Попробуйте ответить на следующий вопрос: «Можно ли изучать свойства воды, используя для этой цели морскую воду?» Конечно же нет, ибо морская вода представляет собой не чистую Н2O, а смесь различных веществ в ней, и в первую очередь солей (основную массу их составляет хлорид натрия), которые придают морской воде своеобразный горько-солёный вкус. Каждое вещество, выделенное из морской воды, имеет определённые свойства.
Да и сама вода, не загрязнённая посторонними примесями или содержащая их чрезвычайно мало, — её называют дистиллированной водой — характеризуется рядом специфических свойств, с которыми вы знакомились раньше, когда рассматривали оксиды. Например, она замерзает при температуре О °С, тогда как океанская вода — при температуре -1,9 °С.
Природная вода не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит значительные количества различных примесей, которые захватывает из воздуха.
В жизни, как правило, мы встречаемся не с чистыми веществами, а со смесями веществ. Эти смеси могут быть неоднородными (например, мутная речная вода содержит в себе нерастворимые частицы песка и глины, которые видны невооружённым глазом) и однородными (растворы спирта, сахара), в которых нельзя заметить границу раздела между веществами.
Среди смесей можно также выделить жидкие, твёрдые и газообразные (рис. 78). Важнейшая газообразная смесь — воздух — представляет собой смесь азота, кислорода, углекислого газа, аргона и других веществ. К твёрдым смесям можно отнести стекло и различные сплавы — сталь, бронзу, латунь и др.
Рис. 78. Классификация смесей
Лабораторный опыт № 14
Ознакомление с образцом горной породы
Ознакомьтесь с выданным вам образцом горной породы. Рассмотрите её под лупой. Какие минералы образуют эту горную породу? К какому типу смесей она относится?
Состав смесей может быть самым разнообразным, и они, в отличие от чистых веществ, имеют другие свойства. Так, чистая вода замерзает при О °С, а если растворить в ней поваренную соль, то можно добиться значительного понижения температуры замерзания. Этим, например, пользуются работники городского коммунального хозяйства, когда в период гололедицы посыпают тротуары технической поваренной солью или другими реагентами (рис. 79).
Рис. 79. Обработка дороги антигололедным реагентом
Состав смесей устанавливают с помощью химического анализа. Химический анализ применяют очень широко, он необходим при решении важнейших хозяйственных и научно-технических задач. Взятие проб для анализа стали по ходу её выплавки (например, определение содержания углерода) — обязательное условие успешного проведения металлургического процесса.
Без определения концентрации примесей, загрязняющих воду и воздух, невозможен контроль за состоянием окружающей среды. Химический анализ горных пород и руд используют при разведке полезных ископаемых. Вспомните Шерлока Холмса, сыщика, героя произведений А. Конан Дойла: ему нередко помогали определить виновность или невиновность подозреваемого именно результаты химического анализа, проведению которого он посвящал немалую часть своего свободного времени. Химический анализ необходим криминалисту и археологу, медику и искусствоведу и многим другим специалистам. А космические исследования? Изучение атмосферы Венеры, горных пород Марса, состава лунного грунта невозможно без проведения химического анализа.
С помощью особых методов с применением химического анализа получают особо чистые вещества, в которых содержание примесей, влияющих на их свойства, не превышает одной стотысячной и даже одной миллионной доли процента. Эти вещества играют важную роль в атомной энергетике, полупроводниковой промышленности, волоконной оптике и т. д. Свойства особо чистых веществ используют для создания принципиально новых приборов или технологических процессов.
Очистка веществ — важнейшая проблема химии. Простейшие способы очистки веществ вам известны из курсов ботаники и природоведения. Для очистки природной воды от взвешенных в ней частиц её фильтруют через слой пористого вещества, например угля, обожжённой глины и т. п. При очистке больших количеств воды используют фильтры из песка и гравия. Фильтры задерживают также большую часть бактерий. Кроме того, для обеззараживания питьевой воды её хлорируют.
Ключевые слова и словосочетания
Чистые вещества и смеси.
Особо чистые вещества.
Химический анализ.
Работа с компьютером
Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.
Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока — сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.
Вопросы и задания
Приведите примеры жидких, твёрдых и газообразных смесей.
Можно ли дистиллированную воду считать особо чистым веществом? Почему?
Как применяют методы химического анализа в своей работе криминалисты, археологи, медики и искусствоведы? Подготовьте сообщение об этом, используя дополнительные источники информации.
Предложите способы разделения смесей, состоящих: а) из железных и медных опилок; б) из порошков железа и серы.
