Номер 2, страница 71 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 8. Чистые вещества и смеси. Растворы. Глава З. Смеси и растворы веществ - номер 2, страница 71.

Условие.

2. Предложите способы разделения смесей:

а) глины и воды;

б) серы и железа;

в) бензина и воды;

г) воды и хлорида натрия.

Решение.

Решение 2.

Решение

а) глины и воды

Смесь глины и воды является гетерогенной (неоднородной) суспензией, так как глина — это твёрдое вещество, нерастворимое в воде, частицы которого взвешены в жидкой среде. Для разделения такой смеси можно использовать методы, основанные на разнице в плотности и агрегатном состоянии компонентов.
1. Отстаивание. Так как глина плотнее воды, при оставлении смеси в покое её частицы под действием силы тяжести оседают на дно сосуда. После этого верхний, осветлённый слой воды можно аккуратно слить (этот процесс называется декантацией).
2. Фильтрование. Смесь пропускают через фильтр (например, бумажный). Поры фильтра задерживают твёрдые частицы глины, но пропускают молекулы воды. Этот метод обеспечивает более полное и быстрое разделение, чем отстаивание.

Ответ: отстаивание с последующей декантацией, фильтрование.

б) серы и железа

Смесь порошков серы и железа является гетерогенной. Разделить её можно, используя различия в физических свойствах компонентов.
1. Магнитная сепарация. Это наиболее простой и распространённый способ. Железо обладает сильными магнитными свойствами (является ферромагнетиком), в то время как сера — нет. Если поднести к смеси магнит, он притянет к себе все частицы железа, отделив их от неметаллической серы.
2. Разделение на основе разной растворимости. Можно использовать растворитель, который растворяет один компонент, но не растворяет другой. Например, сера хорошо растворяется в сероуглероде ($CS_2$), а железо — нет. Смесь можно залить сероуглеродом, отфильтровать нерастворившееся железо, а затем выпарить растворитель из раствора, чтобы получить чистую серу.

Ответ: действие магнитом (магнитная сепарация).

в) бензина и воды

Бензин и вода не смешиваются друг с другом и имеют разную плотность (бензин легче воды, поэтому он будет находиться сверху). Такая гетерогенная смесь двух жидкостей называется эмульсией. Для её разделения используется метод отстаивания.
Процесс проводят с помощью делительной воронки — специального стеклянного сосуда с краном внизу. Смесь наливают в воронку и дают ей отстояться. Жидкости расслаиваются на два чётко видимых слоя. Открыв кран, можно аккуратно слить нижний слой (воду). Когда граница раздела жидкостей достигнет уровня крана, его закрывают, таким образом отделяя одну жидкость от другой.

Ответ: отстаивание с помощью делительной воронки.

г) воды и хлорида натрия

Хлорид натрия (поваренная соль) хорошо растворяется в воде, образуя гомогенную (однородную) смесь — раствор. Разделить такую смесь можно, основываясь на большой разнице в летучести и температурах кипения компонентов: вода — летучая жидкость ($t_{кип} = 100^{\circ}C$), а хлорид натрия — нелетучее твёрдое вещество ($t_{пл} = 801^{\circ}C$).
1. Выпаривание. Раствор нагревают. Вода испаряется, а твёрдый хлорид натрия остаётся в ёмкости. Этот метод подходит, если нужно выделить только соль, а воду сохранить не требуется.
2. Кристаллизация. Раствор медленно выпаривают до состояния насыщения, а затем охлаждают. При охлаждении растворимость соли уменьшается, и она выпадает из раствора в виде чистых кристаллов.
3. Дистилляция (перегонка). Этот метод позволяет сохранить оба компонента. Раствор кипятят в перегонной колбе. Пары воды проходят через холодильник, где конденсируются, и собираются в приёмнике в виде чистой (дистиллированной) воды. Нелетучая соль остаётся в колбе.

Ответ: выпаривание, кристаллизация, дистилляция (перегонка).