З’єднання і суміші

Більшість речовин складається з кількох елементів, тобто багато речовин являють собою сполуки або суміші. З’єднання – це речовина, що містить атоми двох або більше елементів, з’єднані між собою хімічним зв’язком. У суміші, наприклад в морській воді або повітрі, різні речовини перемішані, але не пов’язані хімічно. Морський пісок – суміш часток кварки, раковин і органічних речовин (див. рис.). Кварц – з’єднання кремнію і кисню. Майже безбарвні піщинки – це частинки кварцу.

З’єднання

У з’єднанні атоми двох або більше елементів зв’язані разом хімічним зв’язком, так що утворюється абсолютно нова речовина. Вуглекислий газ – це з’єднання, що складається з пов’язаних атомів вуглецю і кисню. Якщо нагріти суміш заліза з сіркою, то відбудеться реакція і утворюється нова речовина – сульфід железСоедіненіе не можна розділити на елементи фізичними методами, наприклад шляхом фільтрації або випарювання. Властивості з’єднання відрізняються від властивостей елементів. Якщо нагріти суміш заліза з сіркою (ліворуч), то відбудеться реакція і утворюється нова речовина – сульфід заліза. Після реакції залізо вже не можна відокремити від сірки. На відміну від заліза сульфід залоза не намагнічується, а на відміну від подрібненої сірки, тоне у воді. У кожному зразку з’єднання елементи містяться в однаковій пропорції. Хімічна формула відображає співвідношення елементів. Формула сульфіду заліза FeS говорить про те, що кожен атом заліза пов’язаний з одним атомом сірки.

Хоча елементів всього близько ста, вони можуть з’єднуватися самими різними способами, тому у світі існує не менше двох мільйонів сполук. Вода – це сполука водню з киснем. Скло – з’єднання кальцію, кремнію, кисню і натрії. Сполуки діляться на групи відповідно до їх хімічними властивостями. Так, кислоти та основи складають особливі групи. З’єднання можна також розділити за ознакою наявності тих чи інших атомів. Наприклад, гідриди – це речовини, що містять водень. Хлориди містять хлор, оксиди містять кисень. При реакція натрію з хлором, утворюється хлорид натрію – кухонна сіль. Хлор – отруйний газ, а натрій – дуже активний метал. Хлорид натрію не володіє цими небезпечними властивостями.

Всі органічні сполуки містять вуглець. Всі живі організми, як і викопне паливо, наприклад нафту, складаються з органічних сполук. Люди також виробляють органічні сполуки – пластмаси, барвники, миючі засоби, ліки.

Суміші

Більшість навколишніх речовин – суміші. Частинки заліза притягаються до магніту, а частки сірки на магніт НЕ реагіруютОні містять різні речовини (елементи або сполуки), які не набрали хімічні реакції. Суміш може містити два або більше елементів – речовин, що складаються з атомів одного типу. Суміш може містити сполуки, тобто речовини, що складаються з атомів різних типів. Суміш може складатися з елементів і з’єднань. Повітря – суміш елементів (кисень) і з’єднань (пил, кіптява). Компоненти суміші хімічно не пов’язані, і їх можна легко розділити. Наприклад, із суміші заліза з сіркою частинки заліза можна витягти магнітом. Частинки заліза притягаються до магніту (див. рис.), А частки сірки на магніт не реагують. У суміші компоненти можуть міститися в будь-яких пропорціях. Всі компоненти зберігають свої індивідуальні властивості. Тісто – це суміш різних сполук: яєць, борошна, жиру. Випечений пиріг являє собою нове з’єднання. Сіль – це з’єднання натрію з хлором. Масло – органічна сполука, в ньому є вуглець, водень і кисень.

Види сумішей

До складу сумішей можуть входити і тверді речовини, рідини і гази. Повітря – це суміш газів, а морська вода – суміш твердої речовини (солі) і рідини. Латунь – суміш двох твердих речовин, міді і цинку. Суміші металів називаються сплавами. Коли тверда речовина (наприклад, сіль) розчиняється в рідині (наприклад, у воді), утворюється розчин. Легко розчиняється тверда речовина називають розчинною, а те, яке не розчиняється, – нерозчинним. Суміш, що складається з частинок твердої речовини, зважених в рідині або газі, називають суспензією. Кров, молоко, дим – все це суспензії. Молоко – суспензія часток жиру у воді. Шипучі напої – суміші двох рідин (води і барвника) і вуглекислого газу. Газ виділяється у вигляді бульбашок. Рідини, які легко утворюють суміші, наприклад вода і чорнило, називаються змішуються. Якщо рідини не утворюють розчину – вода і нафта, – кажуть, що вони незмішувані. Щоб їх перемішати, потрібно додати третій речовина – емульгатор. Емульгатор розбиває нафту на невеликі краплі, зависающие у воді. Отримана суміш називається емульсією. Майонез – олійно-оцтова емульсія. Емульгатором служить яєчний жовток. Емульсійна фарба – це емульсія, де у воді знаходяться крапельки масла і барвника. Борошно, цукор, масло складаються із з’єднань вуглецю, водню і кисню. Яйця містять вуглець, азот, фосфор, водень, кисень і сірку. Сік лимона – це суміш лимонної кислоти і води.

Поділ сумішей

Хіміки знають багато способів поділ сумішей на складові частини. Вибір способу залежить від виду суміші. Найпростіший спосіб відділення твердих частинок, зважених в рідині, – залишити суспензія в спокої, щоб частки осіли на дно. У каламутній воді є частки піску, грунту, органічних речовин, але вони поступово осідають на дно. Інший спосіб відділення твердих частинок від рідини – фільтрація. Фільтр затримує тверді частинки і пропускає молекули рідини. Цей метод використовується на водонапірних станціях для отримання чистої питної води. Рідина, що пройшла через фільтр, – фільтрат; тверді частинки, затримані фільтром, – осад.

Для визначення складу суміші використовується хроматографія. Суміш розчиняється в розчиннику, і частина її поміщається на паперовий фільтр, який затримує різні речовини різною мірою. На фільтрі утворюються кольорові смуги – хроматограмма. Дослідник визначає склад суміші, порівнюючи її хроматограму з хроматограму відомих речовин. Хроматографія допомагає встановити, які барвники додані в продукт.

Випарювання – це спосіб виділення твердої речовини з рідкого розчину. Розчин розігрівають, він закипає, рідина випаровується і на дні залишається тверда речовина. Лимонний сік – водний розчин лимонної кислоти. Якщо сік кип’ятити, вода випарується і на дні каструлі залишаться кристали лимонної кислоти. Дистиляція – метод отримання чистої рідини, зокрема води, з розчинів. Цей процес аналогічний випаровуванню, але випарувалася рідина після охолодження збирають. Для відділення твердих частинок від рідини застосовується також центрифугування. У спеціальній машині – центрифузі – посудину з рідиною дуже швидко обертається. Відцентрова сила відкидає тверді частинки до стінок посудини, після чого рідину зливають або фільтрують. Приклад центрифуги – сушильний барабан. У медицині центрифугу використовують для відділення червоних кров’яних тілець від крові, яка представляє собою суспензію кров’яних пластинок і червоних і білих тілець в особливої рідини – плазмі.

ПОДІЛИТИСЯ: