2 Möglichkeiten, eine heterogene Mischung zu trennen. Trennung von Gemischen

Unterrichtsart. Neues Material lernen.

Unterrichtsziele. Lehrreich- die Konzepte „reine Substanz“ und „Gemisch“, homogene (homogene) und heterogene (heterogene) Gemische zu studieren, Möglichkeiten zur Trennung von Gemischen zu prüfen und den Schülern beizubringen, Gemische in Komponenten zu trennen.

Lehrreich- die intellektuellen und kognitiven Fähigkeiten der Studierenden entwickeln: wesentliche Merkmale und Eigenschaften hervorheben, Ursache-Wirkungs-Beziehungen herstellen, klassifizieren, analysieren, Schlussfolgerungen ziehen, Experimente durchführen, beobachten, Beobachtungen in Form von Tabellen, Diagrammen aufstellen.

Lehrreich- Förderung der Ausbildung der Studierenden in Organisation, Genauigkeit beim Experimentieren, der Fähigkeit zur gegenseitigen Hilfeleistung bei der Arbeit zu zweit, Wettbewerbsgeist bei der Durchführung von Übungen.

Lehrmethoden. Methoden zur Organisation pädagogischer und kognitiver Aktivitäten- verbal (heuristische Konversation), visuell (Tabellen, Zeichnungen, Demonstrationen von Experimenten), praktisch (Laborarbeiten, Übungen).

Methoden zur Stimulierung des Interesses am Lernen- kognitive Spiele, pädagogische Diskussionen.

Kontrollmethoden– mündliche Kontrolle, schriftliche Kontrolle, experimentelle Kontrolle.

Ausrüstung und Reagenzien.Auf Schülertischen- Papierbögen, Löffel für Substanzen, Glasstäbe, Wassergläser, Magnete, Schwefel- und Eisenpulver.

Auf dem Lehrerpult- Löffel, Reagenzgläser, Reagenzglashalter, Alkohollampe, Magnet, Wasser, Chemikalienbecher, ein Ständer mit Ring, ein Ständer mit Fuß, ein Trichter, Glasstäbe, Filter, ein Porzellanbecher, ein Scheidetrichter, ein Test Röhre mit Gasauslassrohr, Reagenzglas-Empfänger, „Glas-Kühlschrank“ mit Wasser, Filterpapierband (2x10 cm), rote Tinte, Kolben, Sieb, Eisen- und Schwefelpulver im Massenverhältnis 7:4, Flusssand, Speisesalz, Pflanzenöl, Kupfersulfatlösung, Grieß, Buchweizen.

WÄHREND DES UNTERRICHTS

Zeit organisieren

Markieren Sie die Abwesenden, erläutern Sie den Zweck der Unterrichtsstunde und stellen Sie den Schülern den Unterrichtsplan vor.

Planen Sie N u r o k a

1. Reinstoffe und Gemische. Unterscheidungsmerkmale.

2. Homogene und heterogene Gemische.

3. Methoden zur Trennung von Gemischen.

Gespräch zum Thema „Stoffe und ihre Eigenschaften“

Lehrer. Denken Sie daran, was Chemie studiert.

Student. Stoffe, Eigenschaften von Stoffen, Veränderungen, die bei Stoffen auftreten, d. h. Umwandlung von Stoffen.

Lehrer. Was ist ein Stoff?

Student. Materie ist das, woraus der physische Körper besteht.

Lehrer. Sie wissen, dass Substanzen einfach und komplex sind. Welche Stoffe nennt man einfach und welche komplex?

Student. Einfache Stoffe bestehen aus Atomen eines chemischen Elements, komplexe Stoffe bestehen aus Atomen verschiedener chemischer Elemente..

Lehrer. Welche physikalischen Eigenschaften haben Stoffe?

Student. Aggregatzustand, Schmelz- und Siedepunkte, elektrische und thermische Leitfähigkeit, Löslichkeit in Wasser usw..

Erläuterung des neuen Materials

Reinstoffe und Gemische.
Unterscheidungsmerkmale

Lehrer. Nur reine Stoffe haben konstante physikalische Eigenschaften. Nur reines destilliertes Wasser hat t pl = 0 °C, t kip = 100 °C, es hat keinen Geschmack. Meerwasser gefriert bei niedrigerer Temperatur und kocht bei höherer Temperatur, sein Geschmack ist bitter-salzig. Das Wasser des Schwarzen Meeres gefriert bei einer niedrigeren Temperatur und siedet bei einer höheren Temperatur als das Wasser der Ostsee. Warum? Tatsache ist, dass Meerwasser andere Stoffe enthält, zum Beispiel gelöste Salze, d.h. Es handelt sich um ein Gemisch aus verschiedenen Stoffen, deren Zusammensetzung in weiten Grenzen variiert, deren Eigenschaften jedoch nicht konstant sind. Der Begriff „Mischung“ wurde im 17. Jahrhundert definiert. Der englische Wissenschaftler Robert Boyle: „Eine Mischung ist ein integrales System bestehend aus heterogenen Komponenten.“

Berücksichtigen Sie die Besonderheiten einer Mischung und einer reinen Substanz. Dazu führen wir die folgenden Experimente durch.

Erleben Sie 1. Untersuchen Sie anhand der Versuchsanleitung die wesentlichen physikalischen Eigenschaften von Eisen- und Schwefelpulvern, stellen Sie eine Mischung dieser Pulver her und ermitteln Sie, ob diese Stoffe in der Mischung ihre Eigenschaften behalten.

Diskussion mit Studierenden über die Ergebnisse des Experiments.

Lehrer. Beschreiben Sie den Aggregatzustand und die Farbe von Schwefel.

Student. Schwefel ist ein gelber Feststoff.

Lehrer. Welchen Aggregatzustand und welche Farbe hat Eisen in Pulverform?

Student. Eisen ist eine harte graue Substanz.

Lehrer. In welcher Beziehung stehen diese Substanzen: a) zu einem Magneten; b) gießen?

Student. Eisen wird von einem Magneten angezogen, Schwefel jedoch nicht; Eisenpulver sinkt im Wasser, weil. Eisen ist schwerer als Wasser und Schwefelpulver schwimmt an der Wasseroberfläche, da es nicht vom Wasser benetzt wird.

Lehrer. Was lässt sich über das Verhältnis von Eisen und Schwefel in der Mischung sagen?

Student. Das Verhältnis von Eisen und Schwefel in der Mischung kann unterschiedlich sein, d.h. wankelmütig.

Lehrer. Bleiben die Eigenschaften von Eisen und Schwefel in der Mischung erhalten?

Student. Ja, die Eigenschaften jedes Stoffes in der Mischung bleiben erhalten.

Lehrer. Wie kann ein Gemisch aus Schwefel und Eisen getrennt werden?

Student. Dies kann durch physikalische Methoden erfolgen: einen Magneten oder Wasser.

Lehrer . Erfahrung 2. Jetzt werde ich die Reaktion der Wechselwirkung von Schwefel und Eisen zeigen. Ihre Aufgabe ist es, dieses Experiment sorgfältig zu beobachten und festzustellen, ob Eisen und Schwefel ihre Eigenschaften im durch die Reaktion erhaltenen Eisen(II)-sulfid behalten und ob Eisen und Schwefel mit physikalischen Methoden daraus abgetrennt werden können.

Ich vermische Eisen- und Schwefelpulver gründlich im Massenverhältnis 7:4:

m(Fe ) : M( S ) = A r ( Fe ): A r ( S ) = 56: 32 = 7: 4,

Ich gebe die Mischung in ein Reagenzglas, erhitze sie in der Flamme einer Alkohollampe, erhitze sie an einer Stelle stark und höre auf zu erhitzen, wenn eine heftige exotherme Reaktion beginnt. Nachdem das Reagenzglas abgekühlt ist, zerbreche ich es vorsichtig, nachdem ich es in ein Handtuch gewickelt habe, und entnehme den Inhalt. Schauen Sie sich die resultierende Substanz genau an – Eisen(II)-sulfid. Sind darin graues Eisenpulver und gelbes Schwefelpulver getrennt sichtbar?

Student. Nein, die resultierende Substanz hat eine dunkelgraue Farbe.

Lehrer. Dann teste ich die resultierende Substanz mit einem Magneten. Trennen sich Eisen und Schwefel?

Student. Nein, die resultierende Substanz ist nicht magnetisiert.

Lehrer. Ich habe Eisen(II)sulfid in Wasser gegeben. Was beobachten Sie dabei?

Student. Eisen(II)-sulfid sinkt im Wasser.

Lehrer. Behalten Schwefel und Eisen ihre Eigenschaften, wenn sie in Eisen(II)-sulfid eingebaut werden?

Student. Nein, der neue Stoff hat andere Eigenschaften als die für die Reaktion verwendeten Stoffe.

Lehrer. Ist es möglich, Eisen(II)-sulfid mit physikalischen Methoden in einfache Stoffe aufzutrennen?

Student. Nein, weder ein Magnet noch Wasser können Eisen(II)-sulfid in Eisen und Schwefel trennen.

Lehrer. Gibt es bei der Bildung einer Chemikalie eine Energieänderung?

Student. Ja, wenn beispielsweise Eisen und Schwefel interagieren, wird Energie freigesetzt.

Lehrer. Die Ergebnisse der Diskussion der Experimente werden wir in der Tabelle festhalten.

Tisch

Vergleichende Eigenschaften einer Mischung und einer reinen Substanz

Um diesen Teil der Lektion zu festigen, machen Sie die Übung: Bestimmen Sie die Stelle in der Abbildung(siehe S. 34) Dargestellt wird ein einfacher Stoff, ein komplexer Stoff oder ein Gemisch.

Homogene und heterogene Mischungen

Lehrer. Finden Sie heraus, ob sich die Mischungen optisch voneinander unterscheiden.

Der Lehrer demonstriert Beispiele für Suspensionen (Flusssand + Wasser), Emulsionen (Pflanzenöl + Wasser) und Lösungen (Luft in einem Kolben, Kochsalz + Wasser, Kleingeld: Aluminium + Kupfer oder Nickel + Kupfer).

Lehrer. In Suspensionen sind feste Partikel sichtbar, in Emulsionen flüssige Tröpfchen. Solche Gemische werden als heterogen (heterogen) bezeichnet, und in Lösungen sind die Komponenten nicht unterscheidbar, es handelt sich um homogene (homogene) Gemische. Betrachten Sie das Klassifizierungsschema für Gemische(Schema 1).

Schema 1

Nennen Sie Beispiele für jede Art von Mischung: Suspensionen, Emulsionen und Lösungen.

Methoden zur Trennung von Gemischen

Lehrer. In der Natur kommen Stoffe in Form von Gemischen vor. Für die Laborforschung, die industrielle Produktion, für die Bedürfnisse der Pharmakologie und Medizin werden reine Substanzen benötigt.

Zur Reinigung von Stoffen werden verschiedene Methoden zur Stofftrennung eingesetzt (Schema 2).

Schema 2

Diese Methoden basieren auf Unterschieden in den physikalischen Eigenschaften der Komponenten der Mischung.

Überlegen Sie, wie Sie sich trennen können heterogene Mischungen.

Wie kann man eine Suspension – eine Mischung aus Flusssand mit Wasser – trennen, also das Wasser vom Sand reinigen?

Student. Absetzen und dann filtern.

Lehrer. Rechts. Trennung Aufrechterhaltung basierend auf unterschiedlichen Stoffdichten. Schwererer Sand setzt sich am Boden ab. Sie können die Emulsion auch trennen: um Öl oder Pflanzenöl vom Wasser zu trennen. Im Labor kann dies über einen Scheidetrichter erfolgen. Erdöl oder Pflanzenöl bilden eine obere, leichtere Schicht. (Lehrer demonstriert relevante Experimente.)

Durch das Absetzen fällt Tau aus dem Nebel, Ruß lagert sich aus dem Rauch ab, Sahne setzt sich in der Milch ab.

Und was ist die Grundlage für die Trennung heterogener Gemische? Filterung?

Student. Über unterschiedliche Löslichkeit von Stoffen in Wasser und über unterschiedliche Partikelgrößen.

Lehrer. Zwar passieren nur ihnen entsprechende Stoffpartikel die Poren des Filters, während größere Partikel auf dem Filter zurückgehalten werden. So können Sie ein heterogenes Gemisch aus Speisesalz und Flusssand trennen.

Der Student zeigt Erfahrung: gießt Wasser in eine Mischung aus Sand und Salz, mischt und leitet dann die Suspension (Suspension) durch den Filter – eine Lösung von Salz in Wasser passiert den Filter und große, in Wasser unlösliche Sandpartikel verbleiben auf dem Filter.

Lehrer. Welche Stoffe können als Filter verwendet werden?

Student. Als Filter können verschiedene poröse Stoffe verwendet werden: Watte, Kohle, gebrannter Ton, Pressglas und andere.

Lehrer. Welche Beispiele für die Anwendung der Filterung im menschlichen Leben können Sie nennen?

Student. Das Filterverfahren ist die Grundlage für den Betrieb von Haushaltsgeräten, beispielsweise Staubsaugern. Es wird von Chirurgen verwendet - Mullbinden; Bohrer und Aufzugsarbeiter - Atemschutzmasken. Mit Hilfe eines Teesiebs zum Filtern von Teeblättern gelang es Ostap Bender, dem Helden der Arbeit von Ilf und Petrov, einen der Stühle von Ellochka Ogre („Die zwölf Stühle“) zu ergattern.

Lehrer. Und nun, nachdem wir uns mit diesen Methoden zur Trennung der Mischung vertraut gemacht haben, helfen wir der Heldin des russischen Volksmärchens „Wassilisa die Schöne“.

Student. In dieser Geschichte befahl Baba Yaga Vasilisa, den Roggen vom Nigella und den Mohn vom Boden zu trennen. Der Heldin des Märchens halfen Tauben. Wir können die Körner nun durch Filtration durch ein Sieb trennen, wenn die Körner unterschiedlich groß sind, oder durch Schütteln mit Wasser, wenn die Partikel unterschiedliche Dichten oder unterschiedliche Benetzbarkeit mit Wasser haben. Nehmen Sie als Beispiel eine Mischung aus Körnern unterschiedlicher Größe: eine Mischung aus Grieß und Buchweizen.(Der Schüler zeigt, wie Grieß mit kleineren Partikelgrößen durch ein Sieb geht und Buchweizen darauf zurückbleibt.)

Lehrer. Aber mit einem Stoffgemisch mit unterschiedlicher Benetzbarkeit mit Wasser sind Sie heute schon vertraut geworden. Von welcher Mischung spreche ich?

Student. Es ist eine Mischung aus Eisen- und Schwefelpulvern. Mit dieser Mischung haben wir ein Laborexperiment durchgeführt..

Lehrer. Denken Sie daran, wie Sie eine solche Mischung getrennt haben.

Student. Mit Hilfe des Eintauchens in Wasser und mit Hilfe eines Magneten.

Lehrer. Was haben Sie beim Trennen einer Mischung aus Eisen- und Schwefelpulvern mit Wasser beobachtet?

Student. Das nicht benetzbare Schwefelpulver schwamm an der Wasseroberfläche, während sich das schwere benetzbare Eisenpulver am Boden absetzte..

Lehrer. Und wie war die Trennung dieser Mischung mit einem Magneten?

Student. Eisenpulver wurde von einem Magneten angezogen, Schwefelpulver jedoch nicht..

Lehrer. So lernten wir drei Methoden zur Trennung heterogener Gemische kennen: Absetzen, Filtern und Magnetwirkung. Schauen wir uns nun Möglichkeiten zur Trennung an homogene (homogene) Mischungen. Denken Sie daran, dass wir nach dem Filtern des Sandes eine Salzlösung in Wasser erhielten – eine homogene Mischung. Wie isoliert man reines Salz aus einer Lösung?

Student. Verdampfung oder Kristallisation.

Der Lehrer führt ein Experiment vor: Wasser verdunstet und Salzkristalle bleiben in einer Porzellantasse zurück.

Lehrer. Wenn Wasser aus den Seen Elton und Baskunchak verdunstet, wird Speisesalz gewonnen. Diese Trennmethode basiert auf dem Unterschied in den Siedepunkten des Lösungsmittels und des gelösten Stoffes.

Zersetzt sich ein Stoff, beispielsweise Zucker, beim Erhitzen, verdampft das Wasser nicht vollständig – die Lösung verdampft und aus der gesättigten Lösung fallen dann Zuckerkristalle aus.

Manchmal ist es erforderlich, Verunreinigungen aus Lösungsmitteln mit niedrigerem Siedepunkt, beispielsweise Wasser aus Salz, zu entfernen. In diesem Fall müssen die Dämpfe des Stoffes gesammelt und beim Abkühlen kondensiert werden. Diese Methode zur Trennung einer homogenen Mischung wird aufgerufen Destillation oder Destillation.

Der Lehrer zeigt die Destillation einer Kupfersulfatlösung, bei der Wasser verdunstet T Siedepunkt = 100 °C, dann werden die Dämpfe in einem mit Wasser gekühlten Vorlageröhrchen in einem Becherglas kondensiert.

Lehrer. In speziellen Geräten – Destillierapparaten – wird destilliertes Wasser gewonnen, das für den Bedarf der Pharmakologie, Labore und Autokühlsysteme verwendet wird.

Der Student zeigt eine Zeichnung eines von ihm entworfenen „Geräts“ zum Destillieren von Wasser.

Lehrer. Wenn jedoch eine Mischung aus Alkohol und Wasser abgetrennt wird, wird als erstes Alkohol mit einem Siedepunkt von 78 °C abdestilliert (in einem Vorlageröhrchen gesammelt), und Wasser verbleibt im Reagenzglas. Durch Destillation werden aus Öl Benzin, Kerosin und Gasöl gewonnen.

Eine besondere Methode zur Trennung von Komponenten, basierend auf ihrer unterschiedlichen Absorption durch einen bestimmten Stoff, ist Chromatographie.

Der Lehrer demonstriert die Erfahrung. Er hängt einen Streifen Filterpapier über ein Gefäß mit roter Tinte und taucht nur das Ende des Streifens hinein. Die Lösung wird vom Papier aufgesaugt und steigt daran entlang. Aber die Grenze des Farbanstiegs bleibt hinter der Grenze des Wasseranstiegs zurück. Auf diese Weise erfolgt die Trennung zweier Stoffe: Wasser und der Farbstoff in der Tinte.

Lehrer. Mit Hilfe der Chromatographie gelang es dem russischen Botaniker M.S. Tsvet als erster, Chlorophyll aus den grünen Pflanzenteilen zu isolieren. In Industrie und Laboratorien werden anstelle von Filterpapier für die Chromatographie Stärke, Kohle, Kalkstein und Aluminiumoxid verwendet. Werden Stoffe immer mit dem gleichen Reinigungsgrad benötigt?

Student. Für unterschiedliche Zwecke werden Substanzen mit unterschiedlichem Reinigungsgrad benötigt. Das Kochwasser ist ausreichend stabil, um Verunreinigungen und das zur Desinfektion verwendete Chlor zu entfernen. Trinkwasser muss zunächst abgekocht werden. Und in chemischen Labors zur Herstellung von Lösungen und Experimenten, in der Medizin wird destilliertes Wasser benötigt, möglichst gereinigt von den darin gelösten Stoffen. Hochreine Stoffe, deren Gehalt an Verunreinigungen ein Millionstel Prozent nicht überschreitet, werden in der Elektronik-, Halbleiter-, Nukleartechnik- und anderen Präzisionsindustrie eingesetzt.

Lehrer. Hören Sie sich L. Martynovs Gedicht „Destilliertes Wasser“ an:

Wasser
Begünstigt
gießen!
Sie
leuchtete
So rein
Was auch immer zu trinken ist
Nicht waschen.
Und es war kein Zufall.
Sie vermisste
Willows, Tala
Und die Bitterkeit blühender Weinreben,
Sie vermisste Algen
Und von Libellen fettiger Fisch.
Sie vermisste es, wellig zu sein
Sie vermisste es, überall hin zu fließen.
Sie hatte nicht genug Leben.
Sauber -
Destilliertes Wasser!

Um die Aufnahme des Stoffes zu festigen und zu testen, beantworten die Studierenden folgende Fragen: Fragen.

1. Beim Zerkleinern von Erz in Bergbau- und Verarbeitungsanlagen fallen Bruchstücke von Eisenwerkzeugen hinein. Wie können sie aus Erz gewonnen werden?

2. Vor dem Recycling von Hausmüll und Altpapier müssen Eisengegenstände entsorgt werden. Wie geht das am einfachsten?

3. Der Staubsauger saugt staubhaltige Luft an und gibt saubere Luft ab. Warum?

4. Das Wasser nach der Autowäsche in großen Garagen ist mit Motoröl verunreinigt. Was ist vor dem Ablassen in die Kanalisation zu tun?

5. Mehl wird durch Sieben von Kleie befreit. Warum tun sie das?

6. Wie trennt man Zahnpulver und Speisesalz? Benzin und Wasser? Alkohol und Wasser?

Literatur

Alikberova L.Yu. Unterhaltsame Chemie. M.: AST-Press, 1999; Gabrielyan O.S., Voskoboynikova N.P., Yashukova A.V. Handbuch des Lehrers. Chemie. 8. Klasse. Moskau: Bustard, 2002; Gabrielyan O.S. Chemie.
8. Klasse. Moskau: Bustard, 2000; Guzey L.S., Sorokin V.V., Surovtseva R.P. Chemie. 8. Klasse. Moskau: Bustard, 1995; Ilf I.A., Petrov E.P. Die zwölf Stühle. M.: Aufklärung, 1987; Kuznetsova N.E., Titova I.M., Gara N.N., Zhegin A.Yu. Chemie. Lehrbuch für Schüler der 8. Klasse von Bildungseinrichtungen. M.: Ventana-Graf, 1997; Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chemie. Lehrbuch für Bildungseinrichtungen der 8. Klasse. Moskau: Bildung, 2000; Tyldsepp A.A., Kork V.A.. Wir studieren Chemie. Moskau: Bildung, 1998.

Thema: „Methoden zur Stofftrennung“ (Klasse 8)

theoretischer Block.

Der Begriff „Mischung“ wurde im 17. Jahrhundert definiert. Englischer Wissenschaftler Robert Boyle: „Eine Mischung ist ein integrales System bestehend aus heterogenen Komponenten.“

Vergleichende Eigenschaften einer Mischung und einer reinen Substanz

Vergleichszeichen	reine Substanz	Mischung
	Konstante	wankelmütig
Substanzen	Dasselbe	Verschieden
Physikalische Eigenschaften	Dauerhaft	Wankelmütig
Energieveränderung während der Bildung	geht weiter	Passiert nicht
Trennung	Durch chemische Reaktionen	Physikalische Methoden

Mischungen unterscheiden sich im Aussehen voneinander.

Die Einstufung der Gemische ist in der Tabelle dargestellt:

Hier sind Beispiele für Suspensionen (Flusssand + Wasser), Emulsionen (Pflanzenöl + Wasser) und Lösungen (Luft im Kolben, Salz + Wasser, Kleingeld: Aluminium + Kupfer oder Nickel + Kupfer).

Methoden zur Trennung von Gemischen

In der Natur kommen Stoffe in Form von Gemischen vor. Für die Laborforschung, die industrielle Produktion, für die Bedürfnisse der Pharmakologie und Medizin werden reine Substanzen benötigt.

Zur Reinigung von Stoffen werden verschiedene Methoden der Gemischtrennung eingesetzt.

Verdunstung ist die Trennung von in einer Flüssigkeit gelösten Feststoffen durch Umwandlung in Dampf.

Destillation- Destillation, Trennung der in flüssigen Gemischen enthaltenen Stoffe nach Siedepunkten und anschließende Abkühlung des Dampfes.

In der Natur kommt Wasser in seiner reinen Form (ohne Salze) nicht vor. Meeres-, Meer-, Fluss-, Brunnen- und Quellwasser sind verschiedene Salzlösungen im Wasser. Allerdings benötigen Menschen oft sauberes Wasser, das keine Salze enthält (wird in Automotoren verwendet; in der chemischen Produktion zur Gewinnung verschiedener Lösungen und Substanzen; bei der Herstellung von Fotografien). Solches Wasser wird destilliert genannt, und die Methode zu seiner Gewinnung heißt Destillation.

Unter Filtration versteht man das Filtern von Flüssigkeiten (Gasen) durch einen Filter, um sie von festen Verunreinigungen zu reinigen.

Diese Methoden basieren auf Unterschieden in den physikalischen Eigenschaften der Komponenten der Mischung.

Überlegen Sie, wie Sie sich trennen können heterogen und homogene Mischungen.

Mischungsbeispiel	Trennmethode
Suspension – eine Mischung aus Flusssand und Wasser	sich niederlassen Trennung Aufrechterhaltung basierend auf unterschiedlichen Stoffdichten. Schwererer Sand setzt sich am Boden ab. Sie können die Emulsion auch trennen: um Öl oder Pflanzenöl vom Wasser zu trennen. Im Labor kann dies über einen Scheidetrichter erfolgen. Öl oder Pflanzenöl bildet die oberste, hellere Schicht. Durch das Absetzen fällt Tau aus dem Nebel, Ruß lagert sich aus dem Rauch ab, Sahne setzt sich in der Milch ab. Trennung einer Mischung aus Wasser und Pflanzenöl durch Sedimentation
Eine Mischung aus Sand und Speisesalz in Wasser	Filtration Was ist die Grundlage für die Trennung heterogener Gemische? Filterung?Über unterschiedliche Löslichkeiten von Stoffen in Wasser und über unterschiedliche Partikelgrößen. Nur ihnen entsprechende Stoffpartikel passieren die Poren des Filters, während größere Partikel auf dem Filter zurückgehalten werden. So können Sie ein heterogenes Gemisch aus Speisesalz und Flusssand trennen. Als Filter können verschiedene poröse Stoffe verwendet werden: Watte, Kohle, gebrannter Ton, Pressglas und andere. Das Filterverfahren ist die Grundlage für den Betrieb von Haushaltsgeräten, beispielsweise Staubsaugern. Es wird von Chirurgen verwendet - Mullbinden; Bohrer und Aufzugsarbeiter - Atemschutzmasken. Mit Hilfe eines Teesiebs zum Filtern von Teeblättern gelang es Ostap Bender, dem Helden der Arbeit von Ilf und Petrov, einen der Stühle von Ellochka Ogre („Die zwölf Stühle“) zu ergattern. Trennung einer Mischung aus Stärke und Wasser durch Filtration
Eine Mischung aus Eisenpulver und Schwefel	Aktion durch Magnet oder Wasser Eisenpulver wurde von einem Magneten angezogen, Schwefelpulver jedoch nicht. Das nicht benetzbare Schwefelpulver schwamm an der Wasseroberfläche, während sich das schwere benetzbare Eisenpulver am Boden absetzte. Trennung eines Schwefel-Eisen-Gemisches mittels Magnet und Wasser
Eine Salzlösung in Wasser ist eine homogene Mischung	Verdampfung oder Kristallisation Das Wasser verdunstet und Salzkristalle bleiben in der Porzellantasse zurück. Wenn Wasser aus den Seen Elton und Baskunchak verdunstet, wird Speisesalz gewonnen. Diese Trennmethode basiert auf dem Unterschied in den Siedepunkten des Lösungsmittels und des gelösten Stoffes. Wenn sich ein Stoff, beispielsweise Zucker, beim Erhitzen zersetzt, verdampft das Wasser nicht vollständig – die Lösung verdampft und dann fallen Zuckerkristalle aus aus einer gesättigten Lösung. Manchmal ist es erforderlich, Verunreinigungen aus Lösungsmitteln mit niedrigerer Siedetemperatur zu entfernen, beispielsweise Wasser aus Salz. In diesem Fall müssen die Dämpfe des Stoffes gesammelt und beim Abkühlen kondensiert werden. Diese Methode zur Trennung einer homogenen Mischung wird aufgerufen Destillation oder Destillation. In speziellen Geräten – Destillierapparaten – wird destilliertes Wasser gewonnen, das für den Bedarf der Pharmakologie, Labore und Autokühlsysteme verwendet wird. Zu Hause können Sie einen solchen Brenner entwerfen: Wenn jedoch eine Mischung aus Alkohol und Wasser abgetrennt wird, wird als erstes Alkohol mit einem Siedepunkt von 78 °C abdestilliert (in einem Vorlageröhrchen gesammelt), und Wasser verbleibt im Reagenzglas. Durch Destillation werden aus Öl Benzin, Kerosin und Gasöl gewonnen. Trennung homogener Gemische

Eine besondere Methode zur Trennung von Komponenten, basierend auf ihrer unterschiedlichen Aufnahme durch einen bestimmten Stoff, ist Chromatographie.

Mit Hilfe der Chromatographie gelang es dem russischen Botaniker M. S. Tsvet als erster, Chlorophyll aus den grünen Pflanzenteilen zu isolieren. In Industrie und Laboratorien werden anstelle von Filterpapier für die Chromatographie Stärke, Kohle, Kalkstein und Aluminiumoxid verwendet. Werden Stoffe immer mit dem gleichen Reinigungsgrad benötigt?

Für unterschiedliche Zwecke werden Substanzen mit unterschiedlichem Reinigungsgrad benötigt. Das Kochwasser ist ausreichend stabil, um Verunreinigungen und das zur Desinfektion verwendete Chlor zu entfernen. Trinkwasser muss zunächst abgekocht werden. Und in chemischen Labors zur Herstellung von Lösungen und Experimenten, in der Medizin wird destilliertes Wasser benötigt, möglichst gereinigt von den darin gelösten Stoffen. Hochreine Stoffe, deren Gehalt an Verunreinigungen ein Millionstel Prozent nicht überschreitet, werden in der Elektronik-, Halbleiter-, Nukleartechnik- und anderen Präzisionsindustrie eingesetzt.

Methoden zum Ausdrücken der Zusammensetzung von Gemischen.

Massenanteil der Komponente in der Mischung- das Verhältnis der Masse der Komponente zur Masse der gesamten Mischung. Normalerweise wird der Massenanteil in % ausgedrückt, aber nicht unbedingt.

ω [„Omega“] = m Komponente / m Mischung

Stoffmengenanteil einer Komponente in einer Mischung- das Verhältnis der Molzahl (Stoffmenge) der Komponente zur Gesamtmolzahl aller Stoffe im Gemisch. Wenn das Gemisch beispielsweise die Stoffe A, B und C enthält, dann:

χ [„chi“] Komponente A \u003d n Komponente A / (n (A) + n (B) + n (C))

Molverhältnis der Komponenten. Manchmal wird bei Aufgaben für eine Mischung das Molverhältnis ihrer Komponenten angegeben. Zum Beispiel:

n Komponente A: n Komponente B = 2: 3

Volumenanteil der Komponente in der Mischung (nur für Gase)- das Verhältnis des Volumens des Stoffes A zum Gesamtvolumen des gesamten Gasgemisches.

φ [„phi“] = V-Komponente / V-Mischung

Übungsblock.

Betrachten Sie drei Beispiele für Probleme, bei denen Metallmischungen reagieren Salzsäure Säure:

Beispiel 1Als eine Mischung aus Kupfer und Eisen mit einem Gewicht von 20 g einem Überschuss an Salzsäure ausgesetzt wurde, wurden 5,6 Liter Gas (n.o.) freigesetzt. Bestimmen Sie die Massenanteile der Metalle in der Mischung.

Im ersten Beispiel reagiert Kupfer nicht mit Salzsäure, d. h. bei der Reaktion der Säure mit Eisen wird Wasserstoff freigesetzt. Wenn wir also das Volumen des Wasserstoffs kennen, können wir sofort die Menge und Masse des Eisens ermitteln. Und dementsprechend die Massenanteile der Stoffe im Gemisch.

Lösungsbeispiel 1.

Ermittlung der Wasserstoffmenge:
n \u003d V / V m \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol.

Nach der Reaktionsgleichung:

Die Eisenmenge beträgt ebenfalls 0,25 Mol. Sie können seine Masse finden:
m Fe \u003d 0,25 · 56 \u003d 14 g.

Antwort: 70 % Eisen, 30 % Kupfer.

Beispiel 2Unter Einwirkung eines Überschusses an Salzsäure auf eine Mischung aus Aluminium und Eisen mit einem Gewicht von 11 g wurden 8,96 Liter Gas (n.o.) freigesetzt. Bestimmen Sie die Massenanteile der Metalle in der Mischung.

Im zweiten Beispiel ist die Reaktion beide Metall. Dabei wird bei beiden Reaktionen bereits Wasserstoff aus der Säure freigesetzt. Daher kann hier keine direkte Berechnung angewendet werden. In solchen Fällen ist es zweckmäßig, die Lösung mit einem sehr einfachen Gleichungssystem zu lösen, indem man für x die Molzahl eines der Metalle und für y die Stoffmenge des zweiten annimmt.

Beispiel 2 Lösung.

Ermittlung der Wasserstoffmenge:
n \u003d V / V m \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol.

Die Menge an Aluminium sei x Mol und die Eisenmenge y Mol. Dann können wir die Menge des freigesetzten Wasserstoffs in Form von x und y ausdrücken:

2HCl \u003d FeCl 2 +

Wir kennen die Gesamtmenge an Wasserstoff: 0,4 Mol. Bedeutet,
1,5x + y = 0,4 (dies ist die erste Gleichung im System).

Für eine Mischung von Metallen müssen Sie ausdrücken Massen durch Stoffmengen.
m = Mn
Also die Masse an Aluminium
m Al = 27x,
Masse aus Eisen
mFe = 56y,
und die Masse der gesamten Mischung
27x + 56y = 11 (dies ist die zweite Gleichung im System).

Wir haben also ein System aus zwei Gleichungen:

Es ist viel bequemer, solche Systeme mit der Subtraktionsmethode zu lösen, indem man die erste Gleichung mit 18 multipliziert:
27x + 18y = 7,2
und Subtrahieren der ersten Gleichung von der zweiten:
(56 - 18)y \u003d 11 - 7,2
y \u003d 3,8 / 38 \u003d 0,1 mol (Fe)
x = 0,2 mol (Al)

m Fe = n M = 0,1 · 56 = 5,6 g
m Al = 0,2 · 27 = 5,4 g
ω Fe = m Fe / m Mischung = 5,6 / 11 = 0,50909 (50,91 %),

jeweils,
ω Al = 100 % – 50,91 % = 49,09 %

Antwort: 50,91 % Eisen, 49,09 % Aluminium.

Beispiel 316 g einer Mischung aus Zink, Aluminium und Kupfer wurden mit einem Überschuss an Salzsäurelösung behandelt. Dabei wurden 5,6 l Gas (n.o.) freigesetzt und 5 g der Substanz lösten sich nicht. Bestimmen Sie die Massenanteile der Metalle in der Mischung.

Im dritten Beispiel reagieren zwei Metalle, das dritte Metall (Kupfer) reagiert jedoch nicht. Daher ist der Rest von 5 g die Masse von Kupfer. Die Mengen der verbleibenden zwei Metalle – Zink und Aluminium (beachten Sie, dass ihre Gesamtmasse 16 – 5 = 11 g beträgt) können mithilfe eines Gleichungssystems wie in Beispiel Nr. 2 ermittelt werden.

Antwort zu Beispiel 3: 56,25 % Zink, 12,5 % Aluminium, 31,25 % Kupfer.

Beispiel 4Eine Mischung aus Eisen, Aluminium und Kupfer wurde mit einem Überschuss kalter konzentrierter Schwefelsäure behandelt. Gleichzeitig löste sich ein Teil der Mischung auf und es wurden 5,6 Liter Gas (n.o.) freigesetzt. Die verbleibende Mischung wurde mit einem Überschuss an Natriumhydroxidlösung behandelt. Es entwickelten sich 3,36 Liter Gas und es verblieben 3 g ungelöster Rückstand. Bestimmen Sie die Masse und Zusammensetzung der anfänglichen Metallmischung.

Denken Sie in diesem Beispiel daran kalt konzentriert Schwefelsäure reagiert nicht mit Eisen und Aluminium (Passivierung), sondern mit Kupfer. Dabei wird Schwefeloxid (IV) freigesetzt.
Mit Alkali reagiert nur Aluminium- amphoteres Metall (neben Aluminium lösen sich auch Zink und Zinn in Alkalien, und Beryllium kann noch in heißer konzentrierter Lauge gelöst werden).

Beispiel 4 Lösung.

Nur Kupfer reagiert mit konzentrierter Schwefelsäure, die Anzahl der Gasmole:
n SO2 \u003d V / Vm \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol


	2H 2 SO 4 (konz.) = CuSO 4 +

(Vergessen Sie nicht, dass solche Reaktionen mit einer elektronischen Waage ausgeglichen werden müssen)
Da das Molverhältnis von Kupfer und Schwefeldioxid 1:1 beträgt, beträgt der Kupferanteil ebenfalls 0,25 Mol. Die Masse von Kupfer finden Sie hier:
m Cu \u003d n M \u003d 0,25 · 64 \u003d 16 g.
Aluminium reagiert mit einer Alkalilösung und es entstehen ein Aluminiumhydroxokomplex und Wasserstoff:
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2

Al 0 − 3e = Al 3+

2H + + 2e = H 2
Anzahl der Mole Wasserstoff:
n H3 \u003d 3,36 / 22,4 \u003d 0,15 mol,
Das Molverhältnis von Aluminium und Wasserstoff beträgt 2:3 und daher
nAl \u003d 0,15 / 1,5 \u003d 0,1 mol.
Aluminiumgewicht:
m Al \u003d n M \u003d 0,1 27 \u003d 2,7 g
Der Rest ist Eisen mit einem Gewicht von 3 g. Die Masse der Mischung können Sie ermitteln:
m Mischung = 16 + 2,7 + 3 = 21,7 g.
Massenanteile von Metallen:

ω Cu \u003d m Cu / m Mischung \u003d 16 / 21,7 \u003d 0,7373 (73,73 %)
ωAl = 2,7 / 21,7 = 0,1244 (12,44%)
ω Fe = 13,83 %

Antwort: 73,73 % Kupfer, 12,44 % Aluminium, 13,83 % Eisen.

Beispiel 521,1 g einer Mischung aus Zink und Aluminium wurden in 565 ml einer Salpetersäurelösung mit 20 Gew.-% gelöst. % HNO 3 und mit einer Dichte von 1,115 g/ml. Das Volumen des freigesetzten Gases, das eine einfache Substanz und das einzige Produkt der Reduktion von Salpetersäure ist, betrug 2,912 l (n.o.). Bestimmen Sie die Zusammensetzung der resultierenden Lösung in Massenprozent. (RCTU)

Der Text dieser Aufgabe weist deutlich auf das Produkt der Stickstoffreduktion hin – „einfache Substanz“. Da Salpetersäure mit Metallen keinen Wasserstoff bildet, handelt es sich um Stickstoff. Beide Metalle lösten sich in Säure.
Das Problem stellt nicht die Zusammensetzung der anfänglichen Metallmischung dar, sondern die Zusammensetzung der nach den Reaktionen erhaltenen Lösung. Dies macht die Aufgabe schwieriger.

Beispiel 5 Lösung.

Bestimmen Sie die Menge der Gassubstanz:
n N2 \u003d V / Vm \u003d 2,912 / 22,4 \u003d 0,13 mol.

Wir bestimmen die Masse der Salpetersäurelösung, die Masse und Menge des gelösten Stoffes HNO3:

m Lösung \u003d ρ V \u003d 1,115 · 565 \u003d 630,3 g
m HNO3 \u003d ω m Lösung \u003d 0,2 630,3 \u003d 126,06 g
n HNO3 \u003d m / M \u003d 126,06 / 63 \u003d 2 mol

Bitte beachten Sie: Da sich die Metalle vollständig aufgelöst haben, bedeutet dies: gerade genug Säure(Diese Metalle reagieren nicht mit Wasser). Dementsprechend ist eine Überprüfung erforderlich Gibt es zu viel Säure? und wie viel davon nach der Reaktion in der resultierenden Lösung verbleibt.

Wir stellen die Reaktionsgleichungen auf ( Vergessen Sie nicht die elektronische Waage) und um die Berechnungen zu vereinfachen, nehmen wir für 5x die Menge an Zink und für 10y die Menge an Aluminium. Dann beträgt Stickstoff in der ersten Reaktion gemäß den Koeffizienten in den Gleichungen x mol und in der zweiten 3y mol:


	12HNO 3 \u003d 5Zn (NO 3) 2 +

Zn 0 − 2e = Zn 2+
2N+5+10e=N2


	36HNO 3 \u003d 10Al (NO 3) 3 +

Es ist praktisch, dieses System zu lösen, indem man die erste Gleichung mit 90 multipliziert und die erste Gleichung von der zweiten subtrahiert.

x \u003d 0,04, was bedeutet n Zn \u003d 0,04 · 5 \u003d 0,2 mol
y \u003d 0,03, was bedeutet, dass n Al \u003d 0,03 · 10 \u003d 0,3 mol

Lassen Sie uns die Masse der Mischung überprüfen:
0,2 65 + 0,3 27 \u003d 21,1 g.

Kommen wir nun zur Zusammensetzung der Lösung. Es ist zweckmäßig, die Reaktionen noch einmal umzuschreiben und über die Reaktionen die Mengen aller reagierten und gebildeten Stoffe (außer Wasser) zu schreiben:

Die nächste Frage lautet: Ist Salpetersäure in der Lösung geblieben und wie viel ist noch übrig?
Gemäß den Reaktionsgleichungen beträgt die Säuremenge, die reagiert hat:
n HNO3 \u003d 0,48 + 1,08 \u003d 1,56 mol,
diese. Die Säure war im Überschuss vorhanden und Sie können den Rest in der Lösung berechnen:
n HNO3 Rest. \u003d 2 - 1,56 \u003d 0,44 Mol.

Also rein endgültige Lösung enthält:

Zinknitrat in einer Menge von 0,2 Mol:
m Zn(NO3)2 = n M = 0,2 · 189 = 37,8 g
Aluminiumnitrat in einer Menge von 0,3 Mol:
m Al(NO3)3 = n M = 0,3 · 213 = 63,9 g
ein Überschuss an Salpetersäure in einer Menge von 0,44 Mol:
m HNO3 Rest. = n M = 0,44 63 = 27,72 g

Wie groß ist die Masse der Endlösung?
Denken Sie daran, dass die Masse der endgültigen Lösung aus den Komponenten besteht, die wir gemischt haben (Lösungen und Substanzen), abzüglich der Reaktionsprodukte, die die Lösung verlassen haben (Niederschläge und Gase):

Dann zu unserer Aufgabe:

Ich bin neu Lösung \u003d Masse der Säurelösung + Masse der Metalllegierung - Masse des Stickstoffs
m N2 = n M = 28 (0,03 + 0,09) = 3,36 g
Ich bin neu Lösung = 630,3 + 21,1 – 3,36 = 648,04 g

ωZn (NO 3) 2 = m in-va / m Lösung = 37,8 / 648,04 = 0,0583
ωAl (NO 3) 3 \u003d m in-va / m Lösung \u003d 63,9 / 648,04 \u003d 0,0986
ω HNO3 Rest. \u003d m in-va / m Lösung \u003d 27,72 / 648,04 \u003d 0,0428

Antwort: 5,83 % Zinknitrat, 9,86 % Aluminiumnitrat, 4,28 % Salpetersäure.

Beispiel 6Bei der Verarbeitung von 17,4 g einer Mischung aus Kupfer, Eisen und Aluminium mit einem Überschuss an konzentrierter Salpetersäure wurden 4,48 Liter Gas (n.o.) freigesetzt, und wenn diese Mischung der gleichen Masse an überschüssiger Salzsäure ausgesetzt wurde, 8,96 Liter Gas (n.o.). u.). Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Ausgangsmischung. (RCTU)

Bei der Lösung dieses Problems müssen wir zunächst bedenken, dass konzentrierte Salpetersäure mit einem inaktiven Metall (Kupfer) NO 2 ergibt und Eisen und Aluminium nicht damit reagieren. Salzsäure hingegen reagiert nicht mit Kupfer.

Antwort für Beispiel 6: 36,8 % Kupfer, 32,2 % Eisen, 31 % Aluminium.

Erläuterungen

Reinstoffe und Mischungen. Wege Trennung Mischungen. Ein Verständnis für reine Substanzen entwickeln und Mischungen. Wege Reinigungssubstanzen: ... Substanzen zu verschiedenen Klassen organische Verbindungen. Charakterisieren: einfach Klassen organische Verbindungen...

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Beurteilung des Wissens der Studierenden über die Möglichkeit und Wege Trennung Mischungen Substanzen; die Ausbildung einschlägiger experimenteller Fähigkeiten ... Klassifizierung und chemische Eigenschaften von Grundstoffen Klassen anorganische Verbindungen, die Bildung von Ideen über ...

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... Mischungen, Wege Trennung Mischungen. Aufgaben: Geben Sie den Begriff der Reinstoffe an und Mischungen; Erwägen Sie die Klassifizierung Mischungen; Stellen Sie den Schülern vor Wege Trennung Mischungen... Student und erhöht vorher Klasse eine Karte mit der Formel einer anorganischen Substanz ...

Thema: „Methoden zur Stofftrennung“ (Klasse 8)

theoretischer Block.

Der Begriff „Mischung“ wurde im 17. Jahrhundert definiert. Englischer Wissenschaftler Robert Boyle: „Eine Mischung ist ein integrales System bestehend aus heterogenen Komponenten.“

Vergleichende Eigenschaften einer Mischung und einer reinen Substanz

Vergleichszeichen	reine Substanz	Mischung
Verbindung	Konstante	wankelmütig
Substanzen	Dasselbe	Verschieden
Physikalische Eigenschaften	Dauerhaft	Wankelmütig
Energieveränderung während der Bildung	geht weiter	Passiert nicht
Trennung	Durch chemische Reaktionen	Physikalische Methoden

Mischungen unterscheiden sich im Aussehen voneinander.

Die Einstufung der Gemische ist in der Tabelle dargestellt:

Hier sind Beispiele für Suspensionen (Flusssand + Wasser), Emulsionen (Pflanzenöl + Wasser) und Lösungen (Luft im Kolben, Salz + Wasser, Kleingeld: Aluminium + Kupfer oder Nickel + Kupfer).

Methoden zur Trennung von Gemischen

In der Natur kommen Stoffe in Form von Gemischen vor. Für die Laborforschung, die industrielle Produktion, für die Bedürfnisse der Pharmakologie und Medizin werden reine Substanzen benötigt.

Zur Reinigung von Stoffen werden verschiedene Methoden der Gemischtrennung eingesetzt.

Verdunstung ist die Trennung von in einer Flüssigkeit gelösten Feststoffen durch Umwandlung in Dampf.

Destillation - Destillation, Trennung der in flüssigen Gemischen enthaltenen Stoffe nach Siedepunkten, gefolgt von der Abkühlung des Dampfes.

Unter Filtration versteht man das Filtern von Flüssigkeiten (Gasen) durch einen Filter, um sie von festen Verunreinigungen zu reinigen.

Diese Methoden basieren auf Unterschieden in den physikalischen Eigenschaften der Komponenten der Mischung.

Überlegen Sie, wie Sie sich trennen können heterogen und homogene Mischungen.

Mischungsbeispiel	Trennmethode
Suspension – eine Mischung aus Flusssand und Wasser	sich niederlassen Trennung Aufrechterhaltung basierend auf unterschiedlichen Stoffdichten. Schwererer Sand setzt sich am Boden ab. Sie können die Emulsion auch trennen: um Öl oder Pflanzenöl vom Wasser zu trennen. Im Labor kann dies über einen Scheidetrichter erfolgen. Öl oder Pflanzenöl bildet die oberste, hellere Schicht. Durch das Absetzen fällt Tau aus dem Nebel, Ruß lagert sich aus dem Rauch ab, Sahne setzt sich in der Milch ab. Trennung einer Mischung aus Wasser und Pflanzenöl durch Sedimentation
Eine Mischung aus Sand und Speisesalz in Wasser	Filtration Was ist die Grundlage für die Trennung heterogener Gemische? Filterung?Über unterschiedliche Löslichkeiten von Stoffen in Wasser und über unterschiedliche Partikelgrößen. Nur ihnen entsprechende Stoffpartikel passieren die Poren des Filters, während größere Partikel auf dem Filter zurückgehalten werden. So können Sie ein heterogenes Gemisch aus Speisesalz und Flusssand trennen. Als Filter können verschiedene poröse Stoffe verwendet werden: Watte, Kohle, gebrannter Ton, Pressglas und andere. Das Filterverfahren ist die Grundlage für den Betrieb von Haushaltsgeräten, beispielsweise Staubsaugern. Es wird von Chirurgen verwendet - Mullbinden; Bohrer und Aufzugsarbeiter - Atemschutzmasken. Mit Hilfe eines Teesiebs zum Filtern von Teeblättern gelang es Ostap Bender, dem Helden der Arbeit von Ilf und Petrov, einen der Stühle von Ellochka Ogre („Die zwölf Stühle“) zu ergattern. Trennung einer Mischung aus Stärke und Wasser durch Filtration
Eine Mischung aus Eisenpulver und Schwefel	Aktion durch Magnet oder Wasser Eisenpulver wurde von einem Magneten angezogen, Schwefelpulver jedoch nicht. Das nicht benetzbare Schwefelpulver schwamm an der Wasseroberfläche, während sich das schwere benetzbare Eisenpulver am Boden absetzte. Trennung eines Schwefel-Eisen-Gemisches mittels Magnet und Wasser
Eine Salzlösung in Wasser ist eine homogene Mischung	Verdampfung oder Kristallisation Das Wasser verdunstet und Salzkristalle bleiben in der Porzellantasse zurück. Wenn Wasser aus den Seen Elton und Baskunchak verdunstet, wird Speisesalz gewonnen. Diese Trennmethode basiert auf dem Unterschied in den Siedepunkten des Lösungsmittels und des gelösten Stoffes. Wenn sich ein Stoff, beispielsweise Zucker, beim Erhitzen zersetzt, verdampft das Wasser nicht vollständig – die Lösung verdampft und dann fallen Zuckerkristalle aus aus einer gesättigten Lösung. Manchmal ist es erforderlich, Verunreinigungen aus Lösungsmitteln mit niedrigerer Siedetemperatur zu entfernen, beispielsweise Wasser aus Salz. In diesem Fall müssen die Dämpfe des Stoffes gesammelt und beim Abkühlen kondensiert werden. Diese Methode zur Trennung einer homogenen Mischung wird aufgerufen Destillation oder Destillation. In speziellen Geräten – Destillierapparaten – wird destilliertes Wasser gewonnen, das für den Bedarf der Pharmakologie, Labore und Autokühlsysteme verwendet wird. Zu Hause können Sie einen solchen Brenner entwerfen: Wenn jedoch eine Mischung aus Alkohol und Wasser abgetrennt wird, wird als erstes Alkohol mit einem Siedepunkt von 78 °C abdestilliert (in einem Vorlageröhrchen gesammelt), und Wasser verbleibt im Reagenzglas. Durch Destillation werden aus Öl Benzin, Kerosin und Gasöl gewonnen. Trennung homogener Gemische

Eine besondere Methode zur Trennung von Komponenten, basierend auf ihrer unterschiedlichen Aufnahme durch einen bestimmten Stoff, ist Chromatographie.

Methoden zum Ausdrücken der Zusammensetzung von Gemischen.

Massenanteil der Komponente in der Mischung- das Verhältnis der Masse der Komponente zur Masse der gesamten Mischung. Normalerweise wird der Massenanteil in % ausgedrückt, aber nicht unbedingt.

ω [„Omega“] = m Komponente / m Mischung

Stoffmengenanteil einer Komponente in einer Mischung- das Verhältnis der Molzahl (Stoffmenge) der Komponente zur Gesamtmolzahl aller Stoffe im Gemisch. Wenn das Gemisch beispielsweise die Stoffe A, B und C enthält, dann:

χ [„chi“] Komponente A \u003d n Komponente A / (n (A) + n (B) + n (C))

Molverhältnis der Komponenten. Manchmal wird bei Aufgaben für eine Mischung das Molverhältnis ihrer Komponenten angegeben. Zum Beispiel:

n Komponente A: n Komponente B = 2: 3

Volumenanteil der Komponente in der Mischung (nur für Gase)- das Verhältnis des Volumens des Stoffes A zum Gesamtvolumen des gesamten Gasgemisches.

φ [„phi“] = V-Komponente / V-Mischung

Übungsblock.

Betrachten Sie drei Beispiele für Probleme, bei denen Metallmischungen reagieren Salzsäure Säure:

Lösungsbeispiel 1.

Ermittlung der Wasserstoffmenge:
n \u003d V / V m \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol.
Nach der Reaktionsgleichung:
Die Eisenmenge beträgt ebenfalls 0,25 Mol. Sie können seine Masse finden:
m Fe \u003d 0,25 · 56 \u003d 14 g.
Jetzt können Sie die Massenanteile der Metalle in der Mischung berechnen:
ω Fe \u003d m Fe / m der gesamten Mischung \u003d 14 / 20 \u003d 0,7 \u003d 70 %

Antwort: 70 % Eisen, 30 % Kupfer.

Beispiel 2 Lösung.

Ermittlung der Wasserstoffmenge:
n \u003d V / V m \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol.
Die Menge an Aluminium sei x Mol und die Eisenmenge y Mol. Dann können wir die Menge des freigesetzten Wasserstoffs in Form von x und y ausdrücken:
Es ist viel bequemer, solche Systeme mit der Subtraktionsmethode zu lösen, indem man die erste Gleichung mit 18 multipliziert:
27x + 18y = 7,2
und Subtrahieren der ersten Gleichung von der zweiten:
(56 - 18)y \u003d 11 - 7,2
y \u003d 3,8 / 38 \u003d 0,1 mol (Fe)
x = 0,2 mol (Al)
Als nächstes ermitteln wir die Massen der Metalle und ihre Massenanteile in der Mischung:

m Fe = n M = 0,1 · 56 = 5,6 g
m Al = 0,2 · 27 = 5,4 g
ω Fe = m Fe / m Mischung = 5,6 / 11 = 0,50909 (50,91 %),

jeweils,

ω Al = 100 % – 50,91 % = 49,09 %

Antwort: 50,91 % Eisen, 49,09 % Aluminium.

Antwort zu Beispiel 3: 56,25 % Zink, 12,5 % Aluminium, 31,25 % Kupfer.

Denken Sie in diesem Beispiel daran kalt konzentriert Schwefelsäure reagiert nicht mit Eisen und Aluminium (Passivierung), sondern mit Kupfer. Dabei wird Schwefeloxid (IV) freigesetzt.

Mit Alkali reagiert nur Aluminium- amphoteres Metall (neben Aluminium lösen sich auch Zink und Zinn in Alkalien, und Beryllium kann noch in heißer konzentrierter Lauge gelöst werden).

Beispiel 4 Lösung.

Nur Kupfer reagiert mit konzentrierter Schwefelsäure, die Anzahl der Gasmole:
n SO2 \u003d V / Vm \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol

0,25

0,25

Cu+

2H 2 SO 4 (konz.) = CuSO 4 +

SO 2 + 2H 2 O
(Vergessen Sie nicht, dass solche Reaktionen mit einer elektronischen Waage ausgeglichen werden müssen)
Da das Molverhältnis von Kupfer und Schwefeldioxid 1:1 beträgt, beträgt der Kupferanteil ebenfalls 0,25 Mol. Die Masse von Kupfer finden Sie hier:
m Cu \u003d n M \u003d 0,25 · 64 \u003d 16 g.
Aluminium reagiert mit einer Alkalilösung und es entstehen ein Aluminiumhydroxokomplex und Wasserstoff:
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2

Al 0 − 3e = Al 3+

2

2H + + 2e = H 2

3
Anzahl der Mole Wasserstoff:
n H2 = 3,36 / 22,4 = 0,15 mol,
Das Molverhältnis von Aluminium und Wasserstoff beträgt 2:3 und daher
nAl \u003d 0,15 / 1,5 \u003d 0,1 mol.
Aluminiumgewicht:
m Al \u003d n M \u003d 0,1 27 \u003d 2,7 g
Der Rest ist Eisen mit einem Gewicht von 3 g. Die Masse der Mischung können Sie ermitteln:
m Mischung = 16 + 2,7 + 3 = 21,7 g.
Massenanteile von Metallen:

ω Cu \u003d m Cu / m Mischung \u003d 16 / 21,7 \u003d 0,7373 (73,73 %)
ωAl = 2,7 / 21,7 = 0,1244 (12,44%)
ω Fe = 13,83 %

Antwort: 73,73 % Kupfer, 12,44 % Aluminium, 13,83 % Eisen.

Das Problem stellt nicht die Zusammensetzung der anfänglichen Metallmischung dar, sondern die Zusammensetzung der nach den Reaktionen erhaltenen Lösung. Dies macht die Aufgabe schwieriger.

Beispiel 5 Lösung.

Bestimmen Sie die Menge der Gassubstanz:
n N2 \u003d V / Vm \u003d 2,912 / 22,4 \u003d 0,13 mol.
Wir bestimmen die Masse der Salpetersäurelösung, die Masse und Menge des gelösten Stoffes HNO3:

m Lösung \u003d ρ V \u003d 1,115 · 565 \u003d 630,3 g
m HNO3 \u003d ω m Lösung \u003d 0,2 630,3 \u003d 126,06 g
n HNO3 \u003d m / M \u003d 126,06 / 63 \u003d 2 mol

Wir stellen die Reaktionsgleichungen auf ( Vergessen Sie nicht die elektronische Waage) und um die Berechnungen zu vereinfachen, nehmen wir für 5x die Menge an Zink und für 10y die Menge an Aluminium. Dann beträgt Stickstoff in der ersten Reaktion gemäß den Koeffizienten in den Gleichungen x mol und in der zweiten 3y mol:

5x		X
5Zn	+ 12HNO 3 = 5Zn(NO 3) 2 +	N 2	+ 6H2O

Zn 0 − 2e = Zn 2+		5
2N+5+10e=N2		1

10 Jahre		3 Jahre
10Al	+ 36HNO 3 \u003d 10Al (NO 3) 3 +	3N2	+ 18H2O

Es ist praktisch, dieses System zu lösen, indem man die erste Gleichung mit 90 multipliziert und die erste Gleichung von der zweiten subtrahiert.

x \u003d 0,04, was bedeutet n Zn \u003d 0,04 · 5 \u003d 0,2 mol
y \u003d 0,03, was bedeutet, dass n Al \u003d 0,03 · 10 \u003d 0,3 mol

Lassen Sie uns die Masse der Mischung überprüfen:
0,2 65 + 0,3 27 \u003d 21,1 g.

0,2	0,48	0,2	0,03
5Zn	+ 12HNO 3 =	5Zn(NO 3) 2	+N2+	6H2O

0,3	1,08	0,3	0,09
10Al	+ 36HNO 3 =	10Al(NO 3) 3	+ 3N 2 +	18H2O

Die nächste Frage lautet: Ist Salpetersäure in der Lösung geblieben und wie viel ist noch übrig?
Gemäß den Reaktionsgleichungen beträgt die Säuremenge, die reagiert hat:
n HNO3 \u003d 0,48 + 1,08 \u003d 1,56 mol,
diese. Die Säure war im Überschuss vorhanden und Sie können den Rest in der Lösung berechnen:
n HNO3 Rest. \u003d 2 - 1,56 \u003d 0,44 mol.
Also rein endgültige Lösung enthält:

Wie groß ist die Masse der Endlösung?
Denken Sie daran, dass die Masse der endgültigen Lösung aus den Komponenten besteht, die wir gemischt haben (Lösungen und Substanzen), abzüglich der Reaktionsprodukte, die die Lösung verlassen haben (Niederschläge und Gase):

Dann zu unserer Aufgabe:

Ich bin neu Lösung \u003d Masse der Säurelösung + Masse der Metalllegierung - Masse des Stickstoffs
m N2 = n M = 28 (0,03 + 0,09) = 3,36 g
Ich bin neu Lösung = 630,3 + 21,1 – 3,36 = 648,04 g
Jetzt können Sie die Massenanteile der Stoffe in der resultierenden Lösung berechnen:

Antwort: 5,83 % Zinknitrat, 9,86 % Aluminiumnitrat, 4,28 % Salpetersäure.

Antwort für Beispiel 6: 36,8 % Kupfer, 32,2 % Eisen, 31 % Aluminium.

Aufgaben zur eigenständigen Lösung.

1. Einfache Probleme mit zwei Mischungskomponenten.

1-1. Eine 20 g schwere Mischung aus Kupfer und Aluminium wurde mit einer 96 %igen Salpetersäurelösung behandelt und dabei wurden 8,96 Liter Gas (n.a.) freigesetzt. Bestimmen Sie den Massenanteil von Aluminium in der Mischung.

1-2. Eine 10 g schwere Mischung aus Kupfer und Zink wurde mit einer konzentrierten Alkalilösung behandelt. Dabei wurden 2,24 Liter Gas (n.a.) freigesetzt. Berechnen Sie den Massenanteil von Zink in der Ausgangsmischung.

1-3. Eine Mischung aus Magnesium und Magnesiumoxid mit einem Gewicht von 6,4 g wurde mit einer ausreichenden Menge verdünnter Schwefelsäure behandelt. Gleichzeitig wurden 2,24 Liter Gas (n.a.g.) freigesetzt. Finden Sie den Massenanteil von Magnesium in der Mischung.

1-4. Eine Mischung aus Zink und Zinkoxid mit einem Gewicht von 3,08 g wurde in verdünnter Schwefelsäure gelöst. Es wurde Zinksulfat mit einem Gewicht von 6,44 g erhalten. Berechnen Sie den Massenanteil von Zink in der Ausgangsmischung.

1-5. Unter Einwirkung einer Mischung aus Eisen- und Zinkpulvern mit einem Gewicht von 9,3 g auf einen Überschuss an Kupfer(II)-chloridlösung entstanden 9,6 g Kupfer. Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Ausgangsmischung.

1-6. Welche Masse einer 20 %igen Salzsäurelösung wird benötigt, um 20 g einer Mischung aus Zink und Zinkoxid vollständig aufzulösen, wenn in diesem Fall Wasserstoff mit einem Volumen von 4,48 Litern (n.o.) freigesetzt wird?

1-7. 3,04 g einer Mischung aus Eisen und Kupfer setzen beim Auflösen in verdünnter Salpetersäure Stickoxid (II) mit einem Volumen von 0,896 l (n.o.) frei. Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Ausgangsmischung.

1-8. Beim Auflösen von 1,11 g einer Mischung aus Eisen- und Aluminiumspänen in einer 16 %igen Salzsäurelösung (ρ = 1,09 g/ml) wurden 0,672 l Wasserstoff (n.o.) freigesetzt. Finden Sie die Massenanteile der Metalle in der Mischung und bestimmen Sie das Volumen der verbrauchten Salzsäure.

2. Aufgaben sind komplexer.

2-1. Eine Mischung aus Kalzium und Aluminium mit einem Gewicht von 18,8 g wurde ohne Luftzugang mit einem Überschuss an Graphitpulver kalziniert. Das Reaktionsprodukt wurde mit verdünnter Salzsäure behandelt und 11,2 Liter Gas (n.o.) wurden freigesetzt. Bestimmen Sie die Massenanteile der Metalle in der Mischung.

2-2. Zur Lösung von 1,26 g einer Magnesium-Aluminium-Legierung wurden 35 ml einer 19,6 %igen Schwefelsäurelösung (ρ = 1,1 g/ml) verwendet. Die überschüssige Säure reagierte mit 28,6 ml einer 1,4 mol/L Kaliumhydrogencarbonatlösung. Bestimmen Sie die Massenanteile der Metalle in der Legierung und das Gasvolumen (N.O.), das beim Auflösen der Legierung freigesetzt wird.

2-3. Beim Auflösen von 27,2 g einer Mischung aus Eisen und Eisen(II)-oxid in Schwefelsäure und Eindampfen der Lösung zur Trockene entstanden 111,2 g Eisensulfat, Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat. Bestimmen Sie die quantitative Zusammensetzung der Ausgangsmischung.

2-4. Durch die Wechselwirkung von 28 g Eisen mit Chlor entstand eine Mischung aus Eisen(II)- und (III)-Chloriden mit einem Gewicht von 77,7 g. Berechnen Sie die Masse an Eisen(III)-chlorid in der resultierenden Mischung.

2-5. Wie groß wäre der Massenanteil von Kalium in seiner Mischung mit Lithium, wenn durch die Behandlung dieser Mischung mit einem Überschuss an Chlor eine Mischung entsteht, in der der Massenanteil von Kaliumchlorid 80 % beträgt?

2-6. Nach Behandlung mit einem Überschuss an Brom einer Mischung aus Kalium und Magnesium mit einer Gesamtmasse von 10,2 g betrug die Masse der resultierenden Feststoffmischung 42,2 g. Diese Mischung wurde mit einem Überschuss an Natriumhydroxidlösung behandelt, wonach der Niederschlag ausfiel wurde abgetrennt und bis zur Gewichtskonstanz kalziniert. Berechnen Sie die Masse des resultierenden Rückstands.

2-7.

2-8. Eine Legierung aus Aluminium und Silber wurde mit einem Überschuss einer konzentrierten Salpetersäurelösung behandelt, der Rückstand wurde in Essigsäure gelöst. Es stellte sich heraus, dass die bei beiden Reaktionen freigesetzten Gasvolumina, gemessen unter den gleichen Bedingungen, einander gleich waren. Berechnen Sie die Massenanteile der Metalle in der Legierung.

3. Drei Metalle und komplexe Aufgaben.

3-1. Bei der Verarbeitung von 8,2 g einer Mischung aus Kupfer, Eisen und Aluminium mit einem Überschuss an konzentrierter Salpetersäure wurden 2,24 Liter Gas freigesetzt. Das gleiche Gasvolumen wird auch freigesetzt, wenn das gleiche Gemisch der gleichen Masse mit einem Überschuss an verdünnter Schwefelsäure (N.O.) behandelt wird. Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Ausgangsmischung in Massenprozent.

3-2. 14,7 g einer Mischung aus Eisen, Kupfer und Aluminium setzen in Wechselwirkung mit einem Überschuss an verdünnter Schwefelsäure 5,6 Liter Wasserstoff frei (n.o.). Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Mischung in Massenprozent, wenn für die Chlorierung derselben Probe der Mischung 8,96 Liter Chlor (n.o.) erforderlich sind.

3-3. Eisen-, Zink- und Aluminiumspäne werden im Molverhältnis 2:4:3 (in der angegebenen Reihenfolge) gemischt. 4,53 g dieser Mischung wurden mit einem Überschuss an Chlor behandelt. Die resultierende Chloridmischung wurde in 200 ml Wasser gelöst. Bestimmen Sie die Konzentration der Substanzen in der resultierenden Lösung.

3-4. Eine Legierung aus Kupfer, Eisen und Zink mit einem Gewicht von 6 g (die Massen aller Komponenten sind gleich) wurde in eine 18,25 %ige Salzsäurelösung mit einem Gewicht von 160 g gegeben. Berechnen Sie die Massenanteile der Stoffe in der resultierenden Lösung.

3-5. 13,8 g einer Mischung bestehend aus Silizium, Aluminium und Eisen wurden unter Erhitzen mit überschüssigem Natriumhydroxid behandelt, wobei 11,2 Liter Gas (n.o.) freigesetzt wurden. Bei Einwirkung einer solchen Masse einer Mischung aus überschüssiger Salzsäure werden 8,96 Liter Gas (n.o.) freigesetzt. Bestimmen Sie die Massen der Stoffe in der Ausgangsmischung.

3-6. Wenn eine Mischung aus Zink, Kupfer und Eisen mit einem Überschuss einer konzentrierten Alkalilösung behandelt wurde, wurde Gas freigesetzt und es stellte sich heraus, dass die Masse des ungelösten Rückstands zweimal geringer war als die Masse der ursprünglichen Mischung. Dieser Rückstand wurde mit einem Überschuss an Salzsäure behandelt und es stellte sich heraus, dass das Volumen des freigesetzten Gases dem Volumen des freigesetzten Gases im ersten Fall entsprach (die Volumina wurden unter den gleichen Bedingungen gemessen). Berechnen Sie die Massenanteile der Metalle in der Ausgangsmischung.

3-7. Es handelt sich um eine Mischung aus Calcium, Calciumoxid und Calciumcarbid mit einem Molverhältnis der Komponenten 3:2:5 (in der angegebenen Reihenfolge). Wie groß ist die minimale Wassermenge, die mit einer solchen Mischung der Masse 55,2 g eine chemische Wechselwirkung eingehen kann?

3-8. Eine Mischung aus Chrom, Zink und Silber mit einer Gesamtmasse von 7,1 g wurde mit verdünnter Salzsäure behandelt, die Masse des ungelösten Rückstands betrug 3,2 g. Die Masse des gebildeten Niederschlags betrug 12,65 g. Berechnen Sie die Massenanteile der Metalle in der Ausgangsmischung.

Antworten und Kommentare zu Aufgaben zur eigenständigen Lösung.

1-1. 36 % (Aluminium reagiert nicht mit konzentrierter Salpetersäure);

1-2. 65 % (nur amphoteres Metall – Zink löst sich in Alkali);

1-5. 30,1 % Fe (Eisen verdrängt Kupfer und geht in die Oxidationsstufe +2 über);

1-7. 36,84 % Fe (Eisen in Salpetersäure geht auf +3);

1-8. 75,68 % Fe (Eisen reagiert mit Salzsäure zu +2); 12,56 ml HCl-Lösung.
2-1. 42,55 % Ca (Kalzium und Aluminium bilden mit Graphit (Kohlenstoff) die Karbide CaC 2 und Al 4 C 3; bei der Hydrolyse mit Wasser oder HCl werden Acetylen C 2 H 2 bzw. Methan CH 4 freigesetzt);

2-3. 61,76 % Fe (Eisensulfat-Heptahydrat – FeSO 4 · 7H 2 O);

2-7. 5,9 % Li 2 SO 4, 22,9 % Na 2 SO 4, 5,47 % H 2 O 2 (bei der Oxidation von Lithium mit Sauerstoff entsteht dessen Oxid, und bei der Oxidation von Natrium entsteht Na 2 O 2-Peroxid, das hydrolysiert wird in Wasser zu Wasserstoffperoxid und Alkali);

3-1. 39 % Cu, 3,4 % Al;

3-2. 38,1 % Fe, 43,5 % Cu;

3-3. 1,53 % FeCl 3 , 2,56 % ZnCl 2 , 1,88 % AlCl 3 (Eisen geht bei Reaktion mit Chlor in die Oxidationsstufe +3 über);

3-4. 2,77 % FeCl 2, 2,565 % ZnCl 2, 14,86 % HCl (vergessen Sie nicht, dass Kupfer nicht mit Salzsäure reagiert, sodass seine Masse nicht in der Masse der neuen Lösung enthalten ist);

3-5. 2,8 g Si, 5,4 g Al, 5,6 g Fe (Silizium ist ein Nichtmetall, es reagiert mit einer Alkalilösung unter Bildung von Natriumsilikat und Wasserstoff; es reagiert nicht mit Salzsäure);

3-6. 6,9 % Cu, 43,1 % Fe, 50 % Zn;

3-8. 45,1 % Ag, 36,6 % Cr, 18,3 % Zn-Barium)

Testblock

Teil A

1. Sand mit Salz bezieht sich auf:

A. zu einfachen Substanzen

B. um chemische Verbindungen

C. zu homogenen Systemen

D. zu heterogenen Systemen

2. Nebel ist:

A. Aerosol

B. Emulsion

C. Lösung

D. Federung

3. Um Benzin aus natürlichem Öl zu gewinnen, wird folgende Methode verwendet:

A. Synthese

B. Sublimation

C. Filtration

D. Destillation

4. Geben Sie an, wie ein Benzin-Wasser-Gemisch am besten getrennt werden kann:

A. Filterung

B. Destillation

C. Sublimation

D. sich niederlassen

5. Die Trennung einer Mischung aus Öl und Wasser basiert auf:

A. über den Dichteunterschied zweier Flüssigkeiten

B. von der Löslichkeit einer Flüssigkeit in einer anderen

C. auf Farbunterschied

D. auf einem ähnlichen Aggregatzustand von Flüssigkeiten

6. Eine Mischung aus Kupfer- und Eisenspänen kann getrennt werden:

A. Filtration

B. magnetische Wirkung

C. Chromatographie

D. Destillation (Destillation)

7. Was ist ein reiner Stoff im Gegensatz zu einer Mischung:

Und Gusseisen

In Lebensmittelmischung

Aus der Luft

D Meerwasser

8. Was gilt für heterogene Gemische:

Eine Mischung aus Sauerstoff und Stickstoff

Im schlammigen Flusswasser

Mit schneebedeckter Kruste

9.Was ist eine feste Mischung:

Eine Glukoselösung

Mit Alkohollösung

D Kaliumsulfatlösung

10. Wie heißt die Methode zur Reinigung einer heterogenen Mischung:

Eine Destillation

Beim Filtern

Mit Verdunstung

D Gelee-Erwärmung

Teil B

1. Stellen Sie die richtige Reihenfolge für die Trennung einer Mischung aus Speisesalz und Flusssand ein:

A) herausfiltern

B) Montieren Sie das Filtergerät

B) in Wasser auflösen

D) Die Lösung verdampfen

D) Montieren Sie das Gerät zur Verdunstung

2. Wählen Sie die Nummer des zu trennenden Stoffpaares

1) Verdunstung

2) Filterung

A) Flusssand und Wasser

b) Zucker und Wasser

B) Eisen und Schwefel

D) Wasser und Alkohol

3. Ordnen Sie die vorgeschlagenen Mischungsbeispiele der einen oder anderen Gruppe zu (Nebel, Rauch, kohlensäurehaltige Getränke, Fluss- und Meeresschlamm, Mörser, Salbe, Tinte, Lippenstift, Legierungen, Mineralien) und füllen Sie die Tabelle aus:

Aggregatzustand von Stoffen	Mischungsbeispiele
hart hart
Fest-flüssig
fest-gasförmig
flüssig-flüssig
flüssig-fest
flüssig-gasförmig
gasförmig-gasförmig
gasförmig-flüssig
gasförmig-fest

Testaufgabenblock

1 . Aufgabe 1. Füllen Sie die Tabelle aus

Antwort:

2. Lösen Sie das Kreuzworträtsel

Antworten in vertikalen Spalten – wie die angegebene Mischung getrennt wird

Öl + Wasser
Jod + Zucker
Wasser + Flusssand
Wasser + Alkohol
Wasser + Salz

							4
								5
	1

		2			3


R	A	W	D	E	L	E	H	UND	E

Antwort:

3. Schlagen Sie verschiedene Möglichkeiten zur Reinigung von natürlichem Wasser unter Feldbedingungen vor.

Antwort:

4. Anagramme. Ordnen Sie die Buchstaben in den Wörtern neu an, sodass Sie die Hauptbegriffe dieser Lektion verstehen. Schreiben Sie diese Begriffe als Antwort

MIESSE, CONGREEPA, ZUPENSIAS, TAXOCHI, RIFOLIFANTE

Antwort:

5. Teilen Sie die vorgeschlagenen Konzepte in zwei Gruppen ein.

LUFT, MEERWASSER, ALKOHOL, SAUERSTOFF, STAHL, EISEN

Tragen Sie Ihre Antwort in die Tabelle ein. Geben Sie Spalten Namen

???	???
1	1
2	2
3	3

Antwort:

6. Feenchemie

In bekannten Märchen zwangen die Stiefmutter oder andere böse Geister die Heldin, bestimmte Mischungen in einzelne Bestandteile aufzutrennen. Erinnern Sie sich, was diese Gemische waren und nach welcher Methode sie getrennt wurden? Es reicht aus, sich an 2-3 Märchen zu erinnern.

Antwort:

7. Beantworten Sie kurz die Fragen

1. Beim Zerkleinern von Erz in Bergbau- und Verarbeitungsanlagen gelangen Bruchstücke von Eisenwerkzeugen hinein. Wie können sie aus Erz gewonnen werden?

2. Der Staubsauger saugt staubhaltige Luft an und gibt saubere Luft ab. Warum?

3. Das Wasser nach der Autowäsche in großen Garagen ist mit Motoröl verunreinigt. Was ist vor dem Ablassen in die Kanalisation zu tun?

4. Mehl wird durch Sieben von Kleie befreit. Warum tun sie das?

Antwort:

Aufgabe

Ein Gemisch aus Lithium und Natrium mit einer Gesamtmasse von 7,6 g wurde mit einem Überschuss an Sauerstoff oxidiert, insgesamt wurden 3,92 Liter (n.o.) verbraucht. Die resultierende Mischung wurde in 80 g einer 24,5 %igen Schwefelsäurelösung gelöst. Berechnen Sie die Massenanteile der Stoffe in der resultierenden Lösung.

theoretischer Block.

Der Begriff „Mischung“ wurde im 17. Jahrhundert definiert. Englischer Wissenschaftler Robert Boyle: „Eine Mischung ist ein integrales System bestehend aus heterogenen Komponenten.“

Vergleichende Eigenschaften einer Mischung und einer reinen Substanz

Vergleichszeichen	reine Substanz	Mischung
	Konstante	wankelmütig
Substanzen	Dasselbe	Verschieden
Physikalische Eigenschaften	Dauerhaft	Wankelmütig
Energieveränderung während der Bildung	geht weiter	Passiert nicht
Trennung	Durch chemische Reaktionen	Physikalische Methoden

Mischungen unterscheiden sich im Aussehen voneinander.

Die Einstufung der Gemische ist in der Tabelle dargestellt:

Hier sind Beispiele für Suspensionen (Flusssand + Wasser), Emulsionen (Pflanzenöl + Wasser) und Lösungen (Luft im Kolben, Salz + Wasser, Kleingeld: Aluminium + Kupfer oder Nickel + Kupfer).

Methoden zur Trennung von Gemischen

In der Natur kommen Stoffe in Form von Gemischen vor. Für die Laborforschung, die industrielle Produktion, für die Bedürfnisse der Pharmakologie und Medizin werden reine Substanzen benötigt.

Zur Reinigung von Stoffen werden verschiedene Methoden der Gemischtrennung eingesetzt.

Verdunstung – die Trennung von in einer Flüssigkeit gelösten Feststoffen durch Umwandlung in Dampf.

Destillation- Destillation, Trennung der in flüssigen Gemischen enthaltenen Stoffe nach Siedepunkten und anschließende Abkühlung des Dampfes.

Unter Filtration versteht man das Filtern von Flüssigkeiten (Gasen) durch einen Filter, um sie von festen Verunreinigungen zu reinigen.

Diese Methoden basieren auf Unterschieden in den physikalischen Eigenschaften der Komponenten der Mischung.

Überlegen Sie, wie Sie sich trennen können heterogenund homogene Mischungen.

Mischungsbeispiel	Trennmethode
Suspension – eine Mischung aus Flusssand und Wasser	sich niederlassen Trennung Aufrechterhaltung basierend auf unterschiedlichen Stoffdichten. Schwererer Sand setzt sich am Boden ab. Sie können die Emulsion auch trennen: um Öl oder Pflanzenöl vom Wasser zu trennen. Im Labor kann dies über einen Scheidetrichter erfolgen. Öl oder Pflanzenöl bildet die oberste, hellere Schicht. Durch das Absetzen fällt Tau aus dem Nebel, Ruß lagert sich aus dem Rauch ab, Sahne setzt sich in der Milch ab. Trennung einer Mischung aus Wasser und Pflanzenöl durch Sedimentation
Eine Mischung aus Sand und Speisesalz in Wasser	Filtration Was ist die Grundlage für die Trennung heterogener Gemische? Filterung?Über unterschiedliche Löslichkeiten von Stoffen in Wasser und über unterschiedliche Partikelgrößen. Nur ihnen entsprechende Stoffpartikel passieren die Poren des Filters, während größere Partikel auf dem Filter zurückgehalten werden. So können Sie ein heterogenes Gemisch aus Speisesalz und Flusssand trennen. Als Filter können verschiedene poröse Stoffe verwendet werden: Watte, Kohle, gebrannter Ton, Pressglas und andere. Das Filterverfahren ist die Grundlage für den Betrieb von Haushaltsgeräten, beispielsweise Staubsaugern. Es wird von Chirurgen verwendet - Mullbinden; Bohrer und Aufzugsarbeiter - Atemschutzmasken. Mit Hilfe eines Teesiebs zum Filtern von Teeblättern gelang es Ostap Bender, dem Helden der Arbeit von Ilf und Petrov, einen der Stühle von Ellochka Ogre („Die zwölf Stühle“) zu ergattern. Trennung einer Mischung aus Stärke und Wasser durch Filtration
Eine Mischung aus Eisenpulver und Schwefel	Aktion durch Magnet oder Wasser Eisenpulver wurde von einem Magneten angezogen, Schwefelpulver jedoch nicht. Das nicht benetzbare Schwefelpulver schwamm an der Wasseroberfläche, während sich das schwere benetzbare Eisenpulver am Boden absetzte. Trennung eines Schwefel-Eisen-Gemisches mittels Magnet und Wasser
Eine Salzlösung in Wasser ist eine homogene Mischung	Verdampfung oder Kristallisation Das Wasser verdunstet und Salzkristalle bleiben in der Porzellantasse zurück. Wenn Wasser aus den Seen Elton und Baskunchak verdunstet, wird Speisesalz gewonnen. Diese Trennmethode basiert auf dem Unterschied in den Siedepunkten des Lösungsmittels und des gelösten Stoffes. Zersetzt sich ein Stoff, beispielsweise Zucker, beim Erhitzen, verdampft das Wasser nicht vollständig – die Lösung verdampft und aus der gesättigten Lösung fallen dann Zuckerkristalle aus. Manchmal ist es erforderlich, Verunreinigungen aus Lösungsmitteln mit niedrigerem Siedepunkt, beispielsweise Wasser aus Salz, zu entfernen. In diesem Fall müssen die Dämpfe des Stoffes gesammelt und beim Abkühlen kondensiert werden. Diese Methode zur Trennung einer homogenen Mischung wird aufgerufen Destillation oder Destillation. In speziellen Geräten – Destillierapparaten – wird destilliertes Wasser gewonnen, das für den Bedarf der Pharmakologie, Labore und Autokühlsysteme verwendet wird. Zu Hause können Sie einen solchen Brenner entwerfen: Wenn jedoch eine Mischung aus Alkohol und Wasser getrennt wird, dann wird als erstes Alkohol mit einem Siedepunkt von 78 °C abdestilliert (in einem Vorlageröhrchen gesammelt), und Wasser verbleibt im Reagenzglas. Durch Destillation werden aus Öl Benzin, Kerosin und Gasöl gewonnen. Trennung homogener Gemische

Eine besondere Methode zur Trennung von Komponenten, basierend auf ihrer unterschiedlichen Aufnahme durch einen bestimmten Stoff, ist Chromatographie.

Mittels Chromatographie gelang es dem russischen Botaniker als erster, Chlorophyll aus den grünen Pflanzenteilen zu isolieren. In Industrie und Laboratorien werden anstelle von Filterpapier für die Chromatographie Stärke, Kohle, Kalkstein und Aluminiumoxid verwendet. Werden Stoffe immer mit dem gleichen Reinigungsgrad benötigt?

Methoden zum Ausdrücken der Zusammensetzung von Gemischen.

· Massenanteil der Komponente in der Mischung- das Verhältnis der Masse der Komponente zur Masse der gesamten Mischung. Normalerweise wird der Massenanteil in % ausgedrückt, aber nicht unbedingt.

ω [„Omega“] = mKomponente / mMischung

· Stoffmengenanteil einer Komponente in einer Mischung- das Verhältnis der Molzahl (Stoffmenge) der Komponente zur Gesamtmolzahl aller Stoffe im Gemisch. Wenn das Gemisch beispielsweise die Stoffe A, B und C enthält, dann:

χ [„chi“] Komponente A \u003d n Komponente A / (n (A) + n (B) + n (C))

· Molverhältnis der Komponenten. Manchmal wird bei Aufgaben für eine Mischung das Molverhältnis ihrer Komponenten angegeben. Zum Beispiel:

nKomponente A: nKomponente B = 2: 3

· Volumenanteil der Komponente in der Mischung (nur für Gase)- das Verhältnis des Volumens des Stoffes A zum Gesamtvolumen des gesamten Gasgemisches.

φ [„phi“] = VKomponente / VMischung

Übungsblock.

Betrachten Sie drei Beispiele für Probleme, bei denen Metallmischungen reagieren Salzsäure Säure:

Beispiel 1Als eine Mischung aus Kupfer und Eisen mit einem Gewicht von 20 g einem Überschuss an Salzsäure ausgesetzt wurde, wurden 5,6 Liter Gas (n.a.) freigesetzt. Bestimmen Sie die Massenanteile der Metalle in der Mischung.

Lösungsbeispiel 1.

n \u003d V / Vm \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol.

2. Gemäß der Reaktionsgleichung:

3. Die Eisenmenge beträgt ebenfalls 0,25 Mol. Sie können seine Masse finden:
mFe = 0,25 · 56 = 14 g.

Antwort: 70 % Eisen, 30 % Kupfer.

Beispiel 2Unter Einwirkung eines Überschusses an Salzsäure auf eine Mischung aus Aluminium und Eisen mit einem Gewicht von 11 g wurden 8,96 Liter Gas (n.a.) freigesetzt. Bestimmen Sie die Massenanteile der Metalle in der Mischung.

Beispiel 2 Lösung.

1. Ermitteln Sie die Menge an Wasserstoff:
n \u003d V / Vm \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol.

2. Die Menge an Aluminium sei x Mol und die Eisenmenge y Mol. Dann können wir die Menge des freigesetzten Wasserstoffs in Form von x und y ausdrücken:


	2HCl = FeCl2 +

4. Wir kennen die Gesamtmenge an Wasserstoff: 0,4 Mol. Bedeutet,
1,5x + y = 0,4 (dies ist die erste Gleichung im System).

5. Für eine Metallmischung müssen Sie ausdrücken Massen durch Stoffmengen.
m = Mn
Also die Masse an Aluminium
mAl = 27x,
Masse aus Eisen
mFe = 56y,
und die Masse der gesamten Mischung
27x + 56y = 11 (dies ist die zweite Gleichung im System).

6. Wir haben also ein System aus zwei Gleichungen:

7. Das Lösen solcher Systeme ist viel bequemer, indem man die erste Gleichung subtrahiert und dann mit 18 multipliziert:
27x + 18y = 7,2
und Subtrahieren der ersten Gleichung von der zweiten:

8. (56 - 18)y \u003d 11 - 7,2
y \u003d 3,8 / 38 \u003d 0,1 mol (Fe)
x = 0,2 mol (Al)

mFe = n M = 0,1 · 56 = 5,6 g
mAl = 0,2 · 27 = 5,4 g
ωFe = mFe / mMischung = 5,6 / 11 = 0,50,91 %),

jeweils,
ωAl \u003d 100 % - 50,91 % \u003d 49,09 %

Antwort: 50,91 % Eisen, 49,09 % Aluminium.

Beispiel 316 g einer Mischung aus Zink, Aluminium und Kupfer wurden mit einem Überschuss an Salzsäurelösung behandelt. Dabei wurden 5,6 Liter Gas (n.a.) freigesetzt und 5 g der Substanz lösten sich nicht. Bestimmen Sie die Massenanteile der Metalle in der Mischung.

Antwort zu Beispiel 3: 56,25 % Zink, 12,5 % Aluminium, 31,25 % Kupfer.

Beispiel 4Eine Mischung aus Eisen, Aluminium und Kupfer wurde mit einem Überschuss kalter konzentrierter Schwefelsäure behandelt. Gleichzeitig löste sich ein Teil der Mischung auf und es wurden 5,6 Liter Gas (n.a.) freigesetzt. Die verbleibende Mischung wurde mit einem Überschuss an Natriumhydroxidlösung behandelt. Es entwickelten sich 3,36 Liter Gas und es verblieben 3 g ungelöster Rückstand. Bestimmen Sie die Masse und Zusammensetzung der anfänglichen Metallmischung.

Beispiel 4 Lösung.

1. Nur Kupfer reagiert mit konzentrierter Schwefelsäure, die Anzahl der Gasmole:
nSO2 = V / Vm = 5,6 / 22,4 = 0,25 mol


	2H2SO4 (konz.) = CuSO4 +

2. (Vergessen Sie nicht, dass solche Reaktionen mit einer elektronischen Waage ausgeglichen werden müssen)

3. Da das Molverhältnis von Kupfer und Schwefeldioxid 1:1 beträgt, beträgt der Kupferanteil ebenfalls 0,25 Mol. Die Masse von Kupfer finden Sie hier:
mCu \u003d n M \u003d 0,25 · 64 \u003d 16 g.

4. Aluminium reagiert mit einer Alkalilösung und es entstehen ein Aluminiumhydroxokomplex und Wasserstoff:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

Al0 − 3e = Al3+

5. Anzahl der Mole Wasserstoff:
nH2 = 3,36 / 22,4 = 0,15 mol,
Das Molverhältnis von Aluminium und Wasserstoff beträgt 2:3 und daher
nAl = 0,15 / 1,5 = 0,1 mol.
Aluminiumgewicht:
mAl \u003d n M \u003d 0,1 27 \u003d 2,7 g

6. Der Rest ist Eisen mit einem Gewicht von 3 g. Die Masse der Mischung können Sie ermitteln:
mmix = 16 + 2,7 + 3 = 21,7 g.

7. Massenanteile von Metallen:

ωCu = mCu / mMischung = 16 / 21,7 = 0,7,73%)
ωAl = 2,7 / 21,7 = 0,1,44%)
ωFe = 13,83 %

Antwort: 73,73 % Kupfer, 12,44 % Aluminium, 13,83 % Eisen.

Beispiel 521,1 g einer Mischung aus Zink und Aluminium wurden in 565 ml einer Salpetersäurelösung mit 20 Gew.-% gelöst. % HNO3 und mit einer Dichte von 1,115 g/ml. Das Volumen des freigesetzten Gases, das ein einfacher Stoff und das einzige Produkt der Reduktion von Salpetersäure ist, betrug 2,912 l (n.a.). Bestimmen Sie die Zusammensetzung der resultierenden Lösung in Massenprozent. (RCTU)

Beispiel 5 Lösung.

1. Bestimmen Sie die Menge der Gassubstanz:
nN2 = V / Vm = 2,912 / 22,4 = 0,13 mol.

2. Bestimmen Sie die Masse der Salpetersäurelösung, die Masse und Menge der gelösten HNO3-Substanz:

msolution \u003d ρ V \u003d 1,115 · 565 \u003d 630,3 g
mHNO3 = ω msolution = 0,2 630,3 = 126,06 g
nHNO3 = m / M = 126,06 / 63 = 2 mol

3. Stellen Sie Reaktionsgleichungen auf ( Vergessen Sie nicht die elektronische Waage) und um die Berechnungen zu vereinfachen, nehmen wir für 5x die Menge an Zink und für 10y die Menge an Aluminium. Dann beträgt Stickstoff in der ersten Reaktion gemäß den Koeffizienten in den Gleichungen x mol und in der zweiten 3y mol:


	12HNO3 = 5Zn(NO3)2 +

Zn0 − 2e = Zn2+


	36HNO3 = 10Al(NO3)3 +

Al0 − 3e = Al3+

5. Unter der Voraussetzung, dass die Masse der Metallmischung 21,1 g beträgt und ihre Molmassen 65 g/mol für Zink und 27 g/mol für Aluminium betragen, erhalten wir das folgende Gleichungssystem:

6. Es ist praktisch, dieses System zu lösen, indem man die erste Gleichung mit 90 multipliziert und die erste Gleichung von der zweiten subtrahiert.

7. x \u003d 0,04, was nZn \u003d 0,04 5 \u003d 0,2 Mol bedeutet
y \u003d 0,03, was bedeutet, dass nAl \u003d 0,03 · 10 \u003d 0,3 mol

8. Überprüfen Sie die Masse der Mischung:
0,2 65 + 0,3 27 \u003d 21,1 g.

9. Kommen wir nun zur Zusammensetzung der Lösung. Es ist zweckmäßig, die Reaktionen noch einmal umzuschreiben und über die Reaktionen die Mengen aller reagierten und gebildeten Stoffe (außer Wasser) zu schreiben:

10. Die nächste Frage lautet: Ist Salpetersäure in der Lösung geblieben und wie viel ist noch übrig?
Gemäß den Reaktionsgleichungen beträgt die Säuremenge, die reagiert hat:
nHNO3 = 0,48 + 1,08 = 1,56 mol,
d. h. die Säure war im Überschuss vorhanden und Sie können den Rest in der Lösung berechnen:
nHNO3res. \u003d 2 - 1,56 \u003d 0,44 Mol.

11. Also, rein endgültige Lösung enthält:

Zinknitrat in einer Menge von 0,2 Mol:
mZn(NO3)2 = n M = 0,2 · 189 = 37,8 g
Aluminiumnitrat in einer Menge von 0,3 Mol:
mAl(NO3)3 = n M = 0,3 · 213 = 63,9 g
ein Überschuss an Salpetersäure in einer Menge von 0,44 Mol:
mHNO3res. = n M = 0,44 63 = 27,72 g

12. Wie groß ist die Masse der Endlösung?
Denken Sie daran, dass die Masse der endgültigen Lösung aus den Komponenten besteht, die wir gemischt haben (Lösungen und Substanzen), abzüglich der Reaktionsprodukte, die die Lösung verlassen haben (Niederschläge und Gase):

13.
Dann zu unserer Aufgabe:

14. neu Lösung \u003d Masse der Säurelösung + Masse der Metalllegierung - Masse des Stickstoffs
mN2 = n M = 28 (0,03 + 0,09) = 3,36 g
neu Lösung = 630,3 + 21,1 – 3,36 = 648,04 g

ωZn(NO3)2 = mv-va / mr-ra = 37,8 / 648,04 = 0,0583
ωAl(NO3)3 = mv-va / mr-ra = 63,9 / 648,04 = 0,0986
ωHNO3res. \u003d mv-va / mr-ra \u003d 27,72 / 648,04 \u003d 0,0428

Antwort: 5,83 % Zinknitrat, 9,86 % Aluminiumnitrat, 4,28 % Salpetersäure.

Beispiel 6Bei der Verarbeitung von 17,4 g einer Mischung aus Kupfer, Eisen und Aluminium mit einem Überschuss an konzentrierter Salpetersäure wurden 4,48 Liter Gas (n.a.) freigesetzt, und wenn diese Mischung der gleichen Masse an überschüssiger Salzsäure ausgesetzt wurde, 8,96 Liter Gas (n.a.). u.). Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Ausgangsmischung. (RCTU)

Bei der Lösung dieses Problems müssen wir zunächst bedenken, dass konzentrierte Salpetersäure mit einem inaktiven Metall (Kupfer) NO2 ergibt, während Eisen und Aluminium nicht damit reagieren. Salzsäure hingegen reagiert nicht mit Kupfer.

Antwort für Beispiel 6: 36,8 % Kupfer, 32,2 % Eisen, 31 % Aluminium.

Aufgaben zur eigenständigen Lösung.

1. Einfache Probleme mit zwei Mischungskomponenten.

1-2. Eine 10 g schwere Mischung aus Kupfer und Zink wurde mit einer konzentrierten Alkalilösung behandelt. Dabei wurden 2,24 Liter Gas (n. J.) freigesetzt. Berechnen Sie den Massenanteil von Zink in der Ausgangsmischung.

1-3. Eine Mischung aus Magnesium und Magnesiumoxid mit einem Gewicht von 6,4 g wurde mit einer ausreichenden Menge verdünnter Schwefelsäure behandelt. Gleichzeitig wurden 2,24 Liter Gas (n.a.) freigesetzt. Finden Sie den Massenanteil von Magnesium in der Mischung.

1-7. 3,04 g einer Mischung aus Eisen und Kupfer setzen beim Auflösen in verdünnter Salpetersäure Stickoxid (II) mit einem Volumen von 0,896 l (n.a.) frei. Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Ausgangsmischung.

1-8. Beim Auflösen von 1,11 g einer Mischung aus Eisen- und Aluminiumspänen in einer 16 %igen Salzsäurelösung (ρ = 1,09 g/ml) wurden 0,672 Liter Wasserstoff (n.a.) freigesetzt. Finden Sie die Massenanteile der Metalle in der Mischung und bestimmen Sie das Volumen der verbrauchten Salzsäure.

2. Aufgaben sind komplexer.

2-1. Eine Mischung aus Kalzium und Aluminium mit einem Gewicht von 18,8 g wurde ohne Luftzugang mit einem Überschuss an Graphitpulver kalziniert. Das Reaktionsprodukt wurde mit verdünnter Salzsäure behandelt und 11,2 Liter Gas (n.a.) wurden freigesetzt. Bestimmen Sie die Massenanteile der Metalle in der Mischung.

2-2. Zur Lösung von 1,26 g einer Magnesium-Aluminium-Legierung wurden 35 ml einer 19,6 %igen Schwefelsäurelösung (ρ = 1,1 g/ml) verwendet. Die überschüssige Säure reagierte mit 28,6 ml einer 1,4 mol/L Kaliumhydrogencarbonatlösung. Bestimmen Sie die Massenanteile der Metalle in der Legierung und das Gasvolumen (n.a.), das beim Auflösen der Legierung freigesetzt wird.

Wenn sich dispergierte Partikel langsam aus dem Medium lösen oder eine Vorklärung eines inhomogenen Systems erforderlich ist, kommen Methoden wie Flockung, Flotation, Klassierung, Koagulation usw. zum Einsatz.

Unter Koagulation versteht man den Prozess des Zusammenklebens von Partikeln in kolloidalen Systemen (Emulsionen oder Suspensionen) unter Bildung von Aggregaten. Das Festkleben entsteht durch die Kollision von Teilchen während der Brownschen Bewegung. Unter Koagulation versteht man einen spontanen Prozess, der tendenziell in einen Zustand übergeht, der eine geringere freie Energie aufweist. Die Gerinnungsschwelle ist die Mindestkonzentration einer injizierten Substanz, die zur Gerinnung führt. Die künstliche Koagulation kann durch Zugabe spezieller Substanzen – Koagulatoren – zum kolloidalen System sowie durch Anlegen eines elektrischen Feldes an das System (Elektrokoagulation), mechanische Einwirkung (Vibration, Mischen) usw. beschleunigt werden.

Bei der Koagulation werden dem zu trennenden heterogenen Gemisch häufig Koagulationschemikalien zugesetzt, die die solvatisierten Hüllen zerstören und gleichzeitig den Diffusionsanteil der elektrischen Doppelschicht nahe der Oberfläche der Partikel reduzieren. Dies erleichtert die Agglomeration von Partikeln und die Bildung von Aggregaten. Aufgrund der Bildung größerer Anteile der dispergierten Phase wird somit das Absetzen der Partikel beschleunigt. Als Koagulationsmittel werden Salze des Eisens, Aluminiums oder Salze anderer mehrwertiger Metalle verwendet.

Peptisierung ist der umgekehrte Prozess der Koagulation, bei dem es sich um die Aufspaltung von Aggregaten in Primärpartikel handelt. Die Peptisierung erfolgt durch Zugabe von peptisierenden Substanzen zum Dispersionsmedium. Dieser Prozess trägt zur Zerlegung von Stoffen in Primärpartikel bei. Peptisierungsmittel können oberflächenaktive Substanzen (Tenside) oder Elektrolyte wie Huminsäuren oder Eisenchlorid sein. Das Peptisierungsverfahren dient der Gewinnung flüssiger Dispersionssysteme aus Pasten oder Pulvern.

Bei der Flockung handelt es sich wiederum um eine Art Koagulation. Dabei bilden kleine Partikel, die in gasförmigen oder flüssigen Medien suspendiert sind, flockige Aggregate, die Flocken genannt werden. Als Flockungsmittel werden lösliche Polymere wie Polyelektrolyte eingesetzt. Flockende Stoffe können durch Filtration oder Dekantierung leicht entfernt werden. Die Flockung wird zur Wasseraufbereitung und Wertstoffabtrennung aus Abwässern sowie zur Mineralienaufbereitung eingesetzt. Bei der Wasseraufbereitung werden Flockungsmittel in geringen Konzentrationen (von 0,1 bis 5 mg/l) eingesetzt.

Um Aggregate in flüssigen Systemen zu zerstören, werden Additive eingesetzt, die Ladungen auf Partikeln induzieren, die deren Konvergenz verhindern. Dieser Effekt kann auch durch eine Änderung des pH-Wertes des Mediums erreicht werden. Diese Methode wird Deflockulation genannt.

Bei der Flotation werden feste hydrophobe Partikel von einer flüssigen kontinuierlichen Phase abgetrennt, indem sie selektiv an der Grenzfläche zwischen der flüssigen und der gasförmigen Phase (der Kontaktoberfläche von Flüssigkeit und Gas oder der Oberfläche von Blasen in der flüssigen Phase) fixiert werden. Das resultierende System von Feststoffpartikel und Gaseinschlüsse werden von der Oberfläche der flüssigen Phase entfernt. Dieses Verfahren dient nicht nur der Entfernung von Partikeln der dispergierten Phase, sondern auch der Trennung verschiedener Partikel aufgrund unterschiedlicher Benetzbarkeit. Bei diesem Prozess werden hydrophobe Partikel an der Grenzfläche fixiert und von hydrophilen Partikeln getrennt, die sich am Boden absetzen. Die besten Flotationsergebnisse werden erzielt, wenn die Partikelgröße zwischen 0,1 und 0,04 mm liegt.

Es gibt verschiedene Arten der Flotation: Schaum, Öl, Film usw. Am häufigsten ist die Schaumflotation. Bei diesem Verfahren werden die mit Reagenzien behandelten Partikel mithilfe von Luftblasen an die Wasseroberfläche befördert. Dies ermöglicht die Bildung einer Schaumschicht, deren Stabilität durch ein Schaummittel gesteuert wird.

Die Klassifizierung wird bei Geräten mit variablem Querschnitt verwendet. Mit seiner Hilfe ist es möglich, eine bestimmte Menge kleiner Partikel vom Hauptprodukt, bestehend aus großen Partikeln, abzutrennen. Aufgrund der Wirkung der Zentrifugalkraft erfolgt die Klassierung mittels Zentrifugen und Hydrozyklonen.

Die Trennung von Suspensionen mithilfe magnetischer Aufbereitungssysteme ist eine vielversprechende Methode. Wasser, das in einem Magnetfeld behandelt wurde, behält über lange Zeit veränderte Eigenschaften bei, beispielsweise eine verminderte Benetzungsfähigkeit. Dieses Verfahren ermöglicht es, die Trennung von Suspensionen zu intensivieren.

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2 Möglichkeiten, eine heterogene Mischung zu trennen. Trennung von Gemischen

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