Властивості хімічних видів Superprof
9 грудня 2017 р. ∙ 6 хвилин читання
Використовуйте властивості хімічного виду для його ідентифікації
Нагадаємо: всі чисті речовини можна знайти в трьох станах: твердому, рідкому або газовому. Ці тіла можуть переходити з одного стану в інший залежно від температури та умов тиску.
Кожен хімічний вид характеризується своїми властивостями і тому дає можливість відрізнити його від інших. Ці властивості можна використовувати для ідентифікації хімічного виду кілька разів:
- Визначити природу невідомої хімічної речовини.
- Для перевірки природи хімічної речовини, витягнутої із суміші.
- Для перевірки природи хімічної речовини, отриманої під час хімічного синтезу.
Приклад властивостей, що використовуються для ідентифікації хімічного виду:
Температура плавлення (для твердих речовин)
Температура плавлення - це температура, при якій речовина переходить із твердого стану в рідкий.
Ця температура позначається Tf, але також може позначатися Tfus або θfus. Також ми можемо відзначити назву тіла в дужках. Температура плавлення специфічна для кожного тіла.
Застосовується для перевірки чистоти тіла.
Дійсно, для кожної речовини відома температура плавлення. Якщо ця температура плавлення зменшується, це може свідчити про наявність домішок у речовині. Для вивчення температури плавлення слід пам’ятати три характеристики:
- Температуру плавлення можна використовувати для чистої речовини
- Температура плавлення не застосовується до твердих речовин, які не можуть перейти в рідкий стан
- Температура плавлення є функцією тиску
Температуру плавлення можна виміряти за допомогою стенду Кофлера.
Як вимірюється температура плавлення за допомогою стенду Кефлера ?
Лавка Köfler - це нагрітий та градуйований стіл. Це лава, нагріта резисторами. Тепло розподіляється нерівномірно в градієнті нагрівання, так що є холодна та тепла частина.
Дві чисті речовини використовуються для калібрування стенду, речовини просуваються у вигляді порошку до плавлення, а потім переглядається градуювання.
Деякі температури плавлення:
- Гелій: -272,2 ° C
- Ртуть: -38,8 ° C
- Вода: 0 ° C
- Свинець: 327,5 ° C
- Золото: 1064
- Уран: 1132
- Залізо: 1538 рік
- Вольфрам: 3422
Температура затвердіння (для рідин)
Температура затвердіння - це температура, при якій відбувається перехід від рідкого стану до твердого.
Часто легке охолодження перетворює рідину в твердий стан. Наприклад, затвердіння чистої води дорівнює 0 ° C.
Температура кипіння (для рідин)
Це температура, при якій рідкі речовини стають газоподібними.
Температура кипіння є функцією тиску. Ця температура дозволяє ідентифікувати чисті речовини.
Деякі температури кипіння:
- Ртуть: 356 ° C
- Вода: 100 ° C
- Залізо: 2750 ° C
- Золото: 3080 ° C
- Свинець: 1740 ° C
- Вольфрам: 5660 ° C
Точка роси (для газів)
Це температура, коли газ стає рідким.
Примітка: температура кипіння та точка роси однакові.
| Вода | 0 ° C | 100 ° C |
| Меркурій | -38,8 ° С | 356 ° С |
| Вести | 327,5 ° С | 1740 ° С |
| Залізо | 1538 ° С | 2750 ° C |
Щільність
Щільність виду - це маса на одиницю об’єму. Співвідношення між масою та об’ємом допомагає ідентифікувати речовину. Він визначається таким чином:
- м маса в кг
- і V, об'єм, виражений в м 3 .
Щільність залежить від тиску та температури. Це дозволяє порівнювати матеріали разом, наприклад, знати, чи буде матеріал плавати.
Щільність
Щільність визначається як відношення щільності твердої речовини або рідини до щільності чистої води, взятої за контрольної температури 3,98 ° C або 1000 кл/л. Це співвідношення включає дві величини, які мають однакові одиниці, тому щільність не має одиниці.
Змішуваність
Це здатність двох видів змішуватись. Таким чином, деякі види мають більшу спорідненість до розчинника.
Згадаймо: розчинник - це речовина (найчастіше рідина), яка має здатність розчиняти інші речовини.
Використовуйте властивості речовини, щоб перевірити її чистоту
Речовина рідко буває повністю чистою, оскільки часто є або сліди речовин від однієї і тієї ж суміші, і, можливо, невелика кількість екстракційних розчинників або реагентів, які дали можливість її синтезувати.
Чим більша кількість домішок, тим більше властивості (наприклад, густина або зміна температури стану) відрізняються від властивостей чистої речовини (наприклад, чим більше солі містить вода, тим нижча температура її затвердіння).
У цьому випадку властивості речовини можна використовувати для оцінки ступеня чистоти.
Інші методи дозволяють контролювати чистоту суміші: серед них ми можемо навести хроматографію, вимірювання показника заломлення, перекристалізацію.
Колонна хроматографія: йдеться про колонку, де осідають сполуки, що мають особливу спорідненість. Це називається стаціонарною фазою. Суміш, що підлягає очищенню, виливають у колону. Якщо сполуки суміші мають сильну спорідненість із нерухомою фазою, вони "чіпляються" за сполуки на колонці: очищена суміш таким чином відновлюється. Серед найвідоміших колоночних хроматографій можна назвати катіонообмінну хроматографію (позитивно заряджені іони) та аніонообмінну хроматографію (негативно заряджені іони).
Показник заломлення: цей метод, який називається рефрактометрією, заснований на розрахунку показника заломлення. Показник заломлення - це величина без величини, яка характеризує швидкість світла в розчині. Цей показник є показником чистоти розчину.
Перекристалізація: це техніка, при якій тверда сполука, що містить домішки, гаряче розчиняється у невеликій кількості розчинника. Розчиняючи суміш гарячим, продукт, що підлягає очищенню, і домішки переходять у розчин, охолоджуючи суміш, продукт, що очищається, перекристалізується, поки домішки залишаються в розчині.
Примітка: ми говоримо про чисту речовину, коли речовина складається лише з одного елемента, інакше ми говоримо про суміш.
Застосування: Коли ми проводимо синтетичні реакції, ми повинні переконатися, що кінцевий продукт не містить будь-яких домішок. Тому необхідно мати змогу покладатися на методи, які дозволяють ідентифікувати речовини, присутні в суміші, або які дозволяють перевіряти чистоту суміші. Якщо продукт не є чистим, тоді доведеться провести очищення.
Використовуйте властивості хімічного виду, щоб витягти його із суміші
Численні методи сепарації та екстракції використовують властивості хімічних видів.
Дистиляція
Дистиляція - це техніка, заснована на випаровуванні. Тому він використовує температури кипіння. При дистиляції спочатку випаровується найбільш летюча сполука.
Таким чином, якщо ми використовуємо дистиляцію із сумішшю рідин, ми можемо розділити їх залежно від температури кипіння. Дистиляцію можна використовувати навіть для очищення суміші.
Принцип: використовується дистиляційна колба, яка дозволяє нагрівати суміш рідин. При нагріванні суміші спочатку випаровується більш летюча рідина (тобто рідина з найнижчою температурою кипіння). Потім пари конденсуються за допомогою конденсатора і утворюють дистилят, який відновлюється в іншій колбі.
Дистиляція - метод екстракції.
Видобуток
Різниця у розчинності речовини в різних розчинниках дозволяє проводити екстракцію рідина - рідина. Таким чином, екстракція дає змогу витягти хімічний вид із суміші. На відміну від дистиляції, зміни фази не відбувається. Це дуже старий метод вивчення суміші.
Примітка: Є багато інших методів екстракції, таких як відвар, інфузія, мацерація або пресування.
метод екстракції: інфузія.
Декантування
Якщо ми хочемо розділити дві не змішуються рідкі фази, ми можемо перейти до декантації. Цей метод заснований на тому, що речовини в суміші не мають однакову щільність.
Тому можна розділити речовини за допомогою ділильної лійки. Помістіть суміш, що відокремлюється, в ампулу, перемішайте, а потім дайте двом речовинам розділитися.
Фази, що підлягають декантуванню, розміщуються знизу вгору від найбільшої щільності до найменшої: найбільш щільна фаза завжди розміщується знизу. Ми можемо знати порядок речовин, якщо знаємо їх щільність.
Однак якщо суміш містить домішки, тоді щільність може змінюватися. Потім елюювання здійснюється просто самопливом.
Розділювальна лійка для рідинно-рідинної екстракції.
Вам сподобалась стаття ?
Засновник Superprof та інженер, ми намагаємось надати найбільшу базу знань.
Захоплюючись фізикою та хімією та вивчаючи природничі науки в середній школі, я ділюсь своїми уроками (після оновлення їх відповідно до Національної освітньої програми).