ჩვენს სტატიაში განვიხილავთ რა არის სუფთა ნივთიერებები და ნარევები, ნარევების გამოყოფის ხერხები. თითოეული ჩვენგანი იყენებს მათ ყოველდღიურ ცხოვრებაში. არსებობს თუ არა ბუნებაში სუფთა ნივთიერებები? და როგორ განვასხვავოთ ისინი ნარევებისგან?
სუფთა ნივთიერებები და ნარევები: ნარევების გამოყოფის გზები
სუფთა ნივთიერებები არის ნივთიერებები, რომლებიც შეიცავს მხოლოდ გარკვეული ტიპის ნაწილაკებს. მეცნიერები თვლიან, რომ ისინი პრაქტიკულად არ არსებობენ ბუნებაში, რადგან ყველა მათგანი, თუმცა უმნიშვნელო პროპორციებით, შეიცავს მინარევებს. აბსოლუტურად ყველა ნივთიერება ასევე ხსნადია წყალში. თუნდაც, მაგალითად, ვერცხლის ბეჭედი ჩაეფლო ამ სითხეში, ამ ლითონის იონები გადავა ხსნარში.
სუფთა ნივთიერებების ნიშანი არის შემადგენლობისა და ფიზიკური თვისებების მუდმივობა. მათი ფორმირების პროცესში ხდება ენერგიის რაოდენობის ცვლილება. უფრო მეტიც, ის შეიძლება გაიზარდოს და შემცირდეს. სუფთა ნივთიერების ცალკეულ კომპონენტებად დაყოფა შესაძლებელია მხოლოდ ქიმიური რეაქციით. მაგალითად, მხოლოდ გამოხდილ წყალს აქვს ამ ნივთიერებისთვის ტიპიური დუღილის და გაყინვის წერტილი,გემოვნებისა და სუნის ნაკლებობა. მისი ჟანგბადი და წყალბადი მხოლოდ ელექტროლიზით დაიშლება.
და რით განსხვავდება მათი აგრეგატები სუფთა ნივთიერებებისგან? ამ კითხვაზე პასუხის გაცემაში ქიმია დაგვეხმარება. ნარევების გამოყოფის მეთოდები ფიზიკურია, რადგან ისინი არ იწვევს ნივთიერებების ქიმიური შემადგენლობის ცვლილებას. სუფთა ნივთიერებებისგან განსხვავებით, ნარევებს აქვთ ცვალებადი შემადგენლობა და თვისებები და მათი გამოყოფა შესაძლებელია ფიზიკური მეთოდებით.
რა არის ნარევი
ნარევი არის ცალკეული ნივთიერებების კოლექცია. ამის მაგალითია ზღვის წყალი. გამოხდისგან განსხვავებით, მას აქვს მწარე ან მარილიანი გემო, ადუღდება მაღალ ტემპერატურაზე და იყინება დაბალ ტემპერატურაზე. ნივთიერებების ნარევების გამოყოფის მეთოდები ფიზიკურია. ასე რომ, სუფთა მარილის მიღება შესაძლებელია ზღვის წყლისგან აორთქლებისა და შემდგომი კრისტალიზაციის გზით.
ნარევების სახეები
თუ წყალს შაქარს დაუმატებთ, ცოტა ხნის შემდეგ მისი ნაწილაკები დაიშლება და უხილავი გახდება. შედეგად, ისინი შეუიარაღებელი თვალით ვერ გამოირჩევიან. ასეთ ნარევებს უწოდებენ ერთგვაროვან ან ერთგვაროვან. ჰაერი, ბენზინი, ბულიონი, სუნამო, ტკბილი და მარილიანი წყალი და სპილენძისა და ალუმინის შენადნობი ასევე ამის მაგალითებია. როგორც ხედავთ, ერთგვაროვანი ნარევები შეიძლება იყოს აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაში, მაგრამ სითხეები ყველაზე გავრცელებულია. მათ ასევე უწოდებენ გადაწყვეტილებებს.
ჰეტეროგენულ ან ჰეტეროგენულ ნარევებში შეიძლება გამოიყოს ცალკეული ნივთიერებების ნაწილაკები. ტიპიური მაგალითებია რკინისა და ხის ფილები, ქვიშა და სუფრის მარილი. ჰეტეროგენულ ნარევებს ასევე უწოდებენ სუსპენზიებს.მათ შორის გამოირჩევა სუსპენზიები და ემულსიები. პირველი შედგება თხევადი და მყარი. ასე რომ, ემულსია არის წყლისა და ქვიშის ნაზავი. ემულსია არის ორი სითხის კომბინაცია სხვადასხვა სიმკვრივით.
არსებობს ჰეტეროგენული ნარევები განსაკუთრებული სახელებით. ასე რომ, ქაფის მაგალითია ქაფი, ხოლო აეროზოლებში შედის ნისლი, კვამლი, დეზოდორანტები, ჰაერის გამაგრილებელი საშუალებები, ანტისტატიკური საშუალებები.
ნარევების გამოყოფის მეთოდები
რა თქმა უნდა, ბევრ ნარევს აქვს უფრო ღირებული თვისებები, ვიდრე ცალკეულ ცალკეულ ნივთიერებებს, რომლებიც მათ ქმნიან. მაგრამ ყოველდღიურ ცხოვრებაშიც კი არის სიტუაციები, როდესაც მათ განცალკევება სჭირდებათ. ინდუსტრიაში კი მთელი ინდუსტრიები ამ პროცესს ეფუძნება. მაგალითად, ნავთობიდან მისი გადამუშავების შედეგად მიიღება ბენზინი, გაზის ზეთი, ნავთი, მაზუთი, მზის ზეთი და მანქანის ზეთი, რაკეტის საწვავი, აცეტილენი და ბენზოლი. დამეთანხმებით, ამ პროდუქტების გამოყენება უფრო მომგებიანია, ვიდრე უაზროდ წვა ზეთი.
ახლა ვნახოთ არის თუ არა ნარევების გამოყოფის ქიმიური მეთოდები. დავუშვათ, ჩვენ უნდა მივიღოთ სუფთა ნივთიერებები მარილის წყალხსნარიდან. ამისათვის ნარევი უნდა გაცხელდეს. შედეგად წყალი ორთქლად გადაიქცევა, მარილი კი კრისტალიზდება. მაგრამ ამავე დროს, არ მოხდება ერთი ნივთიერების მეორეში ტრანსფორმაცია. ეს ნიშნავს, რომ ამ პროცესის საფუძველი ფიზიკური მოვლენებია.
ნარევების გამოყოფის მეთოდები დამოკიდებულია აგრეგაციის მდგომარეობაზე, დაშლის უნარზე, დუღილის წერტილის განსხვავებაზე, სიმკვრივესა და მისი კომპონენტების შემადგენლობაზე. მოდით განვიხილოთ თითოეული მათგანი უფრო დეტალურად კონკრეტულზემაგალითები.
გაფილტვრა
ეს გამოყოფის მეთოდი შესაფერისია თხევადი და უხსნადი მყარი ნარევებისთვის. მაგალითად, წყალი და მდინარის ქვიშა. ეს ნარევი უნდა გაიაროს ფილტრით. შედეგად მასში სუფთა წყალი თავისუფლად გაივლის და ქვიშა დარჩება.
მოწესრიგება
ნარევების გამოყოფის ზოგიერთი მეთოდი ეფუძნება გრავიტაციის მოქმედებას. ამრიგად, სუსპენზიები და ემულსიები შეიძლება დაიშალოს სუფთა ნივთიერებებად. თუ მცენარეული ზეთი წყალში მოხვდება, ნარევი ჯერ უნდა შეირყა. შემდეგ დატოვეთ ცოტა ხნით. შედეგად, წყალი იქნება ჭურჭლის ძირში და ზეთი დაფარავს მას ფირის სახით.
ლაბორატორიულ პირობებში დასაყენებლად გამოიყენება გამყოფი ძაბრი. მისი მუშაობის შედეგად უფრო მკვრივი სითხე ჩაედინება ჭურჭელში, ხოლო მსუბუქი რჩება.
ჩამოყრა ხასიათდება პროცესის დაბალი სიჩქარით. ნალექის წარმოქმნას გარკვეული დრო სჭირდება. სამრეწველო პირობებში, ეს მეთოდი ხორციელდება სპეციალურ სტრუქტურებში, რომელსაც ეწოდება დანალექი ავზები.
მოქმედება მაგნიტით
თუ ნარევი შეიცავს ლითონს, მისი გამოყოფა შესაძლებელია მაგნიტის გამოყენებით. მაგალითად, ცალკე რკინისა და ხის ფილები. მაგრამ აქვს თუ არა ყველა ლითონს ეს თვისებები? Არაფერს. ამ მეთოდისთვის შესაფერისია მხოლოდ ფერომაგნიტების შემცველი ნარევები. რკინის გარდა, მათ შორისაა ნიკელი, კობალტი, გადოლინიუმი, ტერბიუმი, დისპროსიუმი, ჰოლმიუმი, ერბიუმი.
დისტილაცია
ეს არის სათაურილათინურიდან თარგმნილი ნიშნავს "წვეთების გადინებას". დისტილაცია არის ნარევების გამოყოფის მეთოდი ნივთიერებების დუღილის წერტილების სხვაობის საფუძველზე. ამრიგად, სახლშიც კი შესაძლებელია ალკოჰოლისა და წყლის გამოყოფა. პირველი ნივთიერება იწყებს აორთქლებას უკვე 78 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურაზე. ცივ ზედაპირზე შეხებისას ალკოჰოლის ორთქლი კონდენსირდება და თხევად მდგომარეობაში გადადის.
მრეწველობაში ამ გზით მიიღება ნავთობგადამამუშავებელი პროდუქტები, არომატული ნივთიერებები, სუფთა ლითონები.
აორთქლება და კრისტალიზაცია
ეს გამოყოფის მეთოდები შესაფერისია თხევადი ხსნარებისთვის. ნივთიერებები, რომლებიც ქმნიან მათ შემადგენლობას, განსხვავდება დუღილის წერტილით. ამრიგად, შესაძლებელია მარილის ან შაქრის კრისტალების მიღება იმ წყლიდან, რომელშიც ისინი იხსნება. ამისათვის ხსნარები თბება და აორთქლდება გაჯერებულ მდგომარეობაში. ამ შემთხვევაში, კრისტალები დეპონირდება. თუ საჭიროა სუფთა წყლის მიღება, მაშინ ხსნარი მიიყვანეთ ადუღებამდე, რასაც მოჰყვება ორთქლის კონდენსაცია უფრო ცივ ზედაპირზე.
გაზური ნარევების გამოყოფის მეთოდები
გაზური ნარევები გამოყოფილია ლაბორატორიული და სამრეწველო მეთოდებით, ვინაიდან ეს პროცესი მოითხოვს სპეციალურ აღჭურვილობას. ბუნებრივი წარმოშობის ნედლეული არის ჰაერი, კოქსი, გენერატორი, ასოცირებული და ბუნებრივი აირი, რომელიც წარმოადგენს ნახშირწყალბადების ერთობლიობას.
ნარევების გაყოფის ფიზიკური მეთოდები აირისებრ მდგომარეობაში შემდეგია:
- კონდენსაცია თანდათანობითი პროცესიანარევის გაგრილება, რომლის დროსაც ხდება მისი კომპონენტების კონდენსაცია. ამ შემთხვევაში, პირველ რიგში, მაღალი დუღილის ნივთიერებები, რომლებიც გროვდება გამყოფებში, გადადის თხევად მდგომარეობაში. ამ გზით წყალბადი მიიღება კოქსის ღუმელის გაზიდან და ამიაკი ასევე გამოიყოფა ნარევის ურეაქციო ნაწილისგან.
- სორბცია არის ზოგიერთი ნივთიერების შეწოვა სხვების მიერ. ამ პროცესს აქვს საპირისპირო კომპონენტები, რომელთა შორის წონასწორობა მყარდება რეაქციის დროს. წინა და საპირისპირო პროცესები სხვადასხვა პირობებს მოითხოვს. პირველ შემთხვევაში, ეს არის მაღალი წნევის და დაბალი ტემპერატურის კომბინაცია. ამ პროცესს სორბცია ეწოდება. წინააღმდეგ შემთხვევაში გამოიყენება საპირისპირო პირობები: დაბალი წნევა მაღალ ტემპერატურაზე.
- მემბრანული გამოყოფა არის მეთოდი, რომლის დროსაც ნახევრად გამტარი ტიხრების თვისება გამოიყენება სხვადასხვა ნივთიერების მოლეკულების შერჩევით გასატარებლად.
- რეფლუქსაცია - ნარევების მაღალი დუღილის ნაწილების კონდენსაციის პროცესი მათი გაციების შედეგად. ამ შემთხვევაში, ცალკეული კომპონენტების თხევად მდგომარეობაში გადასვლის ტემპერატურა მნიშვნელოვნად უნდა განსხვავდებოდეს.
ქრომატოგრაფია
ამ მეთოდის სახელი შეიძლება ითარგმნოს როგორც "მე ვწერ ფერით". წარმოიდგინეთ, რომ წყალს მელანი ემატება. თუ ფილტრის ქაღალდის ბოლოს ჩაუშვებთ ასეთ ნარევში, ის დაიწყებს შეწოვას. ამ შემთხვევაში წყალი უფრო სწრაფად შეიწოვება, ვიდრე მელანი, რაც დაკავშირებულია ამ ნივთიერებების სორბციის განსხვავებულ ხარისხთან. ქრომატოგრაფია არის არა მხოლოდ ნარევების გამოყოფის მეთოდი, არამედ ნივთიერებათა ისეთი თვისებების შესწავლის მეთოდი, როგორიცაა დიფუზია და ხსნადობა.
ასე რომ შევხვდითისეთი ცნებებით, როგორიცაა „სუფთა ნივთიერებები“და „ნარევები“. პირველი არის ელემენტები ან ნაერთები, რომლებიც შედგება მხოლოდ გარკვეული ტიპის ნაწილაკებისგან. მათი მაგალითებია მარილი, შაქარი, გამოხდილი წყალი. ნარევები არის ცალკეული ნივთიერებების ერთობლიობა. მათი განცალკევების მიზნით გამოიყენება რამდენიმე მეთოდი. მათი განცალკევება დამოკიდებულია მისი შემადგენელი კომპონენტების ფიზიკურ თვისებებზე. მთავარია დალექვა, აორთქლება, კრისტალიზაცია, ფილტრაცია, დისტილაცია, მაგნიტიზაცია და ქრომატოგრაფია.
