분야에 대한 요약:화학
주제: 혼합물 분리 방법
리가 - 2009
소개..........................................................................................................................3페이지
혼합물의 종류.......................................................................................... 4페이지
혼합물을 분리하는 방법...................................................................................6페이지
결론..........................................................................................................11페이지
참고문헌 목록..........................................................................................12페이지
소개
자연에서 순수한 형태의 물질은 매우 드뭅니다. 우리 주변의 대부분의 물체는 물질의 혼합물로 구성되어 있습니다. 화학 실험실에서 화학자들은 순수한 물질을 가지고 작업합니다. 물질에 불순물이 포함되어 있으면 모든 화학자는 실험에 필요한 물질을 불순물에서 분리할 수 있습니다. 물질의 성질을 연구하려면 이 물질을 정제하는 것이 필요합니다. 구성 요소로 나눕니다. 혼합물을 분리하는 것은 물리적인 과정입니다. 물질을 분리하는 물리적 방법은 화학 실험실, 식품 생산, 금속 및 기타 물질 생산에 널리 사용됩니다.
혼합물의 종류
자연에는 순수한 물질이 없습니다. 바위와 화강암을 조사할 때 우리는 그것이 다양한 색상의 결과 정맥으로 구성되어 있음을 확신합니다. 우유에는 지방, 단백질, 물이 포함되어 있습니다. 석유와 천연 가스에는 탄화수소라고 불리는 유기 물질이 포함되어 있습니다. 공기에는 다양한 가스가 포함되어 있습니다. 자연수는 화학적으로 순수한 물질이 아닙니다. 혼합물은 둘 이상의 서로 다른 물질의 혼합물입니다.
혼합물은 두 개의 큰 그룹으로 나눌 수 있습니다(ri
혼합물의 성분이 육안으로 보이면 그러한 혼합물을 혼합물이라고합니다. 이질적인.예를 들면, 나무와 철가루의 혼합물, 물과 식물성 기름의 혼합물, 강모래와 물의 혼합물 등이 있습니다.
혼합물의 성분을 육안으로 구별할 수 없는 경우, 그러한 혼합물을 혼합물이라고 한다. 동종의. 우유, 기름, 물에 용해된 설탕 용액 등과 같은 혼합물은 균질 혼합물로 분류됩니다.
고체, 액체, 기체 물질이 있습니다. 물질은 어떤 응집 상태에서도 혼합될 수 있습니다. 혼합물의 응집 상태는 다른 물질보다 양적으로 우수한 물질에 의해 결정됩니다.
이종 혼합물은 서로 다른 응집 상태의 물질로 구성되며, 물질이 서로 용해되지 않고 잘 섞이지 않는 경우(표 1)
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이종 혼합물의 유형 |
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섞기 전에 |
예 |
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단단한/고체 |
탄산수; 철/황 |
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고체/액체 |
석회 모르타르; 폐수 |
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고체/기체 |
연기; 먼지가 많은 공기 |
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액체/고체 |
진주; 탄산수; 얼음 |
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액체/액체 |
우유; 식물성 기름/물 |
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액체/기체 |
안개; 구름 |
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기체/고체 |
스티로폼 |
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기체/액체 |
비누거품 |
균일한 혼합물은 물질이 서로 잘 용해되어 잘 섞일 때 형성됩니다(표 2).
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균질 혼합물의 유형 |
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구성 요소의 물리적 상태 섞기 전에 |
예 |
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단단한/고체 |
금과 은의 합금 |
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고체/액체 |
설탕/물 |
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고체/기체 |
공기 중의 요오드 증기 |
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액체/고체 |
부은 젤라틴 |
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액체/액체 |
알코올/물 |
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액체/기체 |
물/공기 |
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기체/고체 |
팔라듐의 수소 |
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기체/액체 |
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혼합물이 형성될 때 일반적으로 화학적 변형이 일어나지 않으며 혼합물의 물질은 그 특성을 유지합니다. 물질의 성질 차이를 이용하여 혼합물을 분리합니다.
혼합물 분리 방법
이종 및 동종 혼합물은 구성 요소로 나눌 수 있습니다. 순수한 물질의 경우. 순물질은 물리적인 방법을 사용해도 둘 이상의 다른 물질로 분리될 수 없고 물리적 특성이 변하지 않는 물질입니다. 혼합물을 분리하는 방법에는 여러 가지가 있는데, 혼합물의 조성에 따라 특정한 혼합물 분리 방법이 사용됩니다.
- 상영;
- 여과법;
- 옹호;
- 경사분리기
- 원심분리;
- 증발;
- 증발;
- 재결정;
- 증류(증류);
- 동결;
- 자석작용;
- 색층 분석기;
- 추출;
- 흡착.
그 중 몇 가지를 알아봅시다. 여기에서는 불균일 혼합물이 균질 혼합물보다 분리하기가 더 쉽다는 점에 유의해야 합니다. 아래에서는 균질 혼합물과 불균일 혼합물에서 물질을 분리하는 예를 제시합니다.
상영.
과립 설탕이 밀가루에 들어간다고 상상해 봅시다. 아마도 가장 간단한 분리 방법은 다음과 같습니다. 상영. 체를 사용하면 상대적으로 큰 설탕 결정에서 작은 밀가루 입자를 쉽게 분리할 수 있습니다. 농업에서는 식물 종자와 외부 잔해물을 분리하기 위해 체질이 사용됩니다. 건설에서는 이것이 자갈과 모래를 분리하는 방법입니다.
여과법
현탁액의 고체 성분이 액체로부터 분리됩니다. 필터링,종이나 천 필터, 면모, 고운 모래의 얇은 층을 사용합니다. 우리에게 식탁용 소금, 모래, 점토가 섞여 있다고 상상해 봅시다. 혼합물에서 식염을 분리해야합니다. 이렇게 하려면 혼합물을 물과 함께 비커에 넣고 흔들어주세요. 식탁용 소금이 녹고 모래가 가라앉습니다. 점토는 녹지 않고 유리 바닥에 가라앉지 않아 물이 탁한 상태로 유지됩니다. 용액에서 불용성 점토 입자를 제거하기 위해 혼합물을 여과합니다. 이렇게 하려면 유리 깔때기, 여과지 및 삼각대로 작은 여과 장치를 조립해야 합니다. 소금 용액을 여과합니다. 이를 위해 여과된 용액을 필터가 단단히 삽입된 깔때기에 조심스럽게 붓습니다. 모래와 점토 입자가 필터에 남고 투명한 소금 용액이 필터를 통과합니다. 물에 용해된 식염을 분리하기 위해 재결정법이 사용됩니다.
재결정, 증발
재결정정제 방법은 먼저 물질을 물에 용해시킨 다음, 물에 용해된 물질을 증발시키는 방법입니다. 결과적으로 물이 증발하고 물질이 결정 형태로 방출됩니다.
예를 들어 보겠습니다. 용액에서 식용 소금을 분리해야 합니다.
위에서 우리는 이질적인 혼합물에서 식탁용 소금을 분리해야 하는 경우의 예를 살펴보았습니다. 이제 균질한 혼합물에서 식염을 분리해 보겠습니다. 여과하여 얻은 용액을 여과액이라고 합니다. 여과액은 도자기 컵에 부어야 합니다. 용액이 담긴 컵을 삼각대 링 위에 놓고 알코올 램프 불꽃 위로 용액을 가열합니다. 물이 증발하기 시작하고 용액의 부피가 감소합니다. 이 과정을 증발로.물이 증발함에 따라 용액은 더욱 농축됩니다. 용액이 식염으로 포화 상태에 도달하면 컵 벽에 결정이 나타납니다. 이 시점에서 가열을 멈추고 용액을 냉각시킨다. 냉각된 식염은 결정 형태로 분리됩니다. 필요한 경우 여과를 통해 용액에서 소금 결정을 분리할 수 있습니다. 물이 완전히 증발할 때까지 용액을 증발시키지 말아야 합니다. 왜냐하면 다른 가용성 불순물도 결정 형태로 침전되어 식염을 오염시킬 수 있기 때문입니다.
침전, 디캔팅
액체에서 불용성 물질을 분리하는 데 사용됩니다. 지지하다. 고체 입자가 충분히 크면 빠르게 바닥에 가라앉고 액체가 투명해집니다. 퇴적물에서 조심스럽게 배수할 수 있으며, 이 간단한 작업에도 고유한 이름이 있습니다. 디캔팅.
액체에 있는 고체 입자의 크기가 작을수록 혼합물이 더 오랫동안 침전됩니다. 서로 섞이지 않는 두 액체를 분리할 수도 있습니다.
원심분리
불균일 혼합물의 입자가 매우 작으면 침전이나 여과로 분리할 수 없습니다. 이러한 혼합물의 예로는 물에 섞인 우유와 치약이 있습니다. 이러한 혼합물은 분리됩니다 원심분리. 이러한 액체를 함유한 혼합물을 시험관에 넣고 특수 장치인 원심분리기에서 고속으로 회전시킵니다. 원심분리의 결과로 더 무거운 입자는 용기 바닥으로 "눌려지고" 가벼운 입자는 위로 올라갑니다. 우유는 설탕, 단백질과 같은 다른 물질의 수용액에 분포된 작은 지방 입자입니다. 이러한 혼합물을 분리하려면 분리기라고 하는 특수 원심분리기를 사용합니다. 우유가 분리되면 표면에 지방이 나타나 분리가 쉬워집니다. 남은 것은 물질이 용해된 물입니다. 이것은 탈지유입니다.
흡착
기술에서는 원치 않거나 유해한 구성 요소로부터 공기와 같은 가스를 정화하는 작업이 자주 발생합니다. 많은 물질에는 한 가지 흥미로운 특성이 있습니다. 철과 자석과 같은 다공성 물질의 표면에 "잡힐" 수 있습니다. 흡착일부 고체 물질이 표면의 기체 또는 용해된 물질을 흡수하는 능력입니다. 흡착할 수 있는 물질을 흡착제라고 합니다. 흡착제는 내부 채널, 공극, 기공이 많은 고체 물질입니다. 그들은 매우 큰 전체 흡수 표면을 가지고 있습니다. 흡착제는 활성탄, 실리카겔 (새 신발 상자에 흰 완두콩이 담긴 작은 봉지가 있습니다. 이것은 실리카겔입니다), 여과지입니다. 다양한 물질이 흡착제 표면에 다르게 "접착"됩니다. 일부는 표면에 단단히 고정되고 다른 일부는 약하게 고정됩니다. 활성탄은 기체 물질뿐만 아니라 액체에 용해된 물질도 흡수할 수 있습니다. 중독의 경우 독성 물질이 흡착되도록 복용됩니다.
증류(증류)
균질한 혼합물을 형성하는 두 액체(예: 에틸 알코올과 물)는 증류 또는 증류를 통해 분리됩니다. 이 방법은 액체가 끓는점까지 가열되고 그 증기가 가스 배출관을 통해 다른 용기로 배출된다는 사실에 기초합니다. 증기가 냉각되면서 응축되어 증류 플라스크에 불순물이 남게 됩니다. 증류 장치는 그림 2에 나와 있습니다.
액체를 Wurtz 플라스크(1)에 넣고 Wurtz 플라스크의 목을 온도계가 삽입된 마개로 단단히 닫고(2) 수은이 담긴 저장소가 출구 튜브 개구부 높이에 있어야 합니다. 출구 튜브의 끝은 단단히 고정된 플러그를 통해 Liebig 냉장고(3)에 삽입되고, 다른 쪽 끝은 알론지(4)가 강화됩니다. 알론지의 좁은 끝부분이 수신기(5) 안으로 내려갑니다. 냉장고 재킷의 하단은 고무호스를 이용하여 수도 꼭지에 연결되고, 상단에서 싱크대로 배수관이 만들어져 배수가 가능합니다. 냉장고 덮개에는 항상 물이 채워져 있어야 합니다. Wurtz 플라스크와 냉장고는 별도의 스탠드에 장착됩니다. 긴 튜브가 달린 깔때기를 통해 액체를 플라스크에 붓고 증류 플라스크 부피의 2/3를 채웁니다. 균일한 끓임을 보장하려면 플라스크 바닥에 여러 개의 보일러(한쪽 끝이 밀봉된 유리 모세관)를 놓습니다. 플라스크를 닫은 후 냉장고에 물을 넣고 플라스크 안의 액체를 가열합니다. 액체의 끓는점에 따라 가스 버너, 전기 스토브, 물, 모래 또는 오일 욕조에서 가열을 수행할 수 있습니다. 사고 방지를 위해 가연성 및 가연성 액체(알코올, 에테르, 아세톤 등)를 불에 가열해서는 절대 안 됩니다. 물이나 다른 욕조만 사용해야 합니다. 액체가 완전히 증발해서는 안 됩니다. 처음에 채취한 부피의 10-15%가 플라스크에 남아 있어야 합니다. 플라스크가 약간 식었을 때만 새로운 액체 부분을 부을 수 있습니다.
동결
녹는점이 다른 물질을 분리하는 방법 동결,용액을 냉각시킵니다. 얼리면 집에서 아주 깨끗한 물을 얻을 수 있습니다. 이렇게하려면 수돗물을 병이나 머그잔에 붓고 냉장고 냉동고에 넣으십시오 (또는 겨울에는 추위에 꺼내십시오). 물의 절반 정도가 얼음으로 변하자마자, 불순물이 쌓인 얼지 않은 부분을 쏟아내고 얼음을 녹여야 합니다.
산업 및 실험실 조건에서는 혼합물 구성 요소의 다른 특성을 기반으로 혼합물을 분리하는 방법이 사용됩니다. 예를 들어 철가루는 혼합물에서 분리될 수 있습니다. 자석. 다양한 용매에 용해되는 물질의 능력은 다음과 같은 경우에 사용됩니다. 추출– 고체 또는 액체 혼합물을 다양한 용매로 처리하여 분리하는 방법. 예를 들어, 요오드는 요오드가 더 잘 용해되는 일부 유기 용매를 사용하여 수용액에서 분리될 수 있습니다.
결론
실험실 실습과 일상 생활에서 물질 혼합물로부터 개별 구성 요소를 분리해야 하는 경우가 매우 많습니다. 혼합물에는 두 가지 이상의 물질이 포함되어 있으며 균질한 물질과 이질적인 물질이라는 두 개의 큰 그룹으로 나뉩니다. 혼합물을 분리하는 방법에는 여과, 증발, 증류(증류) 등 다양한 방법이 있습니다. 혼합물을 분리하는 방법은 주로 혼합물의 종류와 조성에 따라 달라집니다.
사용된 문헌 목록
1. S. Ozols, E. Lepiņš 초등학교 화학, 1996. P. 289
2. 인터넷 정보
혼합물을 분리하는 방법이 무엇인지 아시나요? 너무 성급하게 부정적인 대답을 하지 마십시오. 당신은 일상 활동에서 그 중 많은 것을 사용합니다.
순수한 물질: 그것은 무엇인가?
원자, 분자, 물질 및 혼합물은 기본적인 화학 개념입니다. 무슨 뜻인가요? D.I. 멘델레예프의 표에는 118개의 화학 원소가 있습니다. 이들은 다양한 유형의 기본 입자, 즉 원자입니다. 그들은 질량이 서로 다릅니다.
원자는 서로 연결되어 분자, 즉 물질을 형성합니다. 후자는 서로 연결되어 혼합물을 형성합니다. 순수한 물질은 일정한 구성과 성질을 가지고 있습니다. 이들은 균질한 구조입니다. 그러나 화학반응을 통해 여러 성분으로 분리될 수 있습니다.
과학자들은 순수한 물질이 실제로 자연에 존재하지 않는다고 주장합니다. 그들 각각에는 소량의 불순물이 있습니다. 이는 대부분의 물질이 활성이 다르기 때문에 발생합니다. 물에 담긴 금속도 이온 수준으로 용해됩니다.
순물질의 조성은 항상 일정하다. 그것을 바꾸는 것은 단순히 불가능합니다. 그래서 이산화탄소 분자에 탄소나 산소의 양을 늘리면 전혀 다른 물질이 됩니다. 그리고 혼합물에서 구성 요소의 수를 늘리거나 줄일 수 있습니다. 이로 인해 구성이 변경되지만 존재 사실은 변경되지 않습니다.
혼합물이란 무엇입니까?
여러 물질이 섞여 있는 것을 혼합물이라고 합니다. 두 가지 유형이 있을 수 있습니다. 혼합물의 개별 성분이 구별할 수 없는 경우 이를 균일 또는 균질이라고 합니다. 일상 생활에서 가장 자주 사용되는 또 다른 이름, 즉 솔루션이 있습니다. 이러한 혼합물의 구성 요소는 물리적인 방법으로 분리할 수 없습니다. 예를 들어, 식염수에서 용해된 결정을 기계적으로 추출하는 것은 불가능합니다. 자연에서 찾을 수 있을 뿐만 아니라 액체 용액. 따라서 공기는 기체의 균질 혼합물이고 금속 합금은 고체입니다.
불균일하거나 이질적인 혼합물에서는 개별 입자가 육안으로 보입니다. 구성과 특성이 서로 다릅니다. 이는 순전히 기계적으로 서로 분리될 수 있음을 의미합니다. 사악한 계모로부터 콩과 완두콩을 분리하도록 강요받은 신데렐라는 이 일에 완벽하게 대처했습니다.
화학: 혼합물 분리 방법
일상생활과 자연에는 수많은 혼합물이 발견됩니다. 그들을 분리하는 올바른 방법을 선택하는 방법은 무엇입니까? 이는 개별 구성 요소의 물리적 특성을 기반으로 해야 합니다. 물질의 끓는점이 서로 다른 경우 증발 후 결정화 및 증류가 효과적입니다. 이러한 방법은 균질한 용액을 분리하는 데 사용됩니다. 이종 혼합물을 분리하기 위해 밀도, 습윤성, 용해도, 크기, 자성 등 구성 요소의 다른 특성의 차이가 사용됩니다.
혼합물을 분리하는 물리적 방법
혼합물의 성분을 분리할 때 물질 자체의 조성은 변하지 않습니다. 따라서 혼합물을 분리하는 방법을 화학적 공정이라고 부를 수는 없습니다. 따라서 침전, 필터링 및 자석 노출을 통해 개별 구성 요소를 기계적으로 분리할 수 있습니다. 실험실에서는 그들이 사용하는 다양한 장치: 분리깔대기, 여과지, 자기띠. 이질적인 혼합물을 분리하는 방법입니다.
상영
이 방법이 아마도 가장 간단할 것입니다. 모든 주부들은 그것에 익숙합니다. 이는 혼합물의 고체 성분의 크기 차이에 기초합니다. 체질은 밀가루를 불순물, 곤충 유충 및 다양한 오염 물질로부터 분리하기 위해 일상 생활에서 사용됩니다. 농업 생산에서 곡물은 이런 방식으로 이물질을 제거합니다. 건설 노동자들은 모래와 자갈이 섞인 것을 체로 쳐냅니다.
옹호
이 혼합물 분리 방법은 밀도가 다른 성분에 사용됩니다. 모래가 물에 들어가면 생성된 용액을 잘 섞어서 잠시 방치해야 합니다. 물과 식물성 기름 또는 석유를 섞은 경우에도 마찬가지입니다. 모래가 바닥에 가라 앉을 것입니다. 그러나 반대로 기름은 위에서 모일 것입니다. 이 방법은 일상 생활과 자연에서 관찰됩니다. 예를 들어, 그을음은 연기로 인해 가라앉고, 개별 이슬은 안개로 인해 떨어집니다. 그리고 집에서 만든 우유를 밤새 방치하면 아침까지 크림을 모을 수 있습니다.
여과법
양조 차를 좋아하는 사람들은 이 방법을 매일 사용합니다. 우리는 구성 요소의 다양한 용해도를 기반으로 혼합물을 분리하는 방법인 여과에 대해 이야기하고 있습니다. 쇠가루와 소금이 물에 들어갔다고 상상해 보세요. 큰 불용성 입자가 필터에 남습니다. 그리고 녹은 소금은 그것을 통과할 것입니다. 이 방법의 원리는 진공 청소기의 작동, 호흡 마스크 및 거즈 붕대의 작용에 기초합니다.
자석에 의한 작용
황과 철 분말의 혼합물을 분리하는 방법을 제안하십시오. 당연히 이것은 자석의 작용입니다. 모든 금속이 이것을 할 수 있습니까? 별말씀을요. 민감도에 따라 세 가지 그룹의 물질이 구별됩니다. 예를 들어, 금, 구리, 아연은 자석에 부착되지 않습니다. 그들은 반자성 물질 그룹에 속합니다. 마그네슘, 백금, 알루미늄은 인지력이 약합니다. 그러나 혼합물에 강자성체가 포함되어 있으면 이 방법이 가장 효과적입니다. 여기에는 철, 코발트, 니켈, 테르븀, 홀뮴, 툴륨이 포함됩니다.
증발
균질 수용액에 적합한 혼합물 분리 방법은 무엇입니까? 이것이 증발입니다. 바닷물만 있는데 깨끗한 물이 필요하다면 당장 당황하지 마세요. 혼합물을 끓는점까지 가열해야 합니다. 결과적으로 물이 증발합니다. 그리고 용해된 물질의 결정이 접시 바닥에 보일 것입니다. 물을 수집하려면 응축되어야 합니다. 즉, 기체 상태에서 액체 상태로 옮겨져야 합니다. 이를 위해 증기는 냉각되어 더 낮은 온도의 표면에 닿은 다음 준비된 용기로 흘러 들어갑니다.
결정화
과학에서는 이 용어가 더 넓은 의미로 간주됩니다. 이는 단지 순수한 물질을 얻기 위한 방법이 아닙니다. 자연의 결정에는 빙산, 미네랄, 뼈 및 치아 법랑질이 포함됩니다.
그들의 성장은 동일한 조건에서 발생합니다. 액체 냉각이나 증기의 과포화로 인해 결정이 형성되며, 온도는 더 이상 변하지 않습니다. 따라서 일부 제한 조건에 먼저 도달합니다. 결과적으로 액체, 용융물, 가스 또는 유리 원자가 모이는 결정화 중심이 나타납니다.
증류
확실히 당신은 증류수라고 불리는 물에 대해 들어 보셨을 것입니다. 이 정제된 액체는 의약품 제조, 실험실 연구 및 냉각 시스템에 필요합니다. 그리고 그들은 그것을 받아들인다 특수 장치. 그들은 증류기라고 불립니다.
증류는 끓는점이 다른 물질의 혼합물을 분리하는 방법입니다. 라틴어로 번역된 이 용어는 "떨어지는"이라는 뜻입니다. 예를 들어 이 방법을 사용하면 용액에서 알코올과 물을 분리할 수 있습니다. 첫 번째 물질은 +78oC의 온도에서 끓기 시작합니다. 이후 알코올 증기가 응축됩니다. 물은 액체 형태로 유지됩니다.
비슷한 방식으로 휘발유, 등유, 경유 등 석유에서 정제 제품을 얻습니다. 이 과정은 화학반응이 아닙니다. 오일은 별도의 부분으로 나뉘며 각 부분은 자체 끓는점을 갖습니다. 이는 여러 단계에서 발생합니다. 먼저 1차 오일 분리를 진행합니다. 이는 수반되는 가스, 기계적 불순물 및 수증기로부터 정제됩니다. 다음 단계에서는 생성된 생성물을 증류탑에 넣고 가열하기 시작합니다. 이것은 석유의 상압 증류입니다. 62도 이하의 온도에서는 나머지 수반 가스가 증발합니다. 혼합물을 180도까지 가열하면 최대 240-등유, 최대 350-의 휘발유 분획이 얻어집니다. 디젤 연료. 열매체유 정제의 잔여물은 연료유이며 이는 윤활유로 사용됩니다.
색층 분석기
이 방법은 이 방법을 처음 사용한 과학자의 이름을 따서 명명되었습니다. 그의 이름은 미하일 세메노비치 츠베트(Mikhail Semenovich Tsvet)였습니다. 처음에는 식물 색소를 분리하는 방법을 사용했습니다. 그리고 크로마토그래피는 문자 그대로 그리스어에서 "나는 색으로 쓴다"로 번역됩니다. 여과지를 물과 잉크 혼합물에 담그십시오. 첫 번째는 즉시 흡수되기 시작합니다. 이는 흡착 특성의 정도가 다르기 때문입니다. 이는 확산과 용해도도 고려합니다.
흡착
일부 물질은 다른 유형의 분자를 끌어당기는 능력이 있습니다. 예를 들어, 중독 시 독소를 제거하기 위해 활성탄을 섭취합니다. 이 프로세스에는 두 단계 사이에 있는 인터페이스가 필요합니다.
이 방법은 화학 산업에서 가스 혼합물에서 벤젠을 분리하고, 정유의 액체 제품을 정화하고, 불순물을 정제하는 데 사용됩니다.
그래서 우리 기사에서는 혼합물을 분리하는 주요 방법을 살펴 보았습니다. 사람들은 가정과 산업 규모 모두에서 사용합니다. 방법의 선택은 혼합물의 유형에 따라 다릅니다. 중요한 요소는 구성 요소의 특정 물리적 특성입니다. 개별 부분을 시각적으로 구별할 수 없는 용액을 분리하기 위해 증발, 결정화, 크로마토그래피 및 증류 방법이 사용됩니다. 개별 구성 요소를 식별할 수 있는 경우 이러한 혼합물을 이종 혼합물이라고 합니다. 이를 분리하기 위해 침전, 필터링 및 자기 작용 방법이 사용됩니다.
순수 물질 및 혼합물. 혼합물을 분리하는 방법.물질의 성질을 확립하려면 순수한 형태로 존재해야 하지만, 자연계에서는 물질이 순수한 형태로 존재하지 않습니다.각 물질에는 항상 일정량의 불순물이 포함되어 있습니다. 불순물이 거의 없는 물질을 순수하다고 합니다. 그들은 과학 실험실이나 학교 화학 실험실에서 그러한 물질을 다루게 됩니다. 절대적으로 순수한 물질은 존재하지 않는다는 점에 유의하십시오.
혼합물은 거의 모든 천연 물질, 식품(소금, 설탕 등 일부 제외), 건축 자재, 상품 가정용 화학물질, 많은 의약품 및 화장품.
천연 물질은 혼합물이며 때로는 매우 많은 수의 서로 다른 물질로 구성됩니다. 예를 들어, 자연수에는 항상 염분과 가스가 용해되어 있습니다. 때로는 아주 적은 양의 불순물이 물질의 일부 특성에 매우 큰 변화를 가져올 수 있습니다. 예를 들어, 아연의 철 또는 구리 함량은 수백 배에 불과하여 염산과의 상호 작용을 가속화합니다. 물질 중 하나가 혼합물에서 압도적인 양으로 존재하는 경우 일반적으로 전체 혼합물에 해당 이름이 붙습니다.
성분은 혼합물에 포함된 각 물질입니다.
균질한 혼합물.
물 한 컵에 소량의 설탕을 넣고 설탕이 모두 녹을 때까지 저어줍니다. 액체는 달콤한 맛이 납니다. 따라서 설탕은 사라지지 않고 혼합물에 남아있었습니다. 그러나 우리는 강력한 현미경을 통해 액체 한 방울을 관찰하더라도 그 결정을 볼 수 없습니다.
쌀. 3. 균일혼합물(설탕수용액)
준비된 설탕과 물의 혼합물은 균질합니다 (그림 3). 이 물질의 가장 작은 입자가 고르게 혼합되어 있습니다.
육안으로 성분을 감지할 수 없는 혼합물을 균질하다고 합니다.
모래, 분필, 점토를 섞은 물은 0℃에서 얼고 100℃에서 끓는다.
일부 유형의 이질적인 혼합물에는 거품(예: 폴리스티렌 폼, 비눗물), 현탁액(소량의 밀가루와 물의 혼합물), 유제(우유, 잘 흔든 식물성 기름 및 물), 에어로졸( 연기, 안개).
쌀. 5. 이종 혼합물:
a - 물과 황의 혼합물;
b - 식물성 기름과 물의 혼합물;
c - 공기와 물의 혼합물
혼합물을 분리하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 혼합물을 분리하는 방법의 선택은 혼합물을 구성하는 물질의 특성에 영향을 받습니다.
각 방법을 자세히 살펴보겠습니다.
옹호- 물에 불용성인 기계적 불순물로부터 액체를 정제하는 일반적인 방법, 또는서로 불용성이며 밀도가 다른 액체 물질.
침전은 기술 및 가정용 물 준비, 하수 처리, 원유 탈수 및 탈염, 그리고 많은 화학 기술 공정에 사용됩니다. 이는 천연 및 인공 저수지의 자연적인 자체 정화에 있어 중요한 단계입니다.
여과법– 고체 불용성 불순물로부터 액체 분리 액체 분자는 필터의 구멍을 통과하고 큰 불순물 입자가 유지됩니다.
당신 앞에 강 모래와 물이 섞여 있다고 상상해보십시오. 혼합물의 유형을 결정하십시오. ( 이질적인). 강모래와 물의 물리적 특성을 비교해보세요. (이들은 서로 불용성이며 밀도가 다른 물질입니다.) 이 혼합물을 분리하는 방법을 제안하십시오( 필터링).
자석에 의한 작용혼합물에 있는 물질 중 하나가 자석에 끌릴 수 있을 때 이질적인 혼합물을 분리하는 방법입니다.
증발 –균질한 혼합물을 분리하는 방법으로 용액에서 용해성 고체 물질이 방출되고, 가열하면 물이 증발하고 고체 물질의 결정이 남게 됩니다.
증류 (라틴어 "떨어뜨리다") – 균질한 혼합물을 분리하는 방법으로 액체 혼합물을 조성이 다른 분획으로 분리하는 방법입니다. 이는 액체의 부분 증발과 증기의 응축에 의해 수행됩니다. 증류된 분획(증류액)에는 상대적으로 더 휘발성이 높은(낮은 끓는점) 물질이 풍부하고, 비증류 액체(바닥)에는 상대적으로 덜 휘발성(높은 끓는점) 물질이 풍부합니다.
실험실에서는 특수 설비를 사용하여 증류가 수행됩니다(그림 6). 액체 혼합물을 가열하면 끓는점이 가장 낮은 물질이 먼저 끓습니다. 증기는 용기를 떠나 냉각되고 응축되며1, 생성된 액체는 수용기로 흘러 들어갑니다. 이 물질이 더 이상 혼합물에 없으면 온도가 상승하기 시작하고 시간이 지남에 따라 다른 액체 성분이 끓게 됩니다. 비휘발성 액체가 용기에 남아 있습니다.
쌀. 6. 증류를 위한 실험실 설치: a - 기존; b - 단순화됨
1 - 끓는점이 다른 액체의 혼합물;
2 - 온도계;
3 - 물 냉장고;
4 - 수신기
몇 가지 사용법을 살펴보겠습니다. 행동 양식 혼합물의 분리.
여과 과정은 먼지가 매우 많은 방에서 작업하는 사람의 폐를 보호하는 장치인 호흡기의 작동에 기초합니다. 호흡보호구에는 먼지가 폐로 들어가는 것을 방지하는 필터가 있습니다(그림 7). 가장 간단한 인공호흡기는 여러 겹의 거즈로 만든 붕대입니다. 진공청소기에도 공기 중의 먼지를 제거하는 필터가 있습니다.
쌀. 7. 인공호흡기를 착용한 작업자
물에서 용해성 물질과 불용성 물질의 혼합물을 어떤 방법으로 분리할 수 있는지 결론을 내리십시오.
이질적인 (이질적인) | 동질적인 (균질한) |
| 이종 혼합물은 육안이나 돋보기 또는 현미경으로 원래 구성 요소 사이의 경계면을 식별할 수 있는 혼합물입니다. | 이러한 혼합물의 물질은 분자 수준에서 가능한 한 많이 서로 혼합됩니다. 이러한 혼합물에서는 현미경으로도 원래 구성 요소 사이의 경계면을 감지하는 것이 불가능합니다. |
| 예 | |
| 현탁액(고체 + 액체) 에멀젼(액체+액체) 연기(고체+기체) 고체 분말 혼합물(고체+고체) | 진정한 솔루션(예: 식염을 물에 녹인 용액, 물에 알코올을 녹인 용액) 고용체(금속 합금, 결정질 염 수화물) 가스 용액(서로 반응하지 않는 가스의 혼합물) |
혼합물 분리 방법
기체-액체, 액체-고체, 기체-고체 유형의 이종 혼합물은 중력의 영향으로 시간이 지나면 불안정합니다. 이러한 혼합물에서는 밀도가 낮은 성분은 점차 위로 올라가고(부유), 밀도가 높을수록 가라앉습니다(안정). 시간이 지남에 따라 혼합물이 자발적으로 분리되는 과정을 방어. 예를 들어, 고운 모래와 물의 혼합물은 매우 빠르게 자발적으로 두 부분으로 나뉩니다.
실험실 조건에서 액체로부터 더 높은 밀도의 물질을 증착하는 과정을 가속화하기 위해 종종 더 발전된 침전 방법 버전을 사용합니다. 원심분리. 원심분리기에서 중력의 역할은 회전 중에 항상 발생하는 원심력에 의해 수행됩니다. 원심력은 회전 속도에 직접적으로 의존하기 때문에 단위 시간당 원심 분리기의 회전 수를 늘리는 것만으로 중력보다 몇 배 더 크게 만들 수 있습니다. 덕분에 침전에 비해 혼합물이 훨씬 빠르게 분리됩니다.
침전 또는 원심분리 후 다음 방법을 이용하여 상층액과 침전물을 분리할 수 있습니다. 디캔팅- 침전물에서 액체를 조심스럽게 배출합니다.
분리 깔대기를 사용하여 (침전 후) 서로 불용성인 두 액체의 혼합물을 분리할 수 있습니다. 작동 원리는 다음 그림에서 분명합니다.
서로 다른 응집 상태의 물질 혼합물을 분리하기 위해 침전 및 원심분리 외에도 여과도 널리 사용됩니다. 이 방법은 혼합물의 성분에 따라 필터의 처리량이 다르다는 사실로 구성됩니다. 가장 흔히 이는 입자 크기의 차이로 인해 발생하지만 혼합물의 개별 구성 요소가 필터 표면과 더 강하게 상호 작용하기 때문에 발생할 수도 있습니다( 흡착된다그들을).
예를 들어, 물과 함께 고체 불용성 분말의 현탁액은 다공성 종이 필터를 사용하여 분리할 수 있습니다. 고체는 필터에 남아 있고 물은 필터를 통과하여 그 아래에 있는 용기에 수집됩니다.
어떤 경우에는 구성 요소의 서로 다른 자기 특성으로 인해 이종 혼합물이 분리될 수 있습니다. 예를 들어, 황과 금속 철 분말의 혼합물은 자석을 사용하여 분리할 수 있습니다. 황 입자와 달리 철 입자는 자석에 의해 끌어당겨 고정됩니다.
다음을 이용한 혼합물 성분의 분리 자기장~라고 불리는 자기 분리.
혼합물이 액체 내 내화성 고체 용액인 경우, 이 물질은 용액을 증발시켜 액체에서 분리할 수 있습니다.
액체의 균일한 혼합물을 분리하려면 다음과 같은 방법을 사용합니다. 증류,또는 증류. 이 방법은 증발과 유사한 작동 원리를 가지고 있지만 휘발성 성분과 비휘발성 성분뿐만 아니라 비교적 끓는점이 가까운 물질도 분리할 수 있습니다. 증류 장치의 가장 간단한 옵션 중 하나가 아래 그림에 나와 있습니다.
증류 공정의 의미는 액체 혼합물이 끓을 때 더 가볍게 끓는 성분의 증기가 먼저 증발한다는 것입니다. 이 물질의 증기는 냉장고를 통과한 후 응축되어 수용기로 흘러 들어갑니다. 증류 방법은 석유 산업에서 1차 정유 과정에서 오일을 유분(가솔린, 등유, 경유 등)으로 분리하기 위해 널리 사용됩니다.
증류법을 이용하면 불순물(주로 염분)을 정제한 물도 생산됩니다. 증류를 통해 정제된 물을 물이라고 합니다. 증류수.