В каждом вещества всегда содержится некоторое количество примесей, то есть других веществ. Они попадают в него преимущественно при его добывании, иногда – при упаковке или использовании. Вещество, в котором примесей очень мало (например, меньше 1 г в 1 кг), принято считать чистым. С такими веществами работают в научной лаборатории, школьном химическом кабинете. Чистые сахар и кухонную соль мы используем в питании.
Если содержании примесей существенно, имеем смесь веществ. В природе очень редко встречаются чистые вещества, а преобладают смеси. То же самое касается пищевых продуктов, лекарственных и косметических средств, товаров бытовой химии, строительных материалов.
Каждое вещество, которое содержится в смеси, называют компонентом.
Существуют однородные и неоднородные смеси.
Однородные смеси
Поместим небольшую порцию сахара в стакан с водой и будем перемешивать смесь, пока весь сахар не растворится. Образованная жидкость будет иметь сладкий вкус. Значит, сахар не исчезает, а остается в смеси. Но его кристалликов мы не увидим, даже рассматривая каплю жидкости в мощный микроскоп. Изготовленная смесь из сахара и воды является однородной (рис. 35); в ней равномерно перемешаны самые мелкие частицы (молекулы) этих веществ.
Рис. 35. Однородная смесь (водный раствор сахара)
Смеси, компоненты которых нельзя выявить наблюдением, называют однородными.
Большинство металлических сплавов – тоже однородные смеси. Так, в сплаве золота с медью, который используют для производства ювелирных украшений, нет красных частиц меди и желтых частиц золота, а содержатся “тщательно” перемешанные атомы обоих металлов.
Из материалов, которые являются однородными смесями веществ, изготовляют много предметов разнообразного назначения (рис. 36).
Рис. 36. Предметы, изготовленные из однородных смесей.
К однородным смесям принадлежат все смеси газов, в том числе и воздух. Известно немало однородных смесей жидкостей. Такая смесь образуется при смешении, например, спирта и воды.
Однородные смеси еще называют растворами, даже если они твердые или газообразные.
По некоторым физическим свойствам однородные смеси отличаются от их компонентов. Так, сплав олова со свинцом, который используют для пайки, плавится при более низкой температуре, чем чистые металлы. Вода закипает при 100 оС, а водный раствор кухонной соли – при более высокой температуре. Если воду охладить до 0 оС, она начнет превращаться в лед. Раствор соли при таких условиях остается жидкостью. В этом можно убедиться зимой, когда укрытые льдом дороги и тротуары посыпают солью или смесью соли с песком. Лед под действием соли плавится и образуется ее водный раствор, который на слабом морозе не замерзает. А песок нужен для того, чтобы дорога не была скользкой.
Неоднородные смеси
Вам известно, что мел не растворяется в воде. Если его порошок всыпать в стакан с водой, то в образованной смеси всегда будут содержаться частицы мела, которые не видно невооруженным глазом.
Смеси, компоненты которых можно обнаружить наблюдением, называют неоднородными.
К неоднородным смесям (рис. 37) относятся большинство минералов, грунт, строительные материалы, мутная вода, молоко и немало других пищевых продуктов, некоторые лекарственные и косметические средства.
Рис. 37. Неоднородные смеси:
- а – минерал с частицами золота;
- б – смесь воды и серы;
- в – смесь воды и масла;
- г – смесь жидкости с газом.
Некоторые смеси этого типа имеют общие названия. Неоднородную смесь жидкости и газа называют пеной. Она образуется, например, когда в стакан наливают из бутылки газированный напиток (компоненты пены – жидкость и воздух). Хорошо встряхнутую смесь двух жидкостей, которые не растворяются одна в другой, называют эмульсией. Примером эмульсии является молоко; его основные составляющие – вода и жидкие жиры. Если перемешать жидкость с нерастворимыми в ней мелкими частицами твердого вещества (например, муки), то получим суспензию. В атмосфере нередко образуются аэрозоли – дым, туман.
В неоднородной смеси физические свойства компонентов сохраняются. Если сахар смешать с мукой или крахмалом, то эти смеси также будут иметь сладкий вкус. Железная стружка, смешанная с медной или алюминиевой, не теряет свойства притягиваться к магниту. Вода в смеси с песком, мелом или глиной замерзает при температуре 0 оС и закипает при 100 оС.
Выводы:
- Каждое вещество содержит примеси. Чистым считают вещество, в котором количество примесей незначительно.
- Смеси веществ бывают однородными и неоднородными. В однородной смеси (растворе) отдельные вещества, или компоненты, нельзя выявить наблюдением, а в неоднородной смеси это возможно.
- Некоторые физические свойства однородной смеси отличаются от свойств ее компонентов. В неоднородной смеси свойства компонентов сохраняются.