает и оседает на дно, а сера не размокает и остается на поверхности воды.

Рис. 3. Флотация.