2 spôsoby oddelenia heterogénnej zmesi. Čisté látky a zmesi. Metódy separácie zmesí. Zmes piesku a kuchynskej soli vo vode

V našom článku zvážime, čo sú to čisté látky a zmesi, spôsoby separácie zmesí. Každý z nás ich používa v každodennom živote. Nachádzajú sa vôbec čisté látky v prírode? A ako ich môžete odlíšiť od zmesí?

Čisté látky a zmesi: metódy na separáciu zmesí

Čisté látky sú látky, ktoré obsahujú iba určitý druh častíc. Vedci sa domnievajú, že v prírode prakticky neexistujú, pretože všetky, aj keď v zanedbateľných množstvách, obsahujú nečistoty. Absolútne všetky látky sú tiež rozpustné vo vode. Aj keď napríklad do tejto kvapaliny ponoríte strieborný prsteň, ióny tohto kovu prejdú do roztoku.

Znakom čistých látok je stálosť zloženia a fyzikálne vlastnosti. V procese ich formovania sa mení množstvo energie. Môže sa navyše zvýšiť aj znížiť. Čistú látku je možné rozdeliť na jednotlivé zložky iba pomocou chemickej reakcie. Napríklad iba destilovaná voda má pre túto látku typický bod varu a tuhnutia, nemá žiadnu chuť ani vôňu. A jeho kyslík a vodík sa môžu rozkladať iba elektrolýzou.

A ako sa ich totalita líši od čistých látok? Chémia nám pomôže odpovedať na túto otázku. Metódy separácie zmesí sú fyzikálne, pretože nevedú k zmene chemického zloženia látok. Na rozdiel od čistých látok majú zmesi premenlivé zloženie a vlastnosti a dajú sa oddeliť fyzikálnymi metódami.

Čo je to zmes

Zmes je súborom jednotlivých látok. Príkladom je morská voda. Na rozdiel od destilátu má horkú alebo slanú chuť, varí sa pri vyššej teplote a pri nižšej teplote zamrzne. Metódy separácie zmesí látok sú fyzikálne. Čistú soľ je teda možné extrahovať z morskej vody odparením a následnou kryštalizáciou.

Druhy zmesí

Ak do vody pridáte cukor, po chvíli sa jeho častice rozpustia a stanú sa neviditeľnými. Vo výsledku bude nemožné ich odlíšiť voľným okom. Takéto zmesi sa nazývajú homogénne alebo homogénne. Sú to tiež príklady vzduchu, benzínu, bujónu, parfému, sladkej a slanej vody, zliatiny medi a hliníka. Ako vidíte, môžu byť v rôznych stavoch agregácie, najčastejšie však existujú kvapaliny. Tiež sa im hovorí riešenie.

V nehomogénnych alebo heterogénnych zmesiach možno rozlíšiť častice jednotlivých látok. Typickým príkladom sú železné a drevené piliny, piesok a kuchynská soľ. Nehomogénne zmesi sa tiež nazývajú suspenzie. Medzi nimi sú suspenzie a emulzie. Prvé zahŕňajú tekutinu a tuhú látku. Emulzia je teda zmesou vody a piesku. Emulzia je kombináciou dvoch kvapalín s rôznou hustotou.

Existujú heterogénne zmesi so špeciálnymi názvami. Príkladom peny je teda polystyrén a medzi aerosóly patria hmla, dym, deodoranty, osviežovače vzduchu, antistatické látky.

Metódy separácie zmesí

Mnoho zmesí má samozrejme hodnotnejšie vlastnosti ako jednotlivé jednotlivé látky, ktoré sú obsiahnuté v ich zložení. Ale aj v každodennom živote vznikajú situácie, keď je ich treba oddeliť. A v priemysle sú na tomto procese založené celé priemyselné odvetvia. Napríklad ropa, plynový olej, petrolej, nafta, nafta a motorový olej, raketové palivo, acetylén a benzén sa získavajú z ropy v dôsledku jej spracovania. Súhlaste s tým, že je výhodnejšie používať tieto výrobky ako bezducho spaľovať olej.

Teraz sa pozrime, či existujú také veci ako chemické metódy na oddeľovanie zmesí. Povedzme, že musíme získať čisté látky z vodného roztoku soli. Za týmto účelom musí byť zmes zahriata. Vďaka tomu sa voda zmení na paru a soľ vykryštalizuje. Ale to sa nestane pri premene niektorých látok na iné. To znamená, že základom tohto procesu sú fyzikálne javy.

Metódy separácie zmesí závisia od stavu agregácie, schopnosti rozpustnosti, rozdielu bodu varu, hustoty a zloženia jeho zložiek. Zvážme každý z nich podrobnejšie na konkrétnych príkladoch.

Filtrácia

Táto separačná metóda je vhodná pre zmesi obsahujúce kvapalnú a nerozpustnú pevnú látku. Napríklad voda a riečny piesok. Táto zmes musí prejsť filtrom. Vďaka tomu ním bude voľne prechádzať čistá voda a piesok zostane.

Potvrdenie

Niektoré spôsoby oddeľovania zmesí sú založené na pôsobení gravitácie. Takto je možné rozložiť suspenzie a emulzie. Ak sa rastlinný olej dostane do vody, je potrebné túto zmes najskôr pretrepať. Potom to chvíľu nechajte. Vďaka tomu bude voda na dne nádoby a zakryje ju olej vo forme filmu.

V laboratórnych podmienkach sa používa na usadzovanie. V dôsledku jeho činnosti sa do nádoby naleje hustejšia kvapalina a zostane ľahká.

Depozícia sa vyznačuje nízkou rýchlosťou procesu. Určitý čas trvá, kým sa vytvorí sediment. V priemyselnom prostredí sa táto metóda vykonáva v špeciálnych štruktúrach nazývaných sedimentačné nádrže.

Akcia magnetu

Ak zmes obsahuje kov, je možné ju oddeliť pomocou magnetu. Napríklad na oddelenie železa a Ale majú všetky kovy také vlastnosti? Vôbec nie. Pre túto metódu sú vhodné iba zmesi obsahujúce feromagnety. Okrem železa sem patria nikel, kobalt, gadolínium, terbium, dysprózium, holmium, erbium.

Destilácia

Tento názov je z latinčiny preložený ako „kvapkajúce kvapky“. Destilácia je metóda oddeľovania zmesí na základe rozdielu v bodoch varu látok. Alkohol a voda sa tak dajú oddeliť aj doma. Prvá látka sa začína odparovať už pri teplote 78 stupňov Celzia. Pri dotyku so studeným povrchom kondenzujú pary alkoholu a menia sa na tekuté.

V priemysle sa týmto spôsobom získavajú ropné produkty, vonné látky a čisté kovy.

Odparenie a kryštalizácia

Tieto separačné metódy sú vhodné pre kvapalné roztoky. Látky, ktoré tvoria ich zloženie, sa líšia teplotou varu. Kryštály soli alebo cukru tak možno získať z vody, v ktorej sú rozpustené. Za týmto účelom sa roztoky zahrejú a odparia do nasýteného stavu. V takom prípade sa ukladajú kryštály. Ak je potrebné získať čistú vodu, roztok sa privedie k varu a potom nasleduje kondenzácia pár na chladnejšom povrchu.

Metódy oddeľovania plynných zmesí

Plynné zmesi sa separujú laboratórnymi a priemyselnými metódami, pretože tento proces vyžaduje špeciálne vybavenie. Suroviny prírodného pôvodu sú vzduch, koksárenský plyn, generátorový plyn, pridružený plyn a zemný plyn, ktorý je kombináciou uhľovodíkov.

Fyzikálne metódy na oddeľovanie zmesí v plynnom stave sú tieto:

Kondenzácia je proces postupného ochladzovania zmesi, pri ktorom dochádza ku kondenzácii jej zložiek. V tomto prípade najskôr prechádzajú do kvapalného stavu látky s vysokým bodom varu, ktoré sa zhromažďujú v separátoroch. Takto sa získava vodík a z nezreagovanej časti zmesi sa oddeľuje aj amoniak.
Sorpcia je absorpcia niektorých látok inými. Tento proces má opačné zložky, medzi ktorými sa počas reakcie vytvára rovnováha. Pre postup vpred a vzad sú potrebné odlišné podmienky. V prvom prípade ide o kombináciu vysokého tlaku a nízkej teploty. Tento proces sa nazýva sorpcia. V opačnom prípade sa používajú opačné podmienky: nízky tlak pri vysokej teplote.
Membránová separácia je metóda, pri ktorej sa vlastnosť polopriepustných priečok používa na selektívny prechod molekúl rôznych látok.
Reflux je proces kondenzácie vysokovriacich častí zmesí v dôsledku ich ochladenia. V takom prípade by sa teplota prechodu do kvapalného stavu jednotlivých zložiek mala výrazne líšiť.

Chromatografia

Názov tejto metódy možno preložiť ako „farebný zápis“. Predstavte si, že do vody pridávate atrament. Ak do tejto zmesi ponoríte koniec filtračného papiera, začne sa absorbovať. V takom prípade bude voda absorbovaná rýchlejšie ako atrament, čo súvisí s rôznym stupňom sorpcie týchto látok. Chromatografia nie je len metódou separácie zmesí, ale aj metódou štúdia takých vlastností látok, ako je difúzia a rozpustnosť.

Takže sme sa oboznámili s pojmami ako „čisté látky“ a „zmesi“. Prvé uvedené sú prvky alebo zlúčeniny pozostávajúce iba z častíc určitého typu. Napríklad soľ, cukor, destilovaná voda. Zmesi sú súborom jednotlivých látok. Na ich oddelenie sa používa niekoľko metód. Spôsob, akým sú separované, závisí od fyzikálnych vlastností jeho zložiek. Medzi hlavné patria usadzovanie, odparovanie, kryštalizácia, filtrácia, destilácia, magnetizmus a chromatografia.

ZO separácia zmesí (heterogénne aj homogénne) sú založené na skutočnosti, že látky, ktoré tvoria zmes, si zachovávajú svoje individuálne vlastnosti. Heterogénne zmesi sa môžu líšiť zložením a fázovým stavom, napríklad: plyn + kvapalina; tuhá látka + kvapalina; dve nemiešateľné kvapaliny atď. Hlavné spôsoby separácie zmesí sú uvedené v diagrame nižšie. Zvážme každú metódu zvlášť.
Separácia heterogénnych zmesí
Pre separácia heterogénnych zmesí,ktoré sú systémami pevná látka-kvapalina alebo tuhý-plyn, existujú tri hlavné spôsoby:

filtrácia,
usadzovanie (dekantovanie,
magnetická separácia

FILTRÁCIA
metóda založená na rozdielnej rozpustnosti látok a rôznych veľkostiach častíc zložiek zmesi. Filtráciou sa oddeľuje pevná látka od kvapaliny alebo plynu.

Na filtrovanie tekutín sa môže použiť filtračný papier, ktorý sa zvyčajne skladá na štyri a vkladá do skleneného lievika. Lievik je umiestnený v pohároch, ktoré sa hromadia filtrát - kvapalina prešla filtrom.
Veľkosť pórov vo filtračnom papieri je taká, že umožňuje molekulám vody a molekulám rozpustenej látky bez prekážok presakovať. Častice väčšie ako 0,01 mm sú zachytené na filtri a nie súprechádzajú cez ňu, čím vytvárajú vrstvu sedimentu.
Pamätajte! Filtrácia nedokáže oddeliť skutočné roztoky látok, to znamená roztoky, v ktorých došlo k rozpusteniu na úrovni molekúl alebo iónov.
Okrem filtračného papiera používajú chemické laboratóriá špeciálne filtre s

rôzne veľkosti pórov.
Filtrácia plynných zmesí sa zásadne nelíši od filtrácie kvapalín. Rozdiel je iba v tom, že pri filtrovaní plynov z pevných suspendovaných častíc (HFC) sa na nútené prečerpávanie zmesi plynov cez filter používajú filtre špeciálneho prevedenia (papier, uhlie) a čerpadlá, napríklad filtrovanie vzduchu v kabíne alebo odsávač pár nad sporákom.
Filtrácia sa môže oddeliť:

obilniny a voda,
krieda a voda,
piesok a voda a pod.
prach a vzduch (rôzne prevedenia vysávačov)

Zaostáva
Metóda je založená na rôznych rýchlostiach usadzovania tuhých častíc s rôznou hmotnosťou (hustotou) v kvapaline alebo vo vzduchu. Táto metóda sa používa na oddelenie dvoch alebo viacerých tuhých nerozpustných látok vo vode (alebo inom rozpúšťadle). Zmes nerozpustných látok sa vloží do vody a dôkladne sa premieša. Po určitom čase sa látky s hustotou väčšou ako jedna usadia na dne nádoby a látky s hustotou menšou ako jedna plávajú. Ak zmes obsahuje niekoľko látok s rôznou gravitáciou, potom sa ťažšie látky usadia v spodnej vrstve a potom ľahšie. Také vrstvy môžu byť tiež oddelené. Predtým sa takýmto spôsobom izolovali zrnká zlata z drvenej horniny nesúcej zlato. Zlatonosný piesok bol položený na šikmý žľab, cez ktorý bol privádzaný prúd vody. Prúd vody sa zachytil a odniesol odpadovú horninu a na dne žľabu sa usadili ťažké zrnká zlata. V prípade plynných zmesí sa pevné častice usadzujú na tvrdých povrchoch, napríklad prach sa usadzuje na nábytku alebo listoch rastlín.
Touto metódou sa dajú tiež oddeliť nemiešateľné kvapaliny. Použite na to oddeľovací lievik.
Napríklad na oddelenie benzínu a vody sa zmes vloží do oddeľovacieho lievika a chvíľu počká, kým sa objaví zreteľná hranica fázy. Potom sa kohútik opatrne otvorí a voda steká do pohára.
Usadením sa dajú zmesi oddeliť:

riečny piesok a hlina,
ťažká kryštalická zrazenina z roztoku
olej a voda
rastlinný olej a voda atď.

MAGNETICKÁ SEPARÁCIA
Metóda je založená na rôznych magnetických vlastnostiach tuhých zložiek zmesi. Táto metóda sa používa, ak sú v zmesi feromagnetické látky, to znamená látky s magnetickými vlastnosťami, napríklad železo.
Všetky látky vo vzťahu k magnetickému poľu možno podmienene rozdeliť do troch veľkých skupín:

feromagnetika: priťahuje magnet-Fe, Co, Ni, Gd, Dy
paramagnety: slabo priťahovaný-Al, Cr, Ti, V, W, Mo
diamagnetika: Odskok od magnetu - Cu, Ag, Au, Bi, Sn, mosadz

Magnetická separácia sa dá oddeliťb:

síra a železný prášok
sadze a zelezo atd.

Oddelenie homogénnych zmesí
Pre separácia kvapalných homogénnych zmesí (skutočné roztoky) použite nasledujúce metódy:

odparovanie (kryštalizácia),
destilácia (destilácia),
chromatografiou.

VÝPAR. KRYSTALIZÁCIA.
Metóda je založená na rôznych bodoch varu rozpúšťadla a rozpustenej látky. Používa sa na oddelenie rozpustných pevných látok od roztokov. Odparovanie sa zvyčajne vykonáva nasledujúcim spôsobom: roztok sa naleje do porcelánového pohára a za stáleho miešania sa zahrieva. Voda sa postupne odparuje a na dne pohára zostáva pevná látka.
DEFINÍCIA
Kryštalizácia - fázový prechod látky z plynného (plynného), kvapalného alebo pevného amorfného stavu do kryštalického.
V takom prípade sa odparená látka (voda alebo rozpúšťadlo) môže zhromaždiť kondenzáciou na chladnejšom povrchu. Napríklad, ak umiestnite studený mikroskopický sklíčko na odparujúcu sa misku, na povrchu sa vytvoria kvapky vody. Metóda destilácie je založená na rovnakom princípe.
DESTILÁCIA. DESTILÁCIA.
Ak sa látka, napríklad cukor, zahrieva, rozloží sa, potom sa voda úplne neodparí - roztok sa odparí a z nasýteného roztoku sa vyzrážajú kryštály cukru. Niekedy je potrebné vyčistiť rozpúšťadlá od nečistôt, napríklad vodu od soli. V takom prípade musí byť rozpúšťadlo odparené a potom musia byť jeho pary zhromaždené a po ochladení kondenzované. Tento spôsob oddelenia homogénnej zmesi sa nazýva destilácia, alebo destilácia.

V prírode sa nenachádza čistá voda (bez solí). Oceánska, morská, riečna, studňová a pramenitá voda sú odrody soľných roztokov vo vode. Ľudia však často potrebujú čistú vodu, ktorá neobsahuje soli (používa sa v motoroch automobilov; pri chemickej výrobe na získanie rôznych roztokov a látok; pri výrobe fotografií). Táto voda sa nazýva destilovaný, je to ten, ktorý sa používa v laboratóriu na vykonávanie chemických experimentov.
Destiláciu je možné rozdeliť:

voda a alkohol
olej (pre rôzne frakcie)
acetón a voda atď.

CHROMATOGRAFIA
Metóda separácie a analýzy zmesí látok. Na základe rôznych rýchlostí distribúcie testovanej látky medzi dvoma fázami - stacionárnou a mobilnou (eluent). Stacionárnou fázou je spravidla sorbent (jemný prášok, napríklad oxid hlinitý alebo oxid zinočnatý alebo filtračný papier) s vyvinutým povrchom a mobilnou fázou je prúd plynu alebo kvapaliny. Tok mobilnej fázy sa filtruje cez vrstvu sorbentu alebo sa pohybuje pozdĺž vrstvy sorbentu, napríklad cez povrch filtračného papiera.

Môžete nezávisle získať chromatogram a pozrieť sa na podstatu metódy v praxi. Je potrebné zmiešať niekoľko atramentov a kvapku výslednej zmesi naniesť na filtračný papier. Potom presne v strede farebnej škvrny začneme po kvapkách nalievať čistú vodu. Každá kvapka sa má aplikovať až po vstrebaní predchádzajúcej. Voda hrá úlohu eluentu, ktorý prenáša testovanú látku pozdĺž sorbentu - pórovitého papiera. Látky, ktoré tvoria zmes, sa zadržiavajú v papieri rôznymi spôsobmi: niektoré sa v ňom zadržiavajú dobre, iné sa absorbujú pomalšie a istý čas sa šíria vodou. Po hárku papiera sa čoskoro začne plaziť skutočný farebný chromatogram: v strede škvrna rovnakej farby obklopená viacfarebnými sústrednými krúžkami.
Tenkovrstvová chromatografia sa rozšírila najmä v organickej analýze. Výhodou tenkovrstvovej chromatografie je, že môžete použiť najjednoduchšiu a veľmi citlivú detekčnú metódu - vizuálnu kontrolu. Očné neviditeľné škvrny je možné odhaliť pomocou rôznych reagencií, ako aj pomocou ultrafialového žiarenia alebo autorádiografie.
Pri analýze organických a anorganických látok sa používa chromatografia na papieri. Na separáciu zložitých zmesí iónov bolo vyvinutých veľa metód, napríklad zmesi prvkov vzácnych zemín, produkty štiepenia uránu, prvky platinovej skupiny.
SPÔSOBY ODDELENIA ZMESI POUŽITÉ V PRIEMYSLE.
Metódy separácie zmesí používaných v priemysle sa veľmi nelíšia od laboratórnych metód opísaných vyššie.
Na oddelenie oleja sa najčastejšie používa rektifikácia (destilácia). Tento proces je podrobnejšie popísaný v téme. „Rafinácia ropy“.
Najbežnejšie spôsoby čistenia a separácie látok v priemysle sú sedimentácia, filtrácia, sorpcia a extrakcia. Metódy filtrácie a usadzovania sa vykonávajú podobne ako laboratórne metódy, s tým rozdielom, že sa používajú usadzovacie nádrže a filtre veľkých objemov. Najčastejšie sa tieto metódy používajú na čistenie odpadových vôd. Poďme sa preto bližšie pozrieť na metódy extrakcia a sorpcia.
Pojem „extrakcia“ možno použiť na rôzne fázové rovnováhy (kvapalina - kvapalina, plyn - kvapalina, kvapalina - pevná látka atď.), Ale častejšie sa používa na systémy kvapalina - kvapalina, preto možno najčastejšie nasledovať nasledujúcu definíciu nájdené:
DEFINÍCIA
Extrakciai je metóda separácie, čistenia a izolácie látok založená na procese distribúcie látky medzi dvoma nemiešateľnými rozpúšťadlami.
Jedným z nemiešateľných rozpúšťadiel je zvyčajne voda, druhým je organické rozpúšťadlo, ale nie je to potrebné. Metóda extrakcie je všestranná, je vhodná na izoláciu takmer všetkých prvkov v rôznych koncentráciách. Extrakcia umožňuje, aby sa zložité viaczložkové zmesi separovali často efektívnejšie a rýchlejšie ako iné spôsoby. Vykonanie extrakčnej separácie alebo separácie nevyžaduje zložité a drahé zariadenie. Proces je možné automatizovať, v prípade potreby ho možno ovládať na diaľku.
DEFINÍCIA
Sorpcia - metóda izolácie a čistenia látok založená na absorpcii rôznych látok (sorbátov) z plynov alebo kvapalných zmesí pevnou látkou (adsorpciou) alebo tekutým sorbentom (absorpciou).
Najčastejšie v priemysle sa absorpčné metódy používajú na čistenie emisií plynu a vzduchu od častíc prachu alebo dymu, ako aj od toxických plynných látok. V prípade absorpcie plynných látok môže medzi sorbentom a rozpustenou látkou dôjsť k chemickej reakcii. Napríklad pri absorpcii plynného amoniakuNH3roztokom kyseliny dusičnej HNO 3 sa vytvorí dusičnan amónny NH4NO3(dusičnan amónny), ktorý sa môže používať ako vysoko účinné dusíkaté hnojivo.

Ak sa dispergované častice uvoľňujú z média pomaly alebo je potrebné predčistiť heterogénny systém, používajú sa metódy ako flokulácia, flotácia, klasifikácia, koagulácia atď.

Koagulácia je proces adhézie častíc v koloidných systémoch (emulzie alebo suspenzie) za tvorby agregátov. K lepeniu dochádza v dôsledku zrážky častíc v Brownovom pohybe. Koaguláciou sa označuje spontánny proces, ktorý má tendenciu prechádzať do stavu, ktorý má nižšiu voľnú energiu. Prah zrážania je minimálna koncentrácia vstreknutej látky, ktorá spôsobuje zrážanie. Umelú koaguláciu je možné urýchliť pridaním špeciálnych látok - koagulátorov do koloidného systému, ako aj pôsobením elektrického poľa na systém (elektrokoagulácia), mechanickým pôsobením (vibrácia, miešanie) atď.

Počas koagulácie sa do separovanej heterogénnej zmesi často pridávajú chemické látky-koagulanty, ktoré ničia solvatované škrupiny a zároveň znižujú difúznu časť elektrickej dvojvrstvy umiestnenej na povrchu častíc. To uľahčuje aglomeráciu častíc a tvorbu agregátov. V dôsledku tvorby väčších frakcií dispergovanej fázy sa teda urýchľuje zrážanie častíc. Ako koagulanty sa používajú železo, hliník alebo iné viacmocné kovové soli.

Peptizácia je proces reverznej koagulácie, čo je rozpad agregátov na primárne častice. Peptizácia sa uskutočňuje pridaním peptizujúcich látok do disperzného média. Tento proces prispieva k dezagregácii látok na primárne častice. Látky peptizujúce látky môžu byť povrchovo aktívne látky (povrchovo aktívne látky) alebo elektrolyty, napríklad humínové kyseliny alebo chlorid železitý. Proces peptizácie sa používa na získanie kvapalných dispergovaných systémov z pást alebo práškov.

Flokulácia je zase typom koagulácie. V tomto procese tvoria malé častice, ktoré sú suspendované v plynnom alebo kvapalnom prostredí, vločkovité agregáty, ktoré sa nazývajú flokuly. Ako flokulanty sa používajú rozpustné polyméry, ako napríklad polyelektrolyty. Flokulačné flokulanty sa dajú ľahko odstrániť filtráciou alebo usadením. Vločkovanie sa používa na úpravu vody a na separáciu cenných látok z odpadových vôd, ako aj na minerálne látky. V prípade úpravy vody sa používajú flokulanty v nízkych koncentráciách (od 0,1 do 5 mg / l).

Na zničenie agregátov v kvapalných systémoch sa používajú prísady, ktoré indukujú náboje častíc, ktoré bránia ich spojeniu. Tento efekt je možné dosiahnuť zmenou pH média. Táto metóda sa nazýva deflokulácia.

Flotácia je proces oddeľovania pevných hydrofóbnych častíc od kvapalnej kontinuálnej fázy ich selektívnym fixovaním na rozhraní medzi kvapalnou a plynnou fázou (kontaktný povrch kvapaliny a plynu alebo povrch bublín v kvapalnej fáze). Výsledný systém tuhej látky častice a plynné inklúzie sa odstraňujú z povrchu kvapalnej fázy. Tento postup sa používa nielen na odstránenie častíc dispergovanej fázy, ale tiež na oddelenie rôznych častíc v dôsledku rozdielu v ich zmáčavosti. Počas tohto procesu sú hydrofóbne častice fixované na rozhraní a sú oddelené od hydrofilných častíc, ktoré sa usadzujú na dne. Najlepšie výsledky flotácie sa vyskytujú, keď je veľkosť častíc medzi 0,1 a 0,04 mm.

Existuje niekoľko druhov flotácie: pena, olej, film atď. Najbežnejšou je flotácia peny. Tento proces umožňuje, aby sa častice ošetrené činidlami prenášali na vodnú hladinu pomocou vzduchových bublín. To umožňuje vytvorenie penovej vrstvy, ktorej stabilita je riadená penotvorným činidlom.

Klasifikácia sa používa v zariadeniach s variabilnou sekciou. S jeho pomocou je možné oddeliť určité množstvo malých častíc od hlavného produktu, pozostávajúceho z veľkých častíc. Klasifikácia sa vykonáva pomocou odstrediviek a hydrocyklónov v dôsledku odstredivej sily.

Oddelenie suspenzií magnetickým spracovaním systému je veľmi sľubná metóda. Voda upravená v magnetickom poli si dlho zachováva zmenené vlastnosti, napríklad zníženú schopnosť zmáčania. Tento proces umožňuje zintenzívniť oddelenie suspenzií.

Téma: „Metódy separácie zmesí“ (stupeň 8)

Teoretický blok.

Pojem „zmes“ bol definovaný v 17. storočí. anglický vedec Robert Boyle: „Zmes je kompletný systém pozostávajúci z odlišných zložiek.“

Porovnávacie vlastnosti zmesi a čistej látky

Kritériá porovnania	Čistá substancia	Zmes
Zloženie	Neustále	Vrtkavá
Látky	To isté	Rôzne
Fyzikálne vlastnosti	Trvalé	Vrtkavá
Zmena energie počas vzdelávania	Deje sa	Nedeje sa
Oddelenie	Chemickými reakciami	Fyzikálne metódy

Zmesi sa navzájom líšia vzhľadom.

Klasifikácia zmesí je uvedená v tabuľke:

Uvedieme príklady suspenzií (riečny piesok + voda), emulzií (rastlinný olej + voda) a roztokov (vzduch v banke, kuchynská soľ + voda, voľná zmena: hliník + meď alebo nikel + meď).

Metódy separácie zmesí

V prírode existujú látky vo forme zmesí. Pre laboratórny výskum, priemyselnú výrobu, pre potreby farmakológie a medicíny sú potrebné čisté látky.

Na čistenie látok sa používajú rôzne spôsoby separácie zmesi.

Odparovanie - oddelenie tuhých látok rozpustených v kvapaline pomocou ich premeny na paru.

Destilácia - destilácia, separácia látok obsiahnutých v kvapalných zmesiach podľa bodu varu, po ktorej nasleduje ochladenie parou.

V prírode sa nenachádza čistá voda (bez solí). Oceánska, morská, riečna, studňová a pramenitá voda sú odrody soľných roztokov vo vode. Ľudia však často potrebujú čistú vodu, ktorá neobsahuje soli (používa sa v motoroch automobilov; v chemickom priemysle na získavanie rôznych roztokov a látok; pri výrobe fotografií). Táto voda sa nazýva destilovaná a jej spôsobom získavania je destilácia.

Filtrácia - filtrácia kvapalín (plynov) cez filter za účelom ich čistenia od pevných nečistôt.

Tieto metódy sú založené na rozdieloch vo fyzikálnych vlastnostiach zložiek zmesi.

Zvážte spôsoby rozdelenia heterogénny a homogénne zmesi.

Mix príklad	Separačná metóda
Pozastavenie - zmes riečneho piesku s vodou	Potvrdenie Oddelenie potvrdenie založené na rôznych hustotách látok. Ťažší piesok sa usadzuje na dne. Môžete tiež oddeliť emulziu: olej alebo rastlinný olej oddeľte od vody. V laboratóriu to možno urobiť pomocou oddeľovacieho lievika. Olej alebo rastlinný olej tvoria hornú, ľahšiu vrstvu. V dôsledku usadenia padá z hmly rosa, z dymu sa usadzujú sadze, krém sa usadzuje v mlieku. Oddelenie zmesi vody a rastlinného oleja usadením
Zmes piesku a kuchynskej soli vo vode	Filtrácia Aký je základ pre separáciu heterogénnych zmesí pomocou filtrovanie? Na rozdielnu rozpustnosť látok vo vode a na rozdielne veľkosti častíc. Cez póry filtra prechádzajú iba častice látok, ktoré sú s nimi porovnateľné, zatiaľ čo väčšie častice sa na filtri zadržiavajú. Môžete teda oddeliť heterogénnu zmes kuchynskej soli a riečneho piesku. Ako filtre sa dajú použiť rôzne pórovité látky: vata, uhlie, pálená hlina, lisované sklo a iné. Metóda filtrovania je základom pre prevádzku domácich spotrebičov, ako sú vysávače. Používajú ho chirurgovia - gázové obväzy; vŕtačky a pracovníci výťahov - dýchacie masky. S pomocou čajového sitka na filtrovanie čajových lístkov sa Ostapovi Benderovi, hrdinovi diela Ilfa a Petrova, podarilo vziať jednu zo stoličiek od Ellochky od kanibala („Dvanásť stoličiek“). Oddelenie zmesi škrobu a vody filtráciou
Zmes železného prášku a síry	Akcia magnetu alebo vody Železný prášok priťahoval magnet, ale sírový prášok nie. Nezmáčateľný sírový prášok vyplával na povrch vody a ťažký zmáčateľný železný prášok sa usadil na dne. Oddelenie zmesi síry a železa pomocou magnetu a vody
Soľ vo vodnom roztoku - homogénna zmes	Odparenie alebo kryštalizácia Voda sa odparí a v porcelánovom pohári zostanú kryštáliky soli. Odparením vody z jazier Elton a Baskunchak sa získa kuchynská soľ. Táto separačná metóda je založená na rozdiele teplôt varu rozpúšťadla a rozpustenej látky. Ak sa látka, napríklad cukor, zahrieva, rozloží sa, voda sa úplne neodparí - roztok sa odparí a vylúčia sa kryštály cukru. z nasýteného roztoku. Niekedy je potrebné čistiť rozpúšťadlá s nižšou teplotou od nečistôt. varom, napríklad vodou od soli. V takom prípade musia byť pary látky zhromaždené a potom ochladené. Tento spôsob oddelenia homogénnej zmesi sa nazýva destilácia alebo destilácia... Destilovaná voda sa získava v špeciálnych zariadeniach - destilátoroch, ktoré sa používajú pre potreby farmakológie, laboratórií a chladiacich systémov automobilov. Doma môžete navrhnúť taký destilátor: Ak oddelíte zmes alkoholu a vody, potom sa prvý oddestiluje (zachytí v prijímacej skúmavke) alkoholu s t bip \u003d 78 ° C a voda zostane v skúmavke. Destilácia sa používa na získanie benzínu, petroleja, plynového oleja z ropy. Oddelenie homogénnych zmesí

Špeciálnou metódou separácie zložiek založenou na ich rozdielnom vstrebávaní určitou látkou je chromatografiou.

Pomocou chromatografie ruský botanik MS Tsvet ako prvý izoloval chlorofyl zo zelených častí rastlín. V priemysle a laboratóriách sa namiesto filtračného papiera na chromatografiu používa škrob, uhlie, vápenec a oxid hlinitý. Vyžadujú sa vždy látky s rovnakým stupňom čistenia?

Na rôzne účely sú potrebné látky s rôznym stupňom čistenia. Na varenie stačí usadiť vodu, aby sa odstránili nečistoty a chlór použitý na jej dezinfekciu. Voda na pitie musí byť najskôr prevarená. A v chemických laboratóriách na prípravu roztokov a na vykonávanie experimentov je v medicíne potrebná destilovaná voda, čo najčistejšia z látok v nej rozpustených. Vysoko čisté látky, ktorých obsah nečistôt nepresahuje jednu milióntinu percent, sa používajú v elektronike, polovodičoch, jadrových technológiách a iných priemyselných odvetviach.

Spôsoby vyjadrenia zloženia zmesí.

Hmotnostný zlomok zložky v zmesi - pomer hmotnosti zložky k hmotnosti celej zmesi. Hmotnostný zlomok je zvyčajne vyjadrený v%, ale nie nevyhnutne.

ω ["omega"] \u003d m zložky / m zmesi

Molekulárna frakcia zložky v zmesi - pomer počtu mólov (množstvo látky) zložky k celkovému počtu mólov všetkých látok v zmesi. Napríklad, ak zmes obsahuje látky A, B a C, potom:

χ ["chi"] zložka A \u003d n zložka A / (n (A) + n (B) + n (C))

Molárny pomer zložiek. Niekedy je pri problémoch so zmesou uvedený molárny pomer jej zložiek. Napríklad:

n zložka A: n zložka B \u003d 2: 3

Objemový podiel zložky v zmesi (iba pre plyny) - pomer objemu látky A k celkovému objemu celej zmesi plynov.

φ ["phi"] \u003d zmes V / V

Praktický blok.

Zvážte tri príklady problémov, s ktorými zmesi kovov reagujú soľný roztok kyselina:

Príklad 1.Keď bola zmes medi a železa s hmotnosťou 20 g vystavená prebytku kyseliny chlorovodíkovej, uvoľnilo sa 5,6 litra plynu (NU). Určte hmotnostný zlomok kovov v zmesi.

V prvom príklade meď nereaguje s kyselinou chlorovodíkovou, to znamená, že vodík sa uvoľňuje, keď kyselina reaguje so železom. Ak teda poznáme objem vodíka, môžeme okamžite nájsť množstvo a hmotnosť železa. A podľa toho aj hmotnostné frakcie látok v zmesi.

Riešenie z príkladu 1.

Zistite množstvo vodíka:
n \u003d V / V m \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol.
Podľa reakčnej rovnice:
Množstvo železa je tiež 0,25 mol. Jeho hmotnosť nájdete:
m Fe \u003d 0,25 56 \u003d 14 g.
Teraz môžete vypočítať hmotnostný zlomok kovov v zmesi:
ω Fe \u003d m Fe / m celej zmesi \u003d 14/20 \u003d 0,7 \u003d 70%

Odpoveď: 70% železo, 30% meď.

Príklad 2.Keď bola zmes hliníka a železa s hmotnosťou 11 g vystavená prebytku kyseliny chlorovodíkovej, uvoľnilo sa 8,96 litra plynu (NU). Určte hmotnostný zlomok kovov v zmesi.

V druhom príklade oboje kov. Tu sa už vodík uvoľňuje z kyseliny pri obidvoch reakciách. Preto tu nemožno použiť priamy výpočet. V takýchto prípadoch je vhodné riešenie vyriešiť pomocou veľmi jednoduchého systému rovníc, pričom pre x - počet mólov jedného z kovov a pre y - množstvo látky druhého.

Riešenie z príkladu 2.

Zistite množstvo vodíka:
n \u003d V / V m \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol.
Nechajte množstvo hliníka - x mol, a železa mol. Potom môžete vyjadriť množstvo uvoľneného vodíka ako x a y:
Je oveľa pohodlnejšie riešiť tieto systémy metódou odčítania vynásobením prvej rovnice 18:
27x + 18r \u003d 7,2
a odčítaním prvej rovnice od druhej:
(56 - 18) y \u003d 11 - 7,2
y \u003d 3,8 / 38 \u003d 0,1 mol (Fe)
x \u003d 0,2 mol (Al)
Potom nájdeme masy kovov a ich hmotnostné zlomky v zmesi:

m Fe \u003d n M \u003d 0,1 56 \u003d 5,6 g
m Al \u003d 0,2 27 \u003d 5,4 g
ω Fe \u003d m Fe / m zmes \u003d 5,6 / 11 \u003d 0,50909 (50,91%),

respektíve

ω Al \u003d 100% - 50,91% \u003d 49,09%

Odpoveď: 50,91% železa, 49,09% hliníka.

Príklad 3.Na 16 g zmesi zinku, hliníka a medi sa pôsobilo prebytkom roztoku kyseliny chlorovodíkovej. V tomto prípade sa uvoľnilo 5,6 litra plynu (n.u.) a 5 g látky sa nerozpustilo. Určte hmotnostný zlomok kovov v zmesi.

V treťom príklade reagujú dva kovy a tretí kov (meď) nereaguje. Preto je zvyšok 5 \u200b\u200bg hmotou medi. Množstvo ďalších dvoch kovov - zinku a hliníka (všimnite si, že ich celková hmotnosť je 16 - 5 \u003d 11 g) možno zistiť pomocou systému rovníc, ako v príklade 2.

Odpoveď na príklad 3: 56,25% zinku, 12,5% hliníka, 31,25% medi.

Príklad 4.Na zmes železa, hliníka a medi sa pôsobilo prebytkom studenej koncentrovanej kyseliny sírovej. V tomto prípade sa časť zmesi rozpustila a uvoľnilo sa 5,6 litra plynu (n.u.). Zvyšná zmes sa spracuje prebytkom roztoku hydroxidu sodného. Uvoľnilo sa 3,36 litra plynu a zostali 3 g nerozpusteného zvyšku. Určte hmotnosť a zloženie počiatočnej zmesi kovov.

V tomto príklade si to pamätajte koncentrovaný za studena kyselina sírová nereaguje so železom a hliníkom (pasivácia), ale reaguje s meďou. Tak vzniká oxid sírový.

S alkáliami reaguje iba hliník - amfotérny kov (okrem hliníka sa zinok a cín rozpúšťajú aj v zásadách, v horúcej koncentrovanej zásade - stále môžete rozpúšťať berýlium).

Príklad riešenia 4.

Iba meď reaguje s koncentrovanou kyselinou sírovou, čo je počet mólov plynu:
nS02 \u003d V / Vm \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol

0,25

0,25

Cu +

2H2S04 (konc.) \u003d CuS04 +

S02 + 2H20
(nezabudnite, že takéto reakcie musia byť vyvážené pomocou elektronického vyváženia)
Pretože molárny pomer medi a oxidu siričitého je 1: 1, potom je meď tiež 0,25 mol. Môžete nájsť hmotnosť medi:
m Cu \u003d n M \u003d 0,25 64 \u003d 16 g.
Hliník reaguje s alkalickým roztokom, čím vytvára hydroxokomplex hliníka a vodík:
2Al + 2NaOH + 6H20 \u003d 2Na + 3H2

Al 0 - 3e \u003d Al 3+

2

2H + + 2e \u003d H2

3
Počet mólov vodíka:
n H2 \u003d 3,36 / 22,4 \u003d 0,15 mol,
molárny pomer hliníka a vodíka je 2: 3, a preto
n Al \u003d 0,15 / 1,5 \u003d 0,1 mol.
Hmotnosť hliníka:
m Al \u003d n M \u003d 0,1 27 \u003d 2,7 g
Zvyšok je železo s hmotnosťou 3 g. Hmotnosť zmesi nájdete:
m zmes \u003d 16 + 2,7 + 3 \u003d 21,7 g.
Hmotnostné frakcie kovov:

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

Odpoveď: 73,73% medi, 12,44% hliníka, 13,83% železa.

Príklad 5.21,1 g zmesi zinku a hliníka sa rozpustilo v 565 ml roztoku kyseliny dusičnej obsahujúcej 20% hmotn. % НNО 3 a s hustotou 1,115 g / ml. Objem vyvíjaného plynu, ktorý je jednoduchou látkou a jediným produktom redukcie kyseliny dusičnej, bol 2,912 l (štandard). Stanovte zloženie výsledného roztoku v hmotnostných percentách. (RCTU)

Text tohto problému jasne naznačuje produkt redukcie dusíka - „jednoduchú látku“. Pretože kyselina dusičná neposkytuje vodík s kovmi, je to dusík. Oba kovy sa rozpustili v kyseline.

Problém si nevyžaduje zloženie počiatočnej zmesi kovov, ale zloženie roztoku získaného po reakciách. To sťažuje úlohu.

Riešenie z príkladu 5.

Určte množstvo plynnej látky:
n N2 \u003d V / Vm \u003d 2,912 / 22,4 \u003d 0,13 mol.
Stanovte hmotnosť roztoku kyseliny dusičnej, hmotnosť a množstvo látky rozpustenej HNO3:

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

Upozorňujeme, že keďže sa kovy úplne rozpustili, znamená to - kyseliny je určite dosť (tieto kovy nereagujú s vodou). Podľa toho bude potrebné skontrolovať bol tam prebytok kyselinya koľko z toho zostalo po reakcii vo výslednom roztoku.

Skladáme reakčné rovnice ( nezabudnite na elektronické zostatky) a pre uľahčenie výpočtov berieme pre 5x - množstvo zinku a 10y - množstvo hliníka. Potom v súlade s koeficientmi v rovniciach bude dusík v prvej reakcii x mol a v druhej - 3 roky:

5x		x
5Zn	+ 12HN03 \u003d 5Zn (N03) 2 +	N 2	+ 6H20

Zn 0 - 2e \u003d Zn 2+		5
2N +5 + 10e \u003d N2		1

10r		3r
10Al	+ 36HN03 \u003d 10 Al (N03) 3 +	3N 2	+ 18H20

Je výhodné vyriešiť tento systém vynásobením prvej rovnice číslom 90 a odčítaním prvej rovnice od druhej.

x \u003d 0,04, takže n Zn \u003d 0,04 5 \u003d 0,2 mol
y \u003d 0,03, čo znamená n Al \u003d 0,03 10 \u003d 0,3 mol

Skontrolujeme hmotnosť zmesi:
0,2 65 + 0,3 27 \u003d 21,1 g.

Teraz sa obrátime na zloženie roztoku. Bude vhodné znovu prepísať reakcie a zapísať množstvá všetkých zreagovaných a vytvorených látok (okrem vody) v priebehu reakcií:

0,2	0,48	0,2	0,03
5Zn	+12 HNO3 \u003d	5Zn (N03) 2	+ N 2 +	6H20

0,3	1,08	0,3	0,09
10Al	+ 36 HNO3 \u003d	10 Al (N03) 3	+ 3N 2 +	18H20

Ďalšia otázka znie: zostala kyselina dusičná v roztoku a koľko jej ešte zostáva?
Podľa reakčných rovníc je množstvo kyseliny, ktorá reagovala:
n HNO3 \u003d 0,48 + 1,08 \u003d 1,56 mol,
tie. kyselina bola v prebytku a jej zvyšok v roztoku môžete vypočítať:
n HNO3 odpočinok. \u003d 2 - 1,56 \u003d 0,44 mol.
Takže dovnútra konečné riešenie obsahuje:

dusičnan zinočnatý v množstve 0,2 mol:
m Zn (N03) 2 \u003d n M \u003d 0,2 189 \u003d 37,8 g
dusičnan hlinitý v množstve 0,3 mol:
m Al (N03) 3 \u003d nM \u003d 0,3 213 \u003d 63,9 g
nadbytok kyseliny dusičnej v množstve 0,44 mol:
m HNO3 odpočinok. \u003d n M \u003d 0,44 63 \u003d 27,72 g

Aká je hmotnosť konečného riešenia?
Pripomeňme, že hmotnosť konečného roztoku pozostáva z tých zložiek, ktoré sme zmiešali (roztoky a látky) mínus tie reakčné produkty, ktoré z roztoku odišli (zrazeniny a plyny):

Potom za našu úlohu:

m nový roztok \u003d hmotnosť kyslého roztoku + hmotnosť kovovej zliatiny - hmotnosť dusíka
mN2 \u003d nM \u003d 28 (0,03 + 0,09) \u003d 3,36 g
m nový roztok \u003d 630,3 + 21,1 - 3,36 \u003d 648,04 g
Teraz môžete vypočítať hmotnostné zlomky látok vo výslednom roztoku:

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

Odpoveď: 5,83% dusičnanu zinočnatého, 9,86% dusičnanu hlinitého, 4,28% kyseliny dusičnej.

Príklad 6.Keď sa 17,4 g zmesi medi, železa a hliníka spracuje s prebytkom koncentrovanej kyseliny dusičnej, uvoľní sa 4,48 litra plynu (nu) a keď sa táto zmes vystaví rovnakej hmotnosti prebytku kyseliny chlorovodíkovej, 8,96 litra bol uvoľnený plyn (na). r.). Určte zloženie pôvodnej zmesi. (RCTU)

Pri riešení tohto problému je potrebné najskôr pamätať na to, že koncentrovaná kyselina dusičná s neaktívnym kovom (meď) dáva NO 2 a železo a hliník s nimi nereagujú. Naproti tomu kyselina chlorovodíková nereaguje s meďou.

Odpoveď napríklad 6: 36,8% meď, 32,2% železo, 31% hliník.

Úlohy nezávislého riešenia.

1. Jednoduché problémy s dvoma zložkami zmesi.

1-1. Na zmes medi a hliníka s hmotnosťou 20 g sa pôsobilo 96% roztokom kyseliny dusičnej, pričom sa uvoľnilo 8,96 litra plynu (n.u.). Určte hmotnostný podiel hliníka v zmesi.

1-2. Na zmes medi a zinku s hmotnosťou 10 g sa pôsobilo koncentrovaným alkalickým roztokom. V tomto prípade sa uvoľnilo 2,24 litra plynu (ny). Vypočítajte hmotnostný zlomok zinku vo východiskovej zmesi.

1-3. Na zmes horčíka a oxidu horečnatého s hmotnosťou 6,4 g sa pôsobilo dostatočným množstvom zriedenej kyseliny sírovej. Zároveň sa uvoľnilo 2,24 litra plynu (n.u.). Nájdite hmotnostný zlomok horčíka v zmesi.

1-4. Zmes zinku a oxidu zinočnatého s hmotnosťou 3,08 g sa rozpustila v zriedenej kyseline sírovej. Prijatý síran zinočnatý s hmotnosťou 6,44. Vypočítajte hmotnostný zlomok zinku v pôvodnej zmesi.

1-5. Pôsobením zmesi práškov železa a zinku s hmotnosťou 9,3 g na prebytok roztoku chloridu meďnatého sa vytvorilo 9,6 g medi. Určte zloženie pôvodnej zmesi.

1-6. Aké množstvo 20% roztoku kyseliny chlorovodíkovej je potrebné na úplné rozpustenie 20 g zmesi zinku s oxidom zinočnatým, ak sa uvoľní 4,48 l vodíka (n.u.)?

1-7. Keď sa v zriedenej kyseline dusičnej rozpustí 3,04 g zmesi železa a medi, uvoľní sa oxid dusnatý (II) v objeme 0,896 I (NU). Určte zloženie pôvodnej zmesi.

1-8. Pri rozpustení 1,11 g zmesi železných a hliníkových pilín v 16% roztoku kyseliny chlorovodíkovej (ρ \u003d 1,09 g / ml) sa uvoľnilo 0,672 litra vodíka (NU). Nájdite hmotnostný zlomok kovov v zmesi a určite objem spotrebovanej kyseliny chlorovodíkovej.

2. Úlohy sú zložitejšie.

2-1. Zmes vápniku a hliníka s hmotnosťou 18,8 g sa kalcinovala bez prítomnosti vzduchu s nadbytkom grafitového prášku. Na reakčný produkt sa pôsobilo zriedenou kyselinou chlorovodíkovou, pričom sa vyvinulo 11,2 litra plynu (NU). Určte hmotnostný zlomok kovov v zmesi.

2-2. Na rozpustenie 1,26 g zliatiny horčíka s hliníkom sa použilo 35 ml 19,6% roztoku kyseliny sírovej (ρ \u003d 1,1 g / ml). Prebytok kyseliny reagoval s 28,6 ml roztoku hydrogenuhličitanu draselného v množstve 1,4 mol / l. Určte hmotnostné frakcie kovov v zliatine a objem plynu (n.u.) uvoľneného počas rozpúšťania zliatiny.

2-3. Keď sa 27,2 g zmesi železa a oxidu železitého rozpustilo v kyseline sírovej a roztok sa odparil do sucha, vzniklo 111,2 g síranu železnatého - heptahydrátu síranu železnatého. Určte kvantitatívne zloženie pôvodnej zmesi.

2-4. Interakciou železa s hmotnosťou 28 g s chlórom vznikla zmes chloridov železa a II s hmotnosťou 77,7 g. Vypočítajte hmotnosť chloridu železitého vo výslednej zmesi.

2-5. Aký bol hmotnostný podiel draslíka v jeho zmesi s lítiom, ak sa po pôsobení tejto zmesi na prebytok chlóru vytvorila zmes, v ktorej bol hmotnostný podiel chloridu draselného 80%?

2-6. Po spracovaní prebytkom brómu v zmesi draslíka a horčíka s celkovou hmotnosťou 10,2 g bola hmotnosť výslednej zmesi pevných látok 42,2 g. Na túto zmes sa pôsobilo prebytkom roztoku hydroxidu sodného, \u200b\u200bpotom sa zrazenina oddelila. a kalcinované na konštantnú hmotnosť. Vypočítajte hmotnosť výsledného zvyšku.

2-7.

2-8. Na zliatinu hliníka so striebrom sa pôsobilo prebytkom koncentrovaného roztoku kyseliny dusičnej, zvyšok sa rozpustil v kyseline octovej. Ukázalo sa, že objemy plynov uvoľňovaných v obidvoch reakciách merané za rovnakých podmienok boli navzájom rovnaké. Vypočítajte hmotnostný zlomok kovov v zliatine.

3. Tri kovy a výzvy.

3-1. Keď sa 8,2 g zmesi medi, železa a hliníka spracuje s prebytkom koncentrovanej kyseliny dusičnej, uvoľní sa 2,24 litra plynu. Rovnaký objem plynu sa uvoľní, keď sa na tú istú zmes rovnakej hmotnosti pôsobí nadbytkom zriedenej kyseliny sírovej (NU). Stanovte zloženie východiskovej zmesi v hmotnostných percentách.

3-2. Z 14,7 g zmesi železa, medi a hliníka sa pri interakcii s nadbytkom zriedenej kyseliny sírovej uvoľní 5,6 litra vodíka (NU). Zloženie zmesi sa stanoví v hmotnostných percentách, ak je na chlórovanie tej istej vzorky zmesi potrebných 8,96 litra chlóru (n.o.).

3-3. Železné, zinkové a hliníkové piliny sa zmiešajú v molárnom pomere 2: 4: 3 (v poradí uvedenom na zozname). 4,53 g tejto zmesi sa spracuje prebytkom chlóru. Výsledná zmes chloridov sa rozpustila v 200 ml vody. Určte koncentráciu látok vo výslednom roztoku.

3-4. Zliatina medi, železa a zinku s hmotnosťou 6 g (hmotnosti všetkých zložiek sú rovnaké) sa umiestnila do 18,25% roztoku kyseliny chlorovodíkovej s hmotnosťou 160 g. Vypočítajte hmotnostné frakcie látok vo výslednom roztoku.

3-5. 13,8 g zmesi pozostávajúcej z kremíka, hliníka a železa sa upravilo zahrievaním s nadbytkom hydroxidu sodného, \u200b\u200bpričom sa vyvinulo 11,2 litra plynu (NU). Keď na takú hmotu zmesi pôsobí nadbytok kyseliny chlorovodíkovej, uvoľní sa 8,96 litra plynu (n.u.). Určte hmotnosti látok v pôvodnej zmesi.

3-6. Keď sa na zmes zinku, medi a železa pôsobilo prebytkom koncentrovaného alkalického roztoku, uvoľnil sa plyn a hmotnosť nerozpusteného zvyšku bola dvakrát menšia ako hmotnosť pôvodnej zmesi. Na tento zvyšok sa pôsobilo prebytkom kyseliny chlorovodíkovej, objem vyvíjaného plynu sa v tomto prípade ukázal byť rovný objemu vyvíjaného plynu v prvom prípade (objemy sa merali za rovnakých podmienok). Vypočítajte hmotnostné frakcie kovov v pôvodnej zmesi.

3-7. Existuje zmes vápniku, oxidu vápenatého a karbidu vápnika s molárnym pomerom zložiek 3: 2: 5 (v poradí uvedenom na zozname). Aký je minimálny objem vody, ktorá môže vstúpiť do chemickej interakcie s takouto zmesou s hmotnosťou 55,2 g?

3-8. Na zmes chrómu, zinku a striebra s celkovou hmotnosťou 7,1 g sa pôsobilo zriedenou kyselinou chlorovodíkovou, hmotnosť nerozpustného zvyšku bola 3,2 g. Po oddelení zrazeniny sa roztok spracoval brómom v alkalickom prostredí. Na konci reakcie sa na ňu pôsobilo prebytkom dusičnanu bárnatého. Zistilo sa, že hmotnosť vytvoreného sedimentu je 12,65 g. Vypočítajte hmotnostný zlomok kovov v počiatočnej zmesi.

Odpovede a komentáre k problémom nezávislého riešenia.

1-1. 36% (hliník nereaguje s koncentrovanou kyselinou dusičnou);

1-2. 65% (iba amfotérny kov - zinok sa rozpúšťa v alkáliách);

1-5. 30,1% Fe (železo, vytláčajúce meď, prechádza do oxidačného stavu +2);

1-7. 36,84% Fe (železo v kyseline dusičnej ide na +3);

1-8. 75,68% Fe (železo v reakcii s kyselinou chlorovodíkovou stúpa na +2); 12,56 ml roztoku HCl.
2-1. 42,55% Ca (vápnik a hliník s grafitom (uhlíkom) tvoria karbidy CaC2 a Al4C3; pri ich hydrolýze vodou alebo HCl sa uvoľňujú acetylén C2H2 a metán CH4);

2-3. 61,76% Fe (heptahydrát síranu železitého - FeSO4 7H20);

2-7. 5,9% Li 2 SO 4, 22,9% Na 2 SO 4, 5,47% H 2 O 2 (pri oxidácii lítia kyslíkom vzniká jeho oxid a pri oxidácii sodíka peroxid Na 2 O 2, ktorý sa hydrolyzuje vo vode na peroxid vodíka a zásady);

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

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

3-3. 1,53% FeCl3, 2,56% ZnCl2, 1,88% AlCl3 (železo v reakcii s chlórom prechádza do oxidačného stavu +3);

3-4. 2,77% FeCl2, 2,565% ZnCl2, 14,86% HCl (nezabudnite, že meď nereaguje s kyselinou chlorovodíkovou, takže jej hmotnosť nie je zahrnutá do hmotnosti nového roztoku);

3-5. 2,8 g Si, 5,4 g Al, 5,6 g Fe (kremík je nekovový, reaguje s alkalickým roztokom za vzniku kremičitanu sodného a vodíka; nereaguje s kyselinou chlorovodíkovou);

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

3-8. 45,1% Ag, 36,6% Cr, 18,3% Zn (chróm sa po rozpustení v kyseline chlorovodíkovej premení na chlorid chromitý, ktorý sa pôsobením brómu v alkalickom prostredí premení na chroman; po pridaní bárnatej soli nerozpustný chróman sa vytvorí bárnatý)

Skúšobný blok

Časť A

1. Piesok so soľou znamená:

A. na jednoduché látky

B. na chemické zlúčeniny

C. do homogénnych systémov

D. do heterogénnych systémov

2. Hmla je:

A. aerosól

B. emulzia

C. roztok

D. suspenzia

3. Na získanie benzínu z prírodného oleja sa používa táto metóda:

A. syntéza

B. sublimácia

C. filtrovanie

D. destilácia

4. Zadajte najlepší spôsob oddelenia zmesi benzínu a vody:

A. filtrácia

B. destilácia

C. sublimácia

D. potvrdenie

5. Oddelenie zmesi oleja a vody je založené na:

A. o rozdiele hustoty dvoch kvapalín

B. o rozpustnosti jednej kvapaliny v druhej

C. o rozdiele farieb

D. na podobnom agregovanom stave kvapalín

6. Zmes medených a železných pilín možno rozdeliť na:

A. filtrácia

B. pôsobením magnetu

C. chromatografia

D. destilácia (destilácia)

7. Čo je čistá látka oproti zmesi:

A liatina

Do potravinovej zmesi

Zo vzduchu

D morská voda

8. Čo sa týka heterogénnych zmesí:

Zmes kyslíka a dusíka

Do bahnitej riečnej vody

So snehovou kôrkou

9. Čo je tuhá zmes:

Roztok glukózy

S alkoholovým roztokom

D roztok síranu draselného

10. Ako sa nazýva metóda čistenia nehomogénnej zmesi:

A destilácia

Vo filtrácii

S odparovaním

D horúca voda

Časť B

1. Stanovte správnu postupnosť pre oddelenie zmesi kuchynskej soli a riečneho piesku:

A) odfiltrujte

B) zostavte filtračné zariadenie

C) rozpustite vo vode

D) roztok sa odparí

E) zostavte zariadenie na odparenie

2. Vyberte počet párov látok, ktoré sa majú oddeliť

1) odparením

2) filtrovanie

A) riečny piesok a voda

B) cukor a voda

C) železo a síra

D) voda a alkohol

3. Navrhované príklady zmesí, ktoré sa týkajú jednej alebo druhej skupiny (hmla, dym, šumivé nápoje, riečne a morské bahno, malty, masť, atrament, rúže, zliatiny, minerály), vyplnenie tabuľky:

Fyzikálny stav látok	Príklady zmesí
Solid-solid
Tuhá látka-kvapalina
Tuhé-plynné
Kvapalina-kvapalina
Kvapalina-tuhá látka
Kvapalné a plynné
Plynno-plynný
Plynná kvapalina
Plynný-pevný

Blok úverových úloh

jeden. Úloha 1. Vyplňte tabuľku

Odpoveď:

2. Vylúšte krížovku

Odpovede vo zvislých stĺpcoch - spôsob rozdelenia určenej zmesi

Olej + voda
Jód + cukor
Voda + riečny piesok
Voda + alkohol
Voda + soľ

							4
								5
	1

		2			3


R	A	Z	D	E	Ľ	E	H	A	E

Odpoveď:

3. Navrhnite niekoľko spôsobov čistenia prírodnej vody v poľných podmienkach.

Odpoveď:

4. Anagramy.Usporiadajte písmená v slovách tak, aby ste získali základné pojmy tejto lekcie. Do odpovede napíšte tieto výrazy

MIES, CONGREEPA, ZUPENSIYAS, TAXOCHI, RIFOLIFANTE

Odpoveď:

5. Rozdeľte navrhované koncepty do 2 skupín.

VZDUCH, MORSKÁ VODA, ALKOHOL, KYSLÍK, OCEL, ŽELEZO

Odpoveď zadajte do tabuľky. Pomenujte stĺpce

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

Odpoveď:

6. Báječná chémia

V slávnych rozprávkach macocha alebo iní zlí ľudia prinútili hrdinku oddeliť niektoré zmesi na samostatné zložky. Pamätáte si, o aké zmesi išlo a na akej metóde sa separovali? Stačí si spomenúť na 2 - 3 rozprávky.

Odpoveď:

7. Stručne odpovedzte na otázky

1. Pri mletí rudy v banských a spracovateľských závodoch do nej padajú fragmenty železných nástrojov. Ako je možné ich vyťažiť z rudy?

2. Vysávač nasáva prachový vzduch a uvoľňuje čistý vzduch. Prečo?

3. Voda po umytí automobilov vo veľkých garážach sa znečistí motorovým olejom. Čo by ste mali urobiť predtým, ako ho vypustíte do odtoku?

4. Múka sa čistí z otrúb preosievaním. Prečo sa to robí?

Odpoveď:

Úloha

Zmes lítia a sodíka s celkovou hmotnosťou 7,6 g sa oxidovala prebytkom kyslíka, celkovo sa spotrebovalo 3,92 1 (NU). Výsledná zmes sa rozpustila v 80 g 24,5% roztoku kyseliny sírovej. Vypočítajte hmotnostný zlomok látok vo výslednom roztoku.

Teoretický blok.

Pojem „zmes“ bol definovaný v 17. storočí. anglický vedec Robert Boyle: „Zmes je kompletný systém pozostávajúci z odlišných zložiek.“

Porovnávacie vlastnosti zmesi a čistej látky

Kritériá porovnania	Čistá substancia	Zmes
	Neustále	Vrtkavá
Látky	To isté	Rôzne
Fyzikálne vlastnosti	Trvalé	Vrtkavá
Zmena energie počas vzdelávania	Deje sa	Nedeje sa
Oddelenie	Chemickými reakciami	Fyzikálne metódy

Zmesi sa navzájom líšia vzhľadom.

Klasifikácia zmesí je uvedená v tabuľke:

Uvedieme príklady suspenzií (riečny piesok + voda), emulzií (rastlinný olej + voda) a roztokov (vzduch v banke, kuchynská soľ + voda, voľná zmena: hliník + meď alebo nikel + meď).

Metódy separácie zmesí

V prírode existujú látky vo forme zmesí. Pre laboratórny výskum, priemyselnú výrobu, pre potreby farmakológie a medicíny sú potrebné čisté látky.

Na čistenie látok sa používajú rôzne spôsoby separácie zmesi.

Odparovanie - oddelenie tuhých látok rozpustených v kvapaline pomocou ich premeny na paru.

Destilácia destilácia, separácia látok obsiahnutých v kvapalných zmesiach podľa bodu varu, po ktorej nasleduje ochladenie parou.

Filtrácia - filtrácia kvapalín (plynov) cez filter za účelom ich čistenia od pevných nečistôt.

Tieto metódy sú založené na rozdieloch vo fyzikálnych vlastnostiach zložiek zmesi.

Zvážte spôsoby rozdelenia heterogénnya homogénne zmesi.

Mix príklad	Separačná metóda
Pozastavenie - zmes riečneho piesku s vodou	Potvrdenie Oddelenie potvrdenie založené na rôznych hustotách látok. Ťažší piesok sa usadzuje na dne. Môžete tiež oddeliť emulziu: olej alebo rastlinný olej oddeľte od vody. V laboratóriu to možno urobiť pomocou oddeľovacieho lievika. Olej alebo rastlinný olej tvoria hornú, ľahšiu vrstvu. V dôsledku usadenia padá z hmly rosa, z dymu sa usadzujú sadze, krém sa usadzuje v mlieku. Oddelenie zmesi vody a rastlinného oleja usadením
Zmes piesku a kuchynskej soli vo vode	Filtrácia Aký je základ pre separáciu heterogénnych zmesí pomocou filtrovanie? Na rozdielnu rozpustnosť látok vo vode a na rozdielne veľkosti častíc. Cez póry filtra prechádzajú iba častice látok, ktoré sú s nimi porovnateľné, zatiaľ čo väčšie častice sa na filtri zadržiavajú. Môžete teda oddeliť heterogénnu zmes kuchynskej soli a riečneho piesku. Ako filtre sa dajú použiť rôzne pórovité látky: vata, uhlie, pálená hlina, lisované sklo a iné. Metóda filtrovania je základom pre činnosť domácich spotrebičov, napríklad vysávačov. Používajú ho chirurgovia - gázové obväzy; vŕtačky a pracovníci výťahov - dýchacie masky. S pomocou čajového sitka na filtrovanie čajových lístkov sa Ostapovi Benderovi, hrdinovi diela Ilfa a Petrova, podarilo vziať jednu zo stoličiek od Ellochky od kanibala („Dvanásť stoličiek“). Oddelenie zmesi škrobu a vody filtráciou
Zmes železného prášku a síry	Akcia magnetu alebo vody Železný prášok priťahoval magnet, ale sírový prášok nie. Nezmáčateľný sírový prášok vyplával na povrch vody a ťažký zmáčateľný železný prášok sa usadil na dne. Oddelenie zmesi síry a železa pomocou magnetu a vody
Soľ vo vodnom roztoku - homogénna zmes	Odparenie alebo kryštalizácia Voda sa odparí a v porcelánovom pohári zostanú kryštáliky soli. Odparením vody z jazier Elton a Baskunchak sa získa kuchynská soľ. Táto separačná metóda je založená na rozdiele teplôt varu rozpúšťadla a rozpustenej látky. Ak sa látka, napríklad cukor, pri zahriatí rozloží, potom sa voda úplne neodparí - roztok sa odparí a z nasýteného roztoku sa potom vyzrážajú kryštály cukru. Niekedy je potrebné odstrániť nečistoty z rozpúšťadiel s nižšou teplotou varu, napríklad vody zo soli. V takom prípade musia byť pary látky zhromaždené a potom ochladené. Tento spôsob oddelenia homogénnej zmesi sa nazýva destilácia alebo destilácia... Destilovaná voda sa získava v špeciálnych zariadeniach - destilátoroch, ktoré sa používajú pre potreby farmakológie, laboratórií a chladiacich systémov automobilov. Doma môžete navrhnúť taký destilátor: Ak oddelíme zmes alkoholu a vody, potom sa prvý oddestiluje (zachytí v prijímacej skúmavke) alkoholu s tboil \u003d 78 ° C a voda zostane v skúmavke. Destilácia sa používa na získanie benzínu, petroleja, plynového oleja z ropy. Oddelenie homogénnych zmesí

Špeciálnou metódou separácie zložiek založenou na ich rozdielnom vstrebávaní určitou látkou je chromatografiou.

Ruský botanik ako prvý izoloval pomocou chromatografie chlorofyl zo zelených častí rastlín. V priemysle a laboratóriách sa namiesto filtračného papiera na chromatografiu používa škrob, uhlie, vápenec a oxid hlinitý. Vyžadujú sa vždy látky s rovnakým stupňom čistenia?

Spôsoby vyjadrenia zloženia zmesí.

· Hmotnostný zlomok zložky v zmesi - pomer hmotnosti zložky k hmotnosti celej zmesi. Hmotnostný zlomok je zvyčajne vyjadrený v%, ale nie nevyhnutne.

ω ["omega"] \u003d zložka / zmes

· Molekulárna frakcia zložky v zmesi - pomer počtu mólov (množstvo látky) zložky k celkovému počtu mólov všetkých látok v zmesi. Napríklad, ak zmes obsahuje látky A, B a C, potom:

χ ["chi"] zložka A \u003d n zložka A / (n (A) + n (B) + n (C))

· Molárny pomer zložiek. Niekedy je pri problémoch so zmesou uvedený molárny pomer jej zložiek. Napríklad:

nkomponent A: nkomponent B \u003d 2: 3

· Objemový podiel zložky v zmesi (iba pre plyny) - pomer objemu látky A k celkovému objemu celej zmesi plynov.

φ ["phi"] \u003d zložka V / zmes

Praktický blok.

Zvážte tri príklady problémov, s ktorými zmesi kovov reagujú soľný roztok kyselina:

Príklad 1.Keď bola zmes medi a železa s hmotnosťou 20 g vystavená prebytku kyseliny chlorovodíkovej, uvoľnilo sa 5,6 litra plynu (n.u.). Určte hmotnostný zlomok kovov v zmesi.

Riešenie z príkladu 1.

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

2. Podľa reakčnej rovnice:

3. Množstvo železa je tiež 0,25 mol. Jeho hmotnosť nájdete:
mFe \u003d 0,25 56 \u003d 14 g.

Odpoveď: 70% železo, 30% meď.

Príklad 2.Keď bola zmes hliníka a železa s hmotnosťou 11 g vystavená prebytku kyseliny chlorovodíkovej, uvoľnilo sa 8,96 litra plynu (n.u.). Určte hmotnostný zlomok kovov v zmesi.

Riešenie z príkladu 2.

1. Zistite množstvo vodíka:
n \u003d V / Vm \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol.

2. Nechajte množstvo hliníka - x mol a železo po mol. Potom môžete vyjadriť množstvo uvoľneného vodíka ako x a y:


	2HCI \u003d FeCl2 +

4. Poznáme celkové množstvo vodíka: 0,4 mol. Teda
1,5x + y \u003d 0,4 (toto je prvá rovnica v systéme).

5. Pre zmes kovov musíte vyjadriť omše prostredníctvom množstiev látok.
m \u003d M n
Preto hmotnosť hliníka
mAl \u003d 27x,
železná hmota
mFe \u003d 56 rokov,
a hmota celej zmesi
27x + 56y \u003d 11 (toto je druhá rovnica v systéme).

6. Máme teda sústavu dvoch rovníc:

7. Je oveľa pohodlnejšie riešiť tieto systémy metódou odčítania vynásobením prvej rovnice 18:
27x + 18r \u003d 7,2
a odčítaním prvej rovnice od druhej:

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

mFe \u003d n M \u003d 0,1 56 \u003d 5,6 g
mAl \u003d 0,2 27 \u003d 5,4 g
ωFe \u003d mFe / zmes \u003d 5,6 / 11 \u003d 0,50,91%),

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

Odpoveď: 50,91% železa, 49,09% hliníka.

Odpoveď na príklad 3: 56,25% zinku, 12,5% hliníka, 31,25% medi.

V tomto príklade si to pamätajte koncentrovaný za studena kyselina sírová nereaguje so železom a hliníkom (pasivácia), ale reaguje s meďou. Tak vzniká oxid sírový.
S alkáliami reaguje iba hliník - amfotérny kov (okrem hliníka sa zinok a cín rozpúšťajú aj v zásadách, v horúcej koncentrovanej zásade - stále môžete rozpúšťať berýlium).

Príklad riešenia 4.

1. Iba meď reaguje s koncentrovanou kyselinou sírovou, počet plynných mólov:
nSO2 \u003d V / Vm \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol


	2H2SO4 (konc.) \u003d CuSO4 +

2. (nezabudnite, že takéto reakcie sa musia vyrovnať pomocou elektronickej váhy)

3. Pretože molárny pomer medi a oxidu siričitého je 1: 1, potom je meď tiež 0,25 mol. Môžete nájsť hmotnosť medi:
mCu \u003d n M \u003d 0,25 64 \u003d 16 g.

4. Hliník reaguje s alkalickým roztokom, čím vytvára hydroxokomplex hliníka a vodík:
2Al + 2NaOH + 6H20 \u003d 2Na + 3H2

Al0 - 3e \u003d Al3 +

5. Počet mólov vodíka:
nH2 \u003d 3,36 / 22,4 \u003d 0,15 mol,
molárny pomer hliníka a vodíka je 2: 3, a preto
nAl \u003d 0,15 / 1,5 \u003d 0,1 mol.
Hmotnosť hliníka:
mAl \u003d n M \u003d 0,1 27 \u003d 2,7 g

6. Zvyšok je železo s hmotnosťou 3 g. Hmotnosť zmesi nájdete:
zmes \u003d 16 + 2,7 + 3 \u003d 21,7 g.

7. Hmotnostné frakcie kovov:

ωCu \u003d mCu / zmes \u003d 16 / 21,7 \u003d 0,7,73%)
ωAl \u003d 2,7 / 21,7 \u003d 0,1,44%)
ωFe \u003d 13,83%

Odpoveď: 73,73% medi, 12,44% hliníka, 13,83% železa.

Príklad 5.21,1 g zmesi zinku a hliníka sa rozpustilo v 565 ml roztoku kyseliny dusičnej obsahujúcej 20% hmotn. HNO3 a s hustotou 1,115 g / ml. Objem vyvíjaného plynu, ktorý je jednoduchou látkou a jediným produktom redukcie kyseliny dusičnej, bol 2,912 l (štandard). Stanovte zloženie výsledného roztoku v hmotnostných percentách. (RCTU)

Text tohto problému jasne naznačuje produkt redukcie dusíka - „jednoduchú látku“. Pretože kyselina dusičná neposkytuje vodík s kovmi, je to dusík. Oba kovy sa rozpustili v kyseline.
Problém si nevyžaduje zloženie počiatočnej zmesi kovov, ale zloženie roztoku získaného po reakciách. To sťažuje úlohu.

Riešenie z príkladu 5.

1. Určte množstvo plynnej látky:
nN2 \u003d V / Vm \u003d 2,912 / 22,4 \u003d 0,13 mol.

2. Stanovte hmotnosť roztoku kyseliny dusičnej, hmotnosť a množstvo látky rozpustenej HNO3:

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

3. Zložíme reakčné rovnice ( nezabudnite na elektronické zostatky) a pre uľahčenie výpočtov berieme pre 5x - množstvo zinku a 10y - množstvo hliníka. Potom v súlade s koeficientmi v rovniciach bude dusík v prvej reakcii x mol a v druhej - 3 roky:


	12HNO3 \u003d 5Zn (NO3) 2 +

Zn0 - 2e \u003d Zn2 +


	36HN03 \u003d 10 Al (NO3) 3 +

Al0 - 3e \u003d Al3 +

5. Potom, berúc do úvahy, že hmotnosť zmesi kovov je 21,1 g, ich molárne hmotnosti sú 65 g / mol pre zinok a 27 g / mol pre hliník, získame nasledujúci systém rovníc:

6. Je výhodné vyriešiť tento systém vynásobením prvej rovnice číslom 90 a odčítaním prvej rovnice od druhej.

7x \u003d 0,04, teda nZn \u003d 0,04 5 \u003d 0,2 mol
y \u003d 0,03, čo znamená nAl \u003d 0,03 10 \u003d 0,3 mol

8. Skontrolujte hmotnosť zmesi:
0,2 65 + 0,3 27 \u003d 21,1 g.

9. Teraz sa obrátime na zloženie roztoku. Bude vhodné znovu prepísať reakcie a zapísať množstvá všetkých zreagovaných a vytvorených látok (okrem vody) v priebehu reakcií:

10. Ďalšia otázka: zostáva v roztoku nejaká kyselina dusičná a koľko jej zostáva?
Podľa reakčných rovníc je množstvo kyseliny, ktorá reagovala:
nHNO3 \u003d 0,48 + 1,08 \u003d 1,56 mol,
tj. kyselina bola v prebytku a jej zvyšok môžete vypočítať v roztoku:
nHNO3st. \u003d 2 - 1,56 \u003d 0,44 mol.

11. Takže dovnútra konečné riešenie obsahuje:

dusičnan zinočnatý v množstve 0,2 mol:
mZn (N03) 2 \u003d n M \u003d 0,2 189 \u003d 37,8 g
dusičnan hlinitý v množstve 0,3 mol:
mAl (NO3) 3 \u003d nM \u003d 0,3 213 \u003d 63,9 g
nadbytok kyseliny dusičnej v množstve 0,44 mol:
mHNO3 \u003d n M \u003d 0,44 63 \u003d 27,72 g

12. Aká je hmotnosť konečného riešenia?
Pripomeňme, že hmotnosť konečného roztoku pozostáva z tých zložiek, ktoré sme zmiešali (roztoky a látky) mínus tie reakčné produkty, ktoré z roztoku odišli (zrazeniny a plyny):

13.
Potom za našu úlohu:

14.min. roztok \u003d hmotnosť kyslého roztoku + hmotnosť kovovej zliatiny - hmotnosť dusíka
mN2 \u003d n M \u003d 28 (0,03 + 0,09) \u003d 3,36 g
mnew roztok \u003d 630,3 + 21,1 - 3,36 \u003d 648,04 g

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

Odpoveď: 5,83% dusičnanu zinočnatého, 9,86% dusičnanu hlinitého, 4,28% kyseliny dusičnej.

Pri riešení tohto problému je potrebné najskôr pamätať na to, že koncentrovaná kyselina dusičná s neaktívnym kovom (meď) dáva NO2 a železo a hliník s ním nereagujú. Naproti tomu kyselina chlorovodíková nereaguje s meďou.

Odpoveď napríklad 6: 36,8% meď, 32,2% železo, 31% hliník.

Úlohy nezávislého riešenia.

1. Jednoduché problémy s dvoma zložkami zmesi.

1-1. Na zmes medi a hliníka s hmotnosťou 20 g sa pôsobilo 96% roztokom kyseliny dusičnej, pričom sa uvoľnilo 8,96 litra plynu (n.u.). Určte hmotnostný podiel hliníka v zmesi.

1-2. Na zmes medi a zinku s hmotnosťou 10 g sa pôsobilo koncentrovaným alkalickým roztokom. V tomto prípade sa uvoľnilo 2,24 litra plynu (r.r.). Vypočítajte hmotnostný zlomok zinku vo východiskovej zmesi.

1-3. Na zmes horčíka a oxidu horečnatého s hmotnosťou 6,4 g sa pôsobilo dostatočným množstvom zriedenej kyseliny sírovej. V tomto prípade sa uvoľnilo 2,24 litra plynu (n.u.). Nájdite hmotnostný zlomok horčíka v zmesi.

1-5. Pôsobením zmesi práškov železa a zinku s hmotnosťou 9,3 g na prebytok roztoku chloridu meďnatého sa vytvorilo 9,6 g medi. Určte zloženie pôvodnej zmesi.

1-6. Aké množstvo 20% roztoku kyseliny chlorovodíkovej je potrebné na úplné rozpustenie 20 g zmesi zinku a oxidu zinočnatého, ak sa v tomto prípade uvoľní 4,48 litra vodíka?

1-7. Keď sa v zriedenej kyseline dusičnej rozpustí 3,04 g zmesi železa a medi, uvoľní sa oxid dusnatý (II) v objeme 0,896 l (n.u.). Určte zloženie pôvodnej zmesi.

1-8. Keď sa 1,11 g zmesi železných a hliníkových pilín rozpustilo v 16% roztoku kyseliny chlorovodíkovej (ρ \u003d 1,09 g / ml), uvoľnilo sa 0,672 litra vodíka (n.a.). Nájdite hmotnostný zlomok kovov v zmesi a určite objem spotrebovanej kyseliny chlorovodíkovej.

2. Úlohy sú zložitejšie.

0,25		0,25
Cu +	2H2S04 (konc.) \u003d CuS04 +	S02 + 2H20