მთელი ჩვენი ცხოვრება ფაქტიურად აგებულია სხვადასხვა ქიმიკატების მუშაობაზე. ჩვენ ვსუნთქავთ ჰაერს, რომელიც შეიცავს ბევრ სხვადასხვა გაზს. გამომავალი არის ნახშირორჟანგი, რომელსაც შემდეგ მცენარეები ამუშავებენ. ჩვენ ვსვამთ წყალს ან რძეს, რომელიც არის წყლის ნარევი სხვა კომპონენტებთან (ცხიმი, მინერალური მარილები, ცილები და ა.შ.).
ბანალური ვაშლი რთული ქიმიკატების მთელი კომპლექსია, რომლებიც ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან და ჩვენს სხეულთან. როგორც კი ჩვენს კუჭში რაღაც მოხვდება, ჩვენს მიერ შეწოვილ პროდუქტში შემავალი ნივთიერებები იწყებს ურთიერთქმედებას კუჭის წვენთან. აბსოლუტურად ყველა ობიექტი: ადამიანი, ბოსტნეული, ცხოველი არის ნაწილაკებისა და ნივთიერებების ერთობლიობა. ეს უკანასკნელი იყოფა ორ განსხვავებულ ტიპად: სუფთა ნივთიერებებად და ნარევებად. ამ მასალაში ჩვენ გავარკვევთ, რომელი ნივთიერებებია სუფთა და რომელი მათგანი მიეკუთვნება ნარევების კატეგორიას. განვიხილოთ ნარევების გამოყოფის მეთოდები. და ასევე გადახედეთ სუფთა ნივთიერებების ტიპურ მაგალითებს.
სუფთა ნივთიერებები
ასე რომ, ქიმიაში სუფთა ნივთიერებებია ის ნივთიერებები, რომლებიც ყოველთვის შედგება მხოლოდ ერთი სახის ნაწილაკებისგან. და ეს არის პირველი მნიშვნელოვანი ქონება. სუფთა ნივთიერება არის წყალი, მაგალითად, რომელიც შედგებაექსკლუზიურად წყლის მოლეკულებისგან (ანუ საკუთარი). ასევე, სუფთა ნივთიერებას ყოველთვის აქვს მუდმივი შემადგენლობა. ამრიგად, წყლის თითოეული მოლეკულა შედგება ორი წყალბადის ატომისა და ერთი ჟანგბადის ატომისგან.
სუფთა ნივთიერებების თვისებები, ნარევებისგან განსხვავებით, მუდმივია და იცვლება მინარევების გაჩენისას. მხოლოდ გამოხდილ წყალს აქვს დუღილის წერტილი, ზღვის წყალს კი უფრო მაღალ ტემპერატურაზე. გასათვალისწინებელია, რომ ნებისმიერი სუფთა ნივთიერება არ არის აბსოლუტურად სუფთა, ვინაიდან სუფთა ალუმინსაც კი აქვს მინარევები შემადგენლობაში, თუმცა მას აქვს 0,001% წილი. ჩნდება კითხვა, როგორ ვიპოვოთ სუფთა ნივთიერების მასა? გაანგარიშების ფორმულა ასეთია - სუფთა ნივთიერების m (მასა) u003d სუფთა ნივთიერების W (კონცენტრაცია)ნარევი / 100%.
არსებობს აგრეთვე ისეთი სახის სუფთა ნივთიერებები, როგორიცაა ულტრასუფთა ნივთიერებები (ულტრასუფთა, მაღალი სისუფთავე). ასეთი ნივთიერებები გამოიყენება ნახევარგამტარების წარმოებაში სხვადასხვა საზომი და გამოთვლითი მოწყობილობების, ბირთვული ენერგიისა და ბევრ სხვა პროფესიულ სფეროში.
სუფთა ნივთიერებების მაგალითები
ჩვენ უკვე გავარკვიეთ, რომ სუფთა ნივთიერება არის ის, რაც შეიცავს იმავე სახის ელემენტებს. თოვლი სუფთა ნივთიერების კარგი მაგალითია. სინამდვილეში, ეს იგივე წყალია, მაგრამ განსხვავებით წყლისგან, რომელსაც ყოველდღიურად ვხვდებით, ეს წყალი გაცილებით სუფთაა და არ შეიცავს მინარევებს. ბრილიანტი ასევე სუფთა ნივთიერებაა, რადგან ის შეიცავს მხოლოდ ნახშირბადს მინარევების გარეშე. იგივე ეხება კლდის კრისტალს. Ზეყოველდღიურად ვხვდებით სუფთა ნივთიერების კიდევ ერთ მაგალითს - რაფინირებულ შაქარს, რომელიც შეიცავს მხოლოდ საქაროზას.
მიქსები
ჩვენ უკვე განვიხილეთ სუფთა ნივთიერებები და სუფთა ნივთიერებების მაგალითები, ახლა გადავიდეთ ნივთიერებების სხვა კატეგორიაზე - ნარევებზე. ნარევი არის, როდესაც რამდენიმე ნივთიერება ერთმანეთშია შერეული. ნარევებს ვხვდებით მუდმივად, ყოველდღიურ ცხოვრებაშიც კი. იგივე ჩაის ან საპნის ხსნარი არის ნარევები, რომლებსაც ყოველდღიურად ვიყენებთ. ნარევები შეიძლება შეიქმნას ადამიანის მიერ, ან შეიძლება იყოს ბუნებრივი. ისინი მყარ, თხევად და აირად მდგომარეობაში არიან. როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, იგივე ჩაი არის წყლის, შაქრისა და ჩაის ნარევი. ეს არის ადამიანის მიერ შექმნილი ნარევის მაგალითი. რძე ბუნებრივი ნაზავია, რადგან ის წარმოიქმნება განვითარების პროცესში ადამიანის ჩარევის გარეშე და შეიცავს მრავალ სხვადასხვა კომპონენტს.
ადამიანის მიერ შექმნილი ნარევები თითქმის ყოველთვის გამძლეა და ბუნებრივი სითბოს გავლენის ქვეშ იწყებს დაშლას ცალკეულ ნაწილაკებად (რძე, მაგალითად, მაწონი რამდენიმე დღის შემდეგ). ნარევები ასევე იყოფა ჰეტეროგენებად და ერთგვაროვანებად. ჰეტეროგენული ნარევები ჰეტეროგენულია და მათი კომპონენტები ჩანს შეუიარაღებელი თვალით და მიკროსკოპით. ასეთ ნარევებს უწოდებენ სუსპენზიებს, რომლებიც თავის მხრივ იყოფა სუსპენზიებად (ნივთიერება მყარ მდგომარეობაში და ნივთიერება თხევად მდგომარეობაში) და ემულსიებად (ორი ნივთიერება თხევად მდგომარეობაში). ერთგვაროვანი ნარევები ერთგვაროვანია და მათი ცალკეული კომპონენტების განხილვა შეუძლებელია. მათ ასევე უწოდებენ ხსნარებს (ისინი შეიძლება იყოს ნივთიერებები აირისებრი,თხევადი ან მყარი მდგომარეობა).
ნარევისა და სუფთა ნივთიერებების მახასიათებლები
აღქმის გამარტივებისთვის ინფორმაცია წარმოდგენილია ცხრილის სახით.
| შედარებითი ნიშანი | სუფთა ნივთიერებები | მიქსები |
| ნივთიერებების შემადგენლობა | შეინარჩუნეთ შემადგენლობა უცვლელი | აქვს ცვლადი შემადგენლობა |
| ნივთიერებების ტიპები | შეიცავს ერთ ნივთიერებას | შეიცავს სხვადასხვა ნივთიერებებს |
| ფიზიკური თვისებები | შეინარჩუნეთ მუდმივი ფიზიკური თვისებები | აქვს არასტაბილური ფიზიკური თვისებები |
| მატერიის ენერგიის ცვლილება | იცვლება ენერგიის გამომუშავებისას | არა ცვლილება |
სუფთა ნივთიერებების მიღების მეთოდები
ბუნებაში ბევრი ნივთიერება არსებობს ნარევების სახით. ისინი გამოიყენება ფარმაკოლოგიაში, სამრეწველო წარმოებაში.
სუფთა ნივთიერებების მისაღებად გამოიყენება გამოყოფის სხვადასხვა მეთოდი. ჰეტეროგენული ნარევები გამოყოფილია დაბინძურებით და გაფილტვრით. ერთგვაროვანი ნარევები გამოიყოფა აორთქლებისა და დისტილაციით. განიხილეთ თითოეული მეთოდი ცალკე.
მოწესრიგება
ეს მეთოდი გამოიყენება სუსპენზიების გასაყოფად, როგორიცაა მდინარის ქვიშისა და წყლის ნარევი. ძირითადი პრინციპი, რომელსაც ემყარება დასახლების პროცესი, არის განსხვავება მათ სიმკვრივეშიგამოყოფილი ნივთიერებები. მაგალითად, ერთი მძიმე ნივთიერება და წყალი. რომელი სუფთა ნივთიერებაა წყალზე მძიმე? ეს არის, მაგალითად, ქვიშა, რომელიც, მისი მასის გამო, დაიწყებს ძირში ჩალაგებას. სხვადასხვა ემულსიები გამოყოფილია იმავე გზით. მაგალითად, მცენარეული ზეთი ან ზეთი შეიძლება გამოვყოთ წყლისგან. ეს ნივთიერებები გამოყოფის პროცესში ქმნიან პატარა ფილას წყლის ზედაპირზე. ლაბორატორიულ პირობებში იგივე პროცესი ტარდება გამყოფი ძაბრის გამოყენებით. ნარევების გამოყოფის ეს მეთოდი ბუნებაშიც მუშაობს (ადამიანის ჩარევის გარეშე). მაგალითად, კვამლისგან ჭვარტლის დალექვა და რძეში ნაღების დალექვა.
გაფილტვრა
ეს მეთოდი შესაფერისია სუფთა ნივთიერებების მისაღებად ჰეტეროგენული ნარევებიდან, მაგალითად, წყლისა და სუფრის მარილის ნარევიდან. მაშ, როგორ მუშაობს ფილტრაცია ნარევის ნაწილაკების გამოყოფის პროცესში? დასკვნა ის არის, რომ ნივთიერებებს აქვთ სხვადასხვა ხსნადობის დონე და ნაწილაკების ზომები.
ფილტრი შექმნილია ისე, რომ მასში მხოლოდ ერთი და იგივე ხსნადობის ან იგივე ზომის ნაწილაკები გაივლიან. უფრო დიდი და სხვა უვარგისი ნაწილაკები ფილტრში ვერ გაივლიან და გამოიკვეთება. ფილტრების როლი შეიძლება შეასრულოს არა მხოლოდ სპეციალიზებულმა მოწყობილობებმა და ხსნარებმა ლაბორატორიაში, არამედ ნაცნობმა ნივთებმა, როგორიცაა ბამბა, ქვანახშირი, გამომწვარი თიხა, დაპრესილი მინა და სხვა ფოროვანი საგნები. ფილტრები რეალურ ცხოვრებაში ბევრად უფრო ხშირად გამოიყენება, ვიდრე თქვენ ფიქრობთ.
ამ პრინციპის მიხედვით, ყველა ჩვენგანისთვის მუშაობს ნაცნობი მტვერსასრუტი, რომელიც გამოყოფს დიდნამსხვრევების ნაწილაკებს და ოსტატურად შთანთქავს წვრილმანებს, რომლებიც ვერ აზიანებენ მექანიზმს. როდესაც ავად ხართ, ატარებთ მარლის სახვევს, რომელსაც შეუძლია ბაქტერიების განდევნა. მუშები, რომელთა პროფესია დაკავშირებულია სახიფათო გაზებისა და მტვრის გავრცელებასთან, ატარებენ სასუნთქ ნიღბებს მოწამვლისგან დასაცავად.
მაგნიტისა და წყლის ზემოქმედება
ამ გზით შეგიძლიათ გამოყოთ რკინის ფხვნილისა და გოგირდის ნარევი. გამოყოფის პრინციპი ემყარება მაგნიტის ეფექტს რკინაზე. რკინის ნაწილაკები მაგნიტს იზიდავს, გოგირდი კი ადგილზე რჩება. იგივე მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა ლითონის ნაწილების განცალკევებისთვის სხვადასხვა მასალის მასისგან.
თუ რკინის ფხვნილთან შერეული გოგირდის ფხვნილი ჩაასხით წყალში, გოგირდის დაუსველებელი ნაწილაკები წყლის ზედაპირზე ამოტივტივდება, მძიმე რკინა კი მაშინვე დაეცემა ძირში.
აორთქლება და კრისტალიზაცია
ეს მეთოდი მუშაობს ერთგვაროვან ნარევებთან, როგორიცაა წყალში მარილის ხსნარი. მუშაობს ბუნებრივ პროცესებსა და ლაბორატორიულ პირობებში. მაგალითად, ზოგიერთი ტბა გაცხელებისას აორთქლდება წყალს და სუფრის მარილი თავის ადგილზე რჩება. ქიმიის თვალსაზრისით, ეს პროცესი ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ განსხვავება ორი ნივთიერების დუღილის წერტილს შორის არ აძლევს მათ ერთდროულად აორთქლების საშუალებას. განადგურებული წყალი ორთქლად გადაიქცევა, დარჩენილი მარილი კი ნორმალურ მდგომარეობაში დარჩება.
თუ ამოსაღები ნივთიერება (შაქარი, მაგალითად) გაცხელებისას დნება, წყალი ბოლომდე არ აორთქლდება. ნარევი ჯერ თბება, შემდეგ კი მიღებულს ცვლისნარევი დაჟინებით მოითხოვება ისე, რომ შაქრის ნაწილაკები ძირში დადგეს. ზოგჯერ უფრო რთული ამოცანაა - ნივთიერების გამოყოფა უფრო მაღალი დუღილის წერტილით. მაგალითად, წყლის მარილისგან გამოყოფა. ამ შემთხვევაში, აორთქლებული ნივთიერება უნდა შეგროვდეს, გაცივდეს და შედედდეს. ერთგვაროვანი ნარევების გამოყოფის ამ მეთოდს ეწოდება დისტილაცია (ან უბრალოდ დისტილაცია). არსებობს სპეციალური მოწყობილობები, რომლებიც წყალს ახდენენ. ასეთი წყალი (გამოხდილი) აქტიურად გამოიყენება ფარმაკოლოგიაში ან ავტომობილების გაგრილების სისტემებში. ბუნებრივია, ადამიანები იმავე მეთოდს იყენებენ ალკოჰოლის გამოხდისთვის.
ქრომატოგრაფია
გამოყოფის ბოლო მეთოდი არის ქრომატოგრაფია. იგი ემყარება იმ ფაქტს, რომ ზოგიერთი ნივთიერება მიდრეკილია შეიწოვოს ნივთიერებების სხვა კომპონენტები. მუშაობს ასე. თუ აიღებთ ქაღალდის ან ქსოვილის ნაჭერს, რომელზედაც რაღაც აწერია მელნით და ჩაყრით მის ნაწილს წყალში, შეამჩნევთ შემდეგს: წყალი დაიწყებს შეწოვას ქაღალდის ან ქსოვილის მიერ და გაცურდება, მაგრამ შეღებვა. საკითხი ცოტათი ჩამორჩება. ამ ტექნიკის გამოყენებით, მეცნიერმა მ.
