Страница 50 - гдз по химии 7 класс учебник Габриелян, Остроумов

1. Какие способы разделения смесей вы знаете?

Способы разделения смесей выбирают в зависимости от агрегатного состояния веществ, их физических свойств (растворимость, плотность, температура кипения, магнитные свойства и т.д.) и типа самой смеси: гетерогенная (неоднородная) или гомогенная (однородная).

Способы разделения гетерогенных (неоднородных) смесей

Отстаивание — основано на разнице в плотностях компонентов, которые разделяются под действием силы тяжести. Этот метод применяют, например, для отделения нерастворимого твёрдого вещества от жидкости (песок и вода): твёрдые частицы оседают, а жидкость аккуратно сливают (декантируют). Также его используют для разделения двух несмешивающихся жидкостей (растительное масло и вода) с помощью делительной воронки.

Фильтрование — используется для отделения нерастворимого твёрдого вещества от жидкости или газа с помощью пористого материала (фильтра). Жидкость или газ (фильтрат) проходит через поры фильтра, а твёрдые частицы (осадок) задерживаются. Пример: очистка воды от песка с помощью бумажного или тканевого фильтра.

Действие магнитом (магнитная сепарация) — применяется для выделения из смеси веществ, обладающих сильными магнитными свойствами (ферромагнетиков), например, железа. Пример: отделение железных опилок от порошка серы или речного песка.

Просеивание — используется для разделения сыпучих смесей, состоящих из частиц разного размера, с помощью сита с ячейками определённого размера. Пример: отделение муки от отрубей, песка от щебня.

Способы разделения гомогенных (однородных) смесей

Выпаривание — метод выделения нелетучего растворенного твёрдого вещества из раствора путём удаления летучего растворителя при нагревании. Пример: получение поваренной соли из её водного раствора.

Кристаллизация — процесс образования и роста кристаллов из растворов или расплавов. Позволяет выделить растворённое вещество в виде чистых кристаллов путём медленного охлаждения насыщенного раствора или постепенного испарения растворителя. Пример: получение кристаллов сахара из сахарного сиропа или медного купороса из его раствора.

Дистилляция (перегонка) — основана на различии в температурах кипения компонентов жидкой смеси. При нагревании смеси первым испаряется компонент с самой низкой температурой кипения. Его пары охлаждают (конденсируют) и собирают в виде чистого вещества (дистиллята). Пример: разделение смеси воды (температура кипения $100^\circ\text{C}$) и этанола (температура кипения $\approx 78^\circ\text{C}$). Разновидностью является фракционная дистилляция, позволяющая разделять сложные смеси, например, нефть на фракции (бензин, керосин и др.).

Хроматография — физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на различном распределении компонентов между двумя фазами — неподвижной (например, бумага, силикагель) и подвижной (растворитель, газ). Компоненты смеси движутся с разной скоростью и за счет этого разделяются. Пример: разделение красителей фломастера на компоненты с помощью полоски бумаги, опущенной в растворитель.

Ответ:

К основным способам разделения смесей относятся: для гетерогенных (неоднородных) — отстаивание, фильтрование, действие магнитом, просеивание; для гомогенных (однородных) — выпаривание, кристаллизация, дистилляция (перегонка) и хроматография.

2. Для отделения пустой горной породы золото «моют». Какие свойства золота и частиц горной породы используют при этом?

Рис. 31. Использование центрифугирования в быту: в стиральных машинах и пылесосах

2. Процесс «промывки» золота, также известный как гравитационное обогащение, основан на использовании фундаментального физического свойства веществ — плотности. При этом методе используется значительная разница в плотности между частицами золота и частицами пустой горной породы.

Основное используемое свойство — это плотность. Плотность золота очень велика (около $ \rho_{\text{золота}} \approx 19,3 $ г/см³), в то время как плотность пустой породы, состоящей в основном из силикатов (например, кварца), значительно ниже (около $ \rho_{\text{породы}} \approx 2,7 $ г/см³).

Когда измельченную золотоносную руду помещают в поток воды и перемешивают, происходит разделение. Сила потока воды достаточна, чтобы подхватить и унести лёгкие частицы пустой породы. В то же время, частицы золота, будучи гораздо более тяжёлыми и плотными при том же размере, под действием силы тяжести оседают на дно и остаются в промывочном лотке или шлюзе. Таким образом, именно это различие в свойствах (высокая плотность золота и низкая плотность породы) позволяет эффективно отделять одно от другого.

Ответ: При отделении золота от пустой горной породы методом «промывки» используют различие в их плотностях. Золото обладает очень высокой плотностью, а частицы горной породы — значительно меньшей. Это приводит к тому, что в потоке воды лёгкие частицы породы уносятся, а тяжёлые частицы золота оседают.