Номер 4, страница 51 - гдз по химии 7 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава IV. Физические явления в химии. §10. Некоторые способы разделения смесей. Примените свои знания - номер 4, страница 51.

Условие.

4. На каких физических свойствах веществ основано центрифугирование? Приведите примеры использования этого способа разделения смесей в быту и на производстве.

Решение.

Решение 2.

На каких физических свойствах веществ основано центрифугирование?

Центрифугирование — это метод разделения неоднородных смесей (например, суспензий или эмульсий) под действием центробежной силы. Этот метод основан на различиях в физических свойствах компонентов смеси. Основными свойствами, позволяющими осуществить разделение, являются:
1. Плотность. Это ключевое свойство. Во время вращения в центрифуге компоненты с большей плотностью перемещаются от центра вращения к периферии и оседают, образуя осадок. Компоненты с меньшей плотностью, наоборот, смещаются к центру вращения.
2. Масса и размер частиц. Частицы с большей массой и размером испытывают большую центробежную силу и оседают (седиментируют) значительно быстрее, чем более легкие и мелкие частицы. Величина центробежной силы, действующей на частицу, прямо пропорциональна ее массе: $F_c = m \cdot a_c = m \omega^2 r$, где $m$ – масса частицы, $\omega$ – угловая скорость, $r$ – расстояние до оси вращения.
3. Вязкость среды. Вязкость жидкой фазы смеси влияет на скорость движения частиц. Чем выше вязкость, тем большее сопротивление оказывается движущимся частицам и тем медленнее происходит разделение.
Таким образом, различие в скорости движения компонентов смеси в поле центробежных сил, обусловленное различием их плотности и массы, приводит к их разделению.

Ответ: Центрифугирование основано на различии в плотности, массе и размере частиц компонентов смеси.

Приведите примеры использования этого способа разделения смесей в быту и на производстве.

Центрифугирование нашло широкое применение как в повседневной жизни, так и в промышленных масштабах.

Примеры в быту:
- Стиральная машина. Режим отжима является процессом центрифугирования, при котором вода (жидкая фаза) отделяется от мокрого белья (твердая фаза) за счет быстрого вращения барабана.
- Сушилка для зелени. Вращающаяся корзина отбрасывает капли воды с листьев салата на стенки контейнера.
- Центробежные соковыжималки. Быстрое вращение терки-сита позволяет отделить жидкий сок от твердого жмыха.

Примеры на производстве:
- Молочная промышленность. С помощью промышленных центрифуг (сепараторов) молоко разделяют на сливки (менее плотная жировая фракция) и обезжиренное молоко (более плотная водная фракция).
- Медицина и биотехнология. Центрифуги используются для разделения крови на плазму и форменные элементы (эритроциты, лейкоциты), для выделения клеток из питательной среды, а также для осаждения вирусов, бактерий и клеточных органелл.
- Пищевая промышленность. Осветление соков, вина, пива путем удаления взвешенных частиц; получение растительных масел.
- Очистка сточных вод. Обезвоживание ила — отделение твердого осадка от воды для его дальнейшей переработки.
- Атомная промышленность. Обогащение урана с помощью газовых центрифуг, которые разделяют изотопы урана ($U-235$ и $U-238$), незначительно различающиеся по массе.

Ответ: Примеры в быту: отжим белья в стиральной машине, сушка зелени в специальном устройстве, получение сока в соковыжималке. Примеры на производстве: сепарация молока для получения сливок, разделение компонентов крови в медицинских лабораториях, обогащение урана.