בכיתה ח' התלמידים לומדים חומרים ותערובות טהורים בקורס כימיה. המאמר שלנו יעזור להם להבין את הנושא הזה. נספר לכם אילו חומרים נקראים טהורים, ואילו נקראים תערובות. האם אי פעם חשבת על השאלה: "האם יש חומר טהור לחלוטין?" התשובה עשויה להפתיע אותך.
למה נושא זה נלמד בבית הספר?
לפני ששקולים את ההגדרה של "חומר טהור", יש לעסוק בשאלה: "באיזה חומר אנו עוסקים באמת - חומר טהור או תערובת?"
בכל עת, טוהר החומר הדאיג לא רק חוקרים, מדענים, אלא גם אנשים רגילים. למה אנחנו מתכוונים בדרך כלל במושג הזה? כל אחד מאיתנו רוצה לשתות מים ללא זיהומים של מתכות כבדות. אנחנו רוצים לנשום אוויר צח שלא מזוהם מפליטת מכוניות. אבל האם מים ואוויר לא מזוהמים יכולים להיקרא חומרים טהורים? מבחינה מדעית, לא.
מהי תערובת?
אז, תערובת היא חומר שמכיל כמה סוגים של מולקולות. עכשיו חשבו על הרכב המים הזורמיםמהברז - כן, כן, יש בו הרבה זיהומים. בתורם, החומרים המרכיבים את התערובת נקראים רכיבים. שקול דוגמה. האוויר שאנו נושמים הוא תערובת של גזים שונים. המרכיבים המרכיבים את הרכבו הם חמצן, חנקן, פחמן דו חמצני וכן הלאה. אם המסה של רכיב אחד קטנה פי עשרה מהמסה של אחר, אז חומר כזה נקרא טומאה. לעתים קרובות בטבע יש אוויר מזוהם בזיהומים של מימן גופרתי. הגז הזה מריח כמו ביצים רקובות והוא רעיל לבני אדם. כשנופשים עושים שריפה על גדת הנהר, זה מזהם את האוויר בפחמן דו חמצני, שגם הוא מסוכן בכמויות גדולות.
בחורים מהירי תפיסה במיוחד אולי יש כבר שאלה: "מה נפוץ יותר - חומרים טהורים או תערובות?" כדי לענות על השאלה שלך: "בעצם הכל מסביבנו הוא תערובות."
הטבע כל כך מדהים.
כמה מילים על סוגי החומרים הטהורים
בתחילת המאמר, הבטחנו לדבר על האם חומרים קיימים לחלוטין ללא זיהומים. אתה חושב שיש כאלה? כבר דיברנו על מי ברז. אבל האם מי מעיינות יכולים להכיל זיהומים? התשובה לשאלה זו פשוטה: חומרים טהורים לחלוטין אינם מתרחשים בטבע. עם זאת, בחוגים מדעיים נהוג לדבר על הטוהר היחסי של חומר. זה נשמע כך: "החומר טהור, אבל עם הסתייגות". כך, למשל, זה יכול להיות נקי מבחינה טכנית. דיו שחור וסגול מכיל זיהומים. אם לא ניתן לזהות אותם על ידי תגובה כימית, אז זהאומרים שהחומר טהור מבחינה כימית. זה מים מזוקקים.
על ניקיון
אז, הגיע הזמן לדבר על חומר טהור. זהו חומר שבהרכבו יש חלקיקים מסוג אחד בלבד. מסתבר שיש לו תכונות מיוחדות. יש לזה שם אחר: חומר בודד. בואו ננסה לאפיין את התכונות של מים טהורים:
- חומר בודד: מים מזוקקים;
- נקודת רתיחה - 100°C;
- נקודת התכה - 0°C;
- למים האלה אין טעם, ריח או צבע.
איך להפריד חומרים?
שאלה זו רלוונטית גם כן. לעתים קרובות מאוד בחיי היומיום ובעבודה (במידה רבה יותר) אדם מפריד בין חומרים. כך, למשל, נוצרת שמנת בחלב, אותה ניתן לאסוף מפני השטח אם משתמשים בשיטת השקיעה. במהלך זיקוק הנפט, אדם מייצר בנזין, דלק רקטות, נפט, שמן מכונות וכדומה. בכל שלבי העיבוד, אדם משתמש במגוון שיטות להפרדת תערובות, התלויות במצב הצבירה של החומר. בואו נסתכל על כל אחד מהם.
סינון
שיטה זו משמשת כאשר ישנו חומר נוזלי המכיל חלקיקים מוצקים בלתי מסיסים. למשל, מים וחול נהר. תערובת זו מועברת דרך מסנן. כך, החול נשמר במסנן, ומים נקיים עוברים דרכו בשלווה. לעתים רחוקות אנו מייחסים לכך חשיבות, אך מדי יום במטבח, רבים מתושבי העיר מזרים מים מהברזניקוי מסננים. אז במידה מסוימת, אתה יכול להחשיב את עצמך כמדען!
Settling
אמרנו כמה מילים על השיטה הזו ממש למעלה. עם זאת, בואו נשקול את זה ביתר פירוט. כימאים נוקטים בשיטה זו כאשר יש צורך להפריד תרחיפים או תחליבים. לדוגמה, אם שמן צמחי חדר למים נקיים, יש לנער את התערובת המתקבלת, ואז לתת לה להתבשל לזמן מה. לאחר מכן, אדם יצפה בתופעה כאשר השמן בצורת סרט מכסה את המים.
במעבדות, כימאים משתמשים בשיטה אחרת הנקראת משפך הפרדה. כשמשתמשים בשיטת טיהור זו, נוזל צפוף חודר לתוך המיכל, ונשאר הקל יותר.
לשיטת ההתיישבות יש חיסרון רציני - זוהי מהירות נמוכה של התהליך. במקרה זה, נדרש זמן רב להיווצרות משקעים. במפעלים תעשייתיים עדיין משתמשים בשיטה זו. מהנדסים מתכננים מבנים מיוחדים הנקראים "שומפים".
Magnet
כל אחד מאיתנו שיחק עם מגנט לפחות פעם אחת בחיינו. היכולת המדהימה שלו למשוך מתכות נראתה קסומה. אנשים בעלי תושייה ניחשו להשתמש במגנט כדי להפריד בין תערובות. לדוגמה, הפרדה של סיבי עץ וברזל מתאפשרת באמצעות מגנט. אבל כדאי לקחת בחשבון שזה לא יכול למשוך את כל המתכות, רק התערובות המכילות פרומגנטים כפופות לו. אלה כוללים ניקל, טרביום, קובלט, ארביום ווכו'
זיקוק
למונח הזה יש שורשים לטיניים, בתרגום פירושו "מנקז טיפות". שיטה זו היא הפרדת תערובות על סמך הבדלים בנקודת הרתיחה של חומרים. שיטה זו היא שתעזור להפריד בין מים ואלכוהול. החומר האחרון מתאדה ב-+78 מעלות צלזיוס. כאשר האדים שלו נוגעים בקירות ובמשטחים קרים, האדים מתעבים, והופכים לחומר נוזלי.
בתעשייה הכבדה מופקים בשיטה זו מוצרי נפט, מתכות טהורות וחומרים ריחניים שונים.
האם ניתן להפריד גזים?
דיברנו על חומרים ותערובות טהורים במצב נוזלי ומוצק. אבל מה אם יש צורך להפריד בין תערובות גז? הראשים הבהירים של התעשייה הכימית מתרגלים היום כמה שיטות פיזיקליות להפרדת תערובות גזים:
- condensation;
- sorption;
- הפרדת ממברנה;
- reflux.
אז, במאמר שלנו שקלנו את הרעיון של חומרים ותערובות טהורים. גילינו מה נפוץ יותר בטבע. עכשיו אתם מכירים את הדרכים השונות להפרדת תערובות – ואתם יכולים להדגים חלק מהן בעצמכם, כמו מגנט. אנו מקווים שהמאמר שלנו היה שימושי עבורך. למד מדע היום כדי שמחר זה יעזור לך לפתור כל בעיה - גם בבית וגם בייצור!
