Номер 5, страница 17 - гдз по химии 7 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Охарактеризуйте способы разделения гомогенных смесей.

Гомогенные (однородные) смеси — это системы, в которых компоненты равномерно распределены, и между ними нет видимых границ раздела. Разделение таких смесей основано на различии в физических свойствах их компонентов (например, температура кипения, летучесть, растворимость, способность к адсорбции).

Выпаривание и кристаллизация

Эти методы используются для разделения гомогенных смесей, состоящих из нелетучего твердого вещества, растворенного в летучем жидком растворителе. Основа методов — различие в летучести компонентов.

Выпаривание — это процесс удаления растворителя путем его испарения (обычно при нагревании) для получения растворенного вещества в твердом виде. Растворитель при этом улетучивается в атмосферу. Например, так получают поваренную соль из солевого раствора (воды и NaCl). Недостаток метода в том, что растворитель теряется, а полученное твердое вещество может быть загрязнено примесями.

Кристаллизация — это процесс образования кристаллов твердого вещества из его насыщенного или пересыщенного раствора. Разделение достигается либо путем медленного испарения растворителя, либо путем охлаждения горячего насыщенного раствора. При медленном охлаждении или испарении образуются крупные и чистые кристаллы, так как молекулы или ионы вещества успевают занять правильные положения в кристаллической решетке, а примеси остаются в растворе. Этот метод позволяет получить очень чистые вещества. Например, для очистки медного купороса или получения кристаллов сахара.

Ответ: Выделение твердого нелетучего компонента из жидкого летучего растворителя.

Дистилляция (перегонка)

Дистилляция — это способ разделения жидких гомогенных смесей, компоненты которых имеют разные температуры кипения. Метод основан на испарении жидкости с последующей конденсацией образовавшихся паров. При нагревании смеси первым начинает интенсивно испаряться тот компонент, у которого температура кипения ниже. Его пары отводятся в холодильник, где они охлаждаются и конденсируются, превращаясь обратно в жидкость (дистиллят), которая собирается в отдельном приемнике. Компонент с более высокой температурой кипения остается в исходной колбе. Простой пример — разделение смеси этанола (Т_кип = 78,4 o C) и воды (Т_кип = 100 o C). Этим же методом можно очищать воду от растворенных в ней нелетучих солей (получение дистиллированной воды).

Ответ: Разделение жидкостей с различными температурами кипения или отделение жидкости от растворенных в ней нелетучих твердых веществ.

Фракционная перегонка (ректификация)

Это усовершенствованный вид дистилляции, который применяется для разделения жидких смесей с близкими температурами кипения. Процесс проводится в ректификационной колонне — специальном аппарате, заполненном насадкой (стеклянными шариками, кольцами и т.д.), которая создает большую поверхность для многократного контакта между поднимающимся паром и стекающей вниз жидкостью (флегмой). В колонне происходит многократное повторение процессов испарения и конденсации. При каждом таком цикле пар обогащается более летучим компонентом. В результате в верхней части колонны собирается практически чистый компонент с самой низкой температрой кипения, а в нижней части остается компонент с самой высокой. Этот метод широко используется в промышленности, например, при переработке нефти для получения бензина, керосина, дизельного топлива, а также для разделения сжиженного воздуха на азот, кислород и аргон.

Ответ: Разделение многокомпонентной жидкой смеси на отдельные фракции, отличающиеся по температурам кипения.

Хроматография

Хроматография — это универсальный физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на различном распределении компонентов смеси между двумя фазами: неподвижной и подвижной. Неподвижная фаза — это сорбент с большой удельной поверхностью (например, бумага, силикагель, оксид алюминия), а подвижная фаза — поток жидкости или газа, который движется через неподвижную фазу, увлекая за собой компоненты разделяемой смеси. Компоненты, которые лучше сорбируются (удерживаются) неподвижной фазой, движутся медленнее, а те, что хуже сорбируются и лучше растворяются в подвижной фазе, движутся быстрее. В результате компоненты проходят через колонку или по пластине с разной скоростью и разделяются. Примером может служить разделение пигментов фломастера или растительного листа с помощью бумажной хроматографии. Существует множество видов хроматографии (газовая, жидкостная, тонкослойная, колоночная), которые применяются для анализа состава сложных смесей в химии, биологии, медицине и экологии.

Ответ: Разделение компонентов смеси на основе их различной скорости перемещения в потоке подвижной фазы вдоль неподвижной фазы из-за разной степени адсорбции.