Чисті речовини та суміші речовин.


Індивідуально чиста речовина володіє певним набором характеристичних властивостей. Від чистих речовин слід відрізняти суміші речовин, які можуть складатися з двох або більшої кількості чистих речовин, що зберігають притаманні їм властивості.
Суміші речовин діляться на гомогенні (однорідні) і гетерогенні (неоднорідні). У таблиці наведені різні приклади можливих сумішей речовин у різних агрегатних станах.

Агрегатний стан складових частин (до утворення суміші)
Гомогенна суміш (система)
Гетерогенна суміш (система)
Тверде/тверде
Тверді розчини, сплави, наприклад латунь, бронза
Гірські породи, наприклад граніт, мінераловмістні руди
Тверде/рідке
Рідкі розчини, наприклад водні розчини солей
А. Тверде в рідкому: суспензії або суспензії, наприклад частинки глини у воді, колоїдні розчини
Б. Рідке у твердому: рідина в пористих тілах, наприклад ґрунти
Тверде/газоподібне
Хемосорбований водень в платині, паладії, сталях
А. Тверде в газоподібному: порошки, аерозолі, дим, пил, смог
Б. Газоподібне в твердому: пористі матеріали, наприклад пемза, пінопласт
Рідке/рідке
Рідкі розчини, наприклад розчин оцтової кислоти у воді
Дво- і багатошарові рідкі системи, емульсії, наприклад молоко – краплі рідкого жиру у воді
Рідке/газоподібне
Рідкі розчини, наприклад розчин діоксиду вуглецю у воді
А. Рідке в газоподібному: аерозолі рідини в газі, тумани
Б. Газоподібне в рідкому: піни, наприклад мильна піна
Газоподібне/газоподібне
Газові розчини (суміші у будь-яких кількостях і будь-якого числа газів)
Гетерогенна система неможлива


В гомогенних сумішах складові частини не можна виявити ні візуально, ні за допомогою оптичних приладів, оскільки речовини знаходяться в роздробленому стані на мікрорівні. Гомогенними сумішами є суміші будь-яких газів і істинні розчини, а також суміші деяких рідин і твердих речовин, наприклад сплави.
У гетерогенних сумішах або візуально, або за допомогою оптичних приладів можна розрізнити області (агрегати) різних речовин, розмежовані поверхнею розділу; кожна з цих областей всередині себе гомогенна. Такі області називаються фазою.
Гомогенна суміш складається з однієї фази, гетерогенна суміш складається з двох або більшої кількості фаз.
Гетерогенні суміші, в яких одна фаза у вигляді окремих частинок розподілена в іншій, називаються дисперсними системами. У таких системах розрізняють дисперсійне середовище і дисперсну фазу (роздроблена в дисперсійному середовищі речовина).

Клас дисперстності
Розмір частинок дисперсної фази (d), м
Дисперсність (1/d), шт./м
Приклади
Істині розчини
… < 10-9
… > 109
Розчини натрію хлориду, цукрози, оцтової кислоти, мідного купоросу, сплави, газові суміші тощо.
Високодисперсні (колоїдні)
10-9 – 10-7
109 – 107
Колоїдні розчини золота, срібла, деякі розчини синтетичних та біологічних полімерів, туман, взагалі аерозолі (д.с. газоподібне), ліозолі (д.с. рідке), ксерозолі (д.с. тверде)
Середньодисперсні
10-7 – 10-5
107 – 105
Розчинна кава, цукрова пудра, мука, цемент тощо.
Грубодисперсні
10-5 < ...
… < 105
Крупи, цукровий пісок, щебень, тощо.

Чистими речовинами називаються речовини, які при проведенні фізичних методів не розділяються на два або більше інших речовин і не змінюють своїх фізичних властивостей.

У природі не існує абсолютно чистих речовин. Наприклад, так званий особливо чистий алюміній все ще містить 0,001% домішок інших речовин. Таким чином, абсолютно чиста речовина – це абстракція. Коли мова йде про яку не-будь речовину, то хімія користується цією абстракцією, тобто вважає, що речовина істинно чиста, хоча практично береться речовина з деяким вмістом домішок. Звичайно, хімік повинен прагнути використовувати у своїй практиці по можливості чисті речовини, що містять мінімальну кількість домішок, слід враховувати, що навіть незначний вміст домішок може істотно змінити хімічні властивості речовини.

Хімічна промисловість випускає реактиви різного ступеня чистоти, так що у хіміка завжди є вибір, залежно від мети використання реактиву. Так, для приготування охолоджувальних сумішей доцільно застосовувати технічний (невисокою ступеня очищення) хлорид натрію, тоді як для вивчення хімічних властивостей NaCl слід взяти хімічно чистий реактив.

За допомогою фізичних методів розділення можна провести поділ сумішей на їх складові частини, тобто на відносно чисті речовини.

Агрегатний стан складових частин (до утворення суміші)
Фізична властивість використовується для розділення
Метод розділення
Тверде/тверде
Щільність
Змочуваність
Розмір часток
Розчинність
Магнетизм
Відстоювання, седиментація
Флотація, пінна флотація
Просіювання
Екстракція, вилуговування
Магнітна сепарація
Тверде/рідке
Температура кипіння рідини
Щільність
Розмір часток
Розчинність твердої речовини
Випарювання, дистиляція, сушіння
Седиментація, декантація (зливання рідини з осаду)
Фільтрування
Кристалізація
Тверде/газоподібне
Щільність
Розмір часток
Електричний заряд твердих частинок
Седиментація, відцентрова сепарація
Фільтрування
Електро-фільтрування
Рідке/рідке
Щільність
Температура кипіння
Розчинність
Відстоювання (в ділильної воронці, в масловіддільнику), центрифугування
Дистиляція
Екстракція
Рідке/газоподібне
Щільність
Розчинність газу
Седиментація, відцентрова сепарація
Відгонка газу (шляхом підвищення температури), промивання за допомогою іншої рідини
Газоподібне/газоподібне
Температура конденсації
Абсорбційність
Адсорбційність
Розмір частинок
Маса
Конденсація
Абсорбція (поглинання об’ємом сорбенту)
Адсорбція (поглинання поверхнею сорбенту)
Дифузія
Центрифугування


Comments are closed.