Amestecurile uniforme în stare agregată sunt împărțite în gaze, lichide și solide.
Un amestec de gaze este întotdeauna omogen. De exemplu, aerul curat este un amestec omogen de azot, oxigen, dioxid de carbon și gaze nobile, vapori de apă. Dar aerul praf este deja un amestec eterogen al acelorași gaze, conținând numai particule de praf. Probabil ați văzut de mai multe ori pentru a vedea cât de devreme dimineața, prin perdelele libere trase în cameră, pătrund prin razele soarelui. Calele lor sunt adesea marcate de căi luminoase: particulele de aer suspendate în lumina soarelui împrăștie aerul. Smogul asupra orașului sau al unei întreprinderi industriale este, de asemenea, un amestec heterogen: aer, care conține nu numai particule de praf, ci și funingine din fum, picături de diferite lichide etc. (Figura 61).
Fig. 61. Smog asupra unei întreprinderi industriale
Amestecurile lichide naturale sunt uleiul. Se compune din sute de componente diferite, în principal compuși ai carbonului. Uleiul este numit "sângele Pământului", "aurul negru" și știți foarte bine cât de important este rolul în economia statului nostru și al multor alte țări prin extragerea, prelucrarea și exportul de petrol și produse petroliere.
Desigur, amestecul lichid cel mai frecvent, sau mai degrabă o soluție, este apa a mărilor și a oceanelor. Știți deja că într-un litru de apă de mare, o medie de 35 de grame de săruri, cea mai mare parte din clorură de sodiu. Spre deosebire de apa pură, marea are un gust amar-amar, nu îngheață la 0 ° C, dar la -1,9 ° C.
Cu amestecuri lichide în viața de zi cu zi vă întâlniți tot timpul. Șampoanele și băuturile, medicamentele și substanțele chimice de uz casnic sunt toate amestecurile de substanțe. Chiar și apa de la robinet nu poate fi considerată o substanță pură: conține săruri dizolvate, impurități insolubile minuscule, este dezinfectată prin clorurare. Astfel de apă nu se poate bea fără legume, nu este recomandată pentru gătit. Filtrele speciale de uz casnic vor ajuta la curățarea apei de la robinet nu numai din particule solide, ci și din unele impurități dizolvate. Nici soluțiile de reactivi pe apa de la robinet nu pot fi gătite. Apa este purificată prin distilare în acest scop, lucru pe care îl veți afla mai târziu.
Amestecuri foarte răspândite și solide. După cum am mai spus, rocile sunt amestecuri de mai multe substanțe. Sol, lut, nisip - este, de asemenea, un amestec. Amestecurile solide includ sticlă, ceramică, aliaje. Toată lumea cunoaște amestecuri culinare sau amestecuri care formează pulberi de detergent.
Spune-mi, este compoziția aerului la fel ca cea pe care o inspirăm și expirăm? Bineînțeles că nu. În cele din urmă, există mai puțin oxigen, dar mai mult dioxid de carbon. Dar "mai mult" sunt concepte relative. Compoziția amestecurilor poate fi exprimată cantitativ, adică în cifre. Cum? Acest lucru va fi discutat în secțiunea următoare.
1. Care este diferența dintre un material și un produs chimic?
2. Poate apa în diferite stări agregate să fie un material? Dați exemple.
3. Ce este un amestec? Dați exemple de amestecuri naturale de stări agregate diferite. Denumiți componentele acestor amestecuri.
4. Dați exemple de amestecuri de uz casnic de stare agregată diferită. Denumiți componentele acestor amestecuri.
5. Ce amestecuri sunt numite eterogene? Dați exemple de astfel de amestecuri naturale și interne și denumiți componentele acestora.
6. Ce amestecuri se numesc omogene? Dați exemple de astfel de amestecuri naturale și interne și denumiți componentele acestora.
7. Ce aer poate fi considerat un amestec omogen și care este eterogen?
Capitolul 2. Matematica în chimie
Fracțiunea de volum de gaze din amestec
Pentru a exprima compoziția unui amestec de gaze în cifre, adică cantitativ, utilizați o valoare specială, care se numește fracția de volum de gaze din amestec.
Fracțiunea de volum de gaz din amestec este indicată prin litera greacă "fi".
Fracțiunea de volum a gazului din amestec este raportul dintre volumul gazului și volumul total al amestecului:
Ce arată fracția de volum de gaz din amestec sau, cum se spune, care este semnificația fizică a acestei cantități? Fracțiunea de volum a gazului arată cât de mult din volumul total al amestecului ocupă gazul dat.
Dacă am putea împărți 100 de litri de aer pentru a separa componentele gazoase, vom obține aproximativ 78 de litri de azot, 21 litri de oxigen, 30 ml de dioxid de carbon în restul sumei ar conține așa-numitele gaze nobile (în principal, argon) și altele (Fig. 62).
Fig. 62. Compoziția aerului atmosferic
Să calculăm fracțiile de volum ale acestor gaze în aer:
Nu este dificil să vedem că suma fracțiunilor de volum ale tuturor gazelor din amestec este întotdeauna 1 sau 100%:
(gaz) + (alte gaze) = 78% + 21% + 0,03% + 0,97% = 100%.
În chimie la fabrica, trebuie adesea tratată problema inversă: determinarea volumului de gaz din amestec printr-o fracție de volum cunoscută.
Un exemplu. Calculați volumul de oxigen conținut în 500 de litri de aer.
Din definiția fracțiunii volumice de gaz din amestec, exprimăm volumul de oxigen:
Substituim în ecuație numerele și se calculează volumul de oxigen:
V (acid) = 500 (l) • 0,21 = 105 litri.
Apropo, pentru calcule aproximative, fracția de volum de oxigen din aer poate fi luată egală cu 0,2 sau 20%.
Atunci când se calculează fracțiunea de volum de gaze din amestec, puteți folosi o mică viclenie. Știind că suma fracțiunilor de volum este de 100%, pentru "ultima" gaz din amestec această valoare poate fi calculată diferit.
Problema. Analiza atmosferei lui Venus a arătat că în 50 ml de aer "venusian" conține 48,5 ml dioxid de carbon și 1,5 ml azot. Calculați fracția de volum de gaze din atmosfera planetei.
V (gaz de carbon) = 48,5 ml,
Se calculează fracția de volum de dioxid de carbon din amestec. Prin definiție:
Calculăm fracția de volum de azot din amestec, știind că suma fracțiunilor de volum de gaze din amestec este de 100%:
(gaz de cărbune) + (azot) = 100%,
(azot) = 100% - (gaz de cărbune) = 100% - 97% = 3%.
Răspuns. (gaz de cărbune) = 97%, (azot) = 3%.
1. Care este fracția de volum a unei componente dintr-un amestec de gaze?
2. Fracția de volum a argonului în aer este de 0,9%. Cât de mult este nevoie de aer pentru a obține 5 litri de argon?
3. Odată cu separarea aerului, s-au obținut 224 litri de azot. În acest sens, ce volume de oxigen și dioxid de carbon au fost obținute?
4. Fracția de volum a metanului din gazele naturale este de 92%. Ce volum din acest amestec de gaze va conține 4,6 ml de metan?
5. Se amestecă 6 litri de oxigen și 2 litri de dioxid de carbon. Găsiți fracția de volum a fiecărui gaz din amestecul rezultat.