EU peníze středním školám digitální učební materiál Číslo projektu: Číslo a název šablony klíčové aktivity: Tematická oblast, název DUMu: Autor: CZ.1.07/1.5.00/34.0515 III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Obecná chemie, VY_32_INOVACE_DVO205 Mgr. Martin Dvořák, Ph.D. Ročník: I. Předmět: Chemie Téma: Dělení směsí Anotace: Dokument je rozdělen na dvě části. První část tvoří pracovní list určený jako doplněk výkladu. Druhá část je určena pro samostudium. V dokumentu jsou popsány některé základní metody oddělování složek směsí.
ODDĚLOVÁNÍ SLOŽEK SMĚSÍ Stejnorodé směsi se dělí podle skupenství na plynné, kapalné a pevné, různorodé směsi se dělí podle skupenství jednotlivých fází. Mezi důležité typy různorodých směsí patří:. (směs pevné látky v kapalině). (směs dvou nemísitelných kapalin). (směs plynu v kapalině). (směs kapaliny v plynu).. (směs pevné látky v plynu). Směsi lze dělit mnoha různými metodami, které jsou vhodné vždy pro určitý druh směsi. Mezi nejdůležitější metody oddělování složek směsí patří: filtrace oddělení v dělící nálevce odstřeďování krystalizace destilace
Obr. 1 Dělící nálevka Obr. 2 Schéma destilace Obr. 3 Schéma filtrace Pro určení složení směsí se používá veličina hmotnostní zlomek w. Hmotnostní zlomek látky A je podíl hmotnosti látky A a hmotnosti celé směsi. Výsledek je číslo v intervalu, nebo uvádí-li se v procentech, pak číslo v intervalu. w (A)= A) směs) Př: Urči hmotnostní zlomek NaCl ve směsi 16,7 g NaCl a 128,7 g vody. Úkoly: 1. Kolik g cukru obsahuje 230 g džemu? Uvažujte, že džem je směs různých látek, přičemž w (cukr) = 23 %. 2. Jaké množství vody je třeba přidat k 92 g čistého alkoholu, abyste vyrobili směs, jejíž w (alkohol) = 60 %? 3. Stanovte hmotnostní zlomek cementu v běžném betonu.
4. Ke každému způsobu oddělení složek směsí, které jsou uvedeny výše, vymyslete jeden vhodný příklad směsi. 5. Vytvořte nasycený roztok kuchyňské soli jejím přisypáváním do 100 ml vody. Zvažte nasycený roztok a spočtěte jeho hmotnostní zlomek. 6. Vytvořte další nasycený roztok soli, tentokrát se 100 ml vody o teplotě blízké 0 C. Změnila se hodnota hmotnostního zlomku?
ODDĚLOVÁNÍ SLOŽEK SMĚSÍ Stejnorodé směsi se dělí podle skupenství na plynné, kapalné a pevné, různorodé směsi se dělí podle skupenství jednotlivých fází. Mezi důležité typy patří suspenze (směs pevné látky v kapalině), emulze (směs dvou nemísitelných kapalin), pěna (směs plynu v kapalině), aerosol (směs kapaliny v plynu) a dým (směs pevné látky v plynu). Směsi lze dělit mnoha různými metodami, které jsou vhodné vždy pro určitý druh směsi. Mezi nejdůležitější metody oddělování složek směsí patří: filtrace (pevné složky suspenze se zachytí na filtračním papíru, kapalné protečou do filtrátu) Obr. 4 Schéma filtrace oddělení v dělící nálevce (obě složky emulze se oddělí při průtoku dělící nálevkou, která se uzavře přesně na hranici fází) Obr. 5 Dělící nálevka odstřeďování (obě složky suspenze se oddělí v odstředivce)
Obr. 6 Odstředivka krystalizace (po odpaření části rozpouštědla nebo po ochlazení horkého roztoku omezeně rozpustná látka překročí mez rozpustnosti a začne se vylučovat v pevném skupenství) Obr. 7 Krystalizace modré skalice destilace (při zahřívání roztoku se nejprve odpařuje složka, která má nejnižší teplotu varu, jakmile se odpaří, stoupá teplota až k teplotě varu další složky, která se také začíná odpařovat. Páry složky obvykle kondenzují v chladiči.) Obr. 8 Schéma destilace sedimentace (usazování pevné složky na dně nádoby se směsí)
Pro určení druhu roztoku se používá veličina hmotnostní zlomek w. Hmotnostní zlomek je podíl hmotnosti stanovované látky ke hmotnosti celé směsi. Výsledek je číslo v intervalu <0;1>, uvádí-li se v procentech, pak číslo v intervalu <0%;100%>. A) w (A)= směs) m ( A) w (A)=. 100 [%] směs) Př: Urči hmotnostní zlomek NaCl ve směsi 16,7 g NaCl a 128,7 g vody. Řešení: Hmotnostní zlomek se zjistí prostým dosazením do vzorce, přičemž hmotnost směsi je vždy rovna součtu hmotností jednotlivých složek. NaCl) w (NaCl) = m NaCl) m ( NaCl ) m ( H O 2 ) 16,7 16,7 128,7 0,1149 Při dosažení určitých teplot dochází ke změně skupenství látky. Jsou známa čtyři skupenství: pevné, kapalné, plynné a plasma. Ke změně na plasmu dochází až za velmi vysokých teplot, a proto se v pokusech ani v tabulkách často neuvádí. Řešení úkolů: 1) 52,9 g. 2) 61,3 g. 3) Podle druhu betonu, přibližně 10 % 4) filtrace voda a uhlí, oddělení v dělící nálevce voda a olej, odstřeďování směs nerostů a hornin v zlatonosném písku, krystalizace voda a modrá skalice, destilace voda a alkohol, sedimentace krev 5) 33 g 6) prakticky ne Zdroje: Dvořák M.: Výuka chemie na středních průmyslových školách stavebních v České republice. Doktorská práce. Praha 2012.