Kimyo · Kimyo asoslari · 7-sinf

Sof modda va aralashmalar

Loyqa tosh tuzidan toza osh tuzini qanday ajratib olish mumkin?

Vaziyat

Surxondaryodagi Ko‘hitang tog‘larida Xo‘jaikon tosh tuzi koni bor. Tog‘dan qazib olingan tosh tuz kulrang va loyqa: unda qum va loy aralashgan. Do‘kondagi oppoq osh tuzi esa deyarli sof modda. Loyqa tuzdan toza tuzni qanday ajratib olish mumkin? Umuman, moddani sof yoki aralashma ekanini qanday bilamiz va aralashmalar qanday usullar bilan ajratiladi?

Mavzu

Sof modda va aralashmalar: ajratish usullari. Ifloslangan tosh tuzini tozalash: Xo‘jaikon (Surxondaryo) tuzini eritish, filtrlash va bug‘latish; temir qipiqni magnit bilan, spirtni haydab ajratish

Asosiy tushunchalar

Bir jinsli va bir jinsli bo‘lmagan aralashma
Filtrlash va bug‘latish
Unum, %

Formulalar

η = \frac{m_{toza}}{m_{namuna}} \cdot 100 %

Unum (tozalangan modda ulushi): olingan toza tuz massasining olingan namuna massasiga nisbati.

s (NaCl) = 35,9 g / 100 g suv (20 °C)

Eruvchanlik: 100 g suvda eriy oladigan eng ko‘p tuz massasi (100 °C da — 39,0 g).

ρ = \frac{m}{V}

Zichlik — moddani tanishning fizik xossasi: temir 7,87, qum 2,65, osh tuzi 2,17, etanol 0,789 g/sm³.

R_{f} = \frac{ℓ_{dog‘}}{ℓ_{erituvchi}}

Xromatografiyada dog‘ning start chizig‘idan yurgan yo‘lining erituvchi chegarasi yurgan yo‘liga nisbati.

p_{suv} + p_{organik} = p_{atm}

Suv bug‘i bilan haydash: aralashma ikkala suyuqlik bug‘ bosimlari yig‘indisi atmosfera bosimiga tenglashganda — 100 °C dan past qaynaydi.

Nazariya

Modda va uning xossalari

Modda — jismlar nimadan tuzilgan bo‘lsa, o‘sha: mix — temirdan, stakan — shishadan. Har bir modda o‘z xossalari bilan tanilgan: rangi, hidi, agregat holati, zichligi, suyuqlanish va qaynash harorati, suvda eruvchanligi, elektr va issiqlik o‘tkazuvchanligi, magnitga tortilishi. Masalan, temir kulrang, zichligi 7,87 g/sm³, 1538 °C da suyuqlanadi va magnitga tortiladi; oltingugurt sariq, suvda erimaydi va ho‘llanmagani uchun kukuni suv yuzida qalqib turadi; osh tuzi oq, 801 °C da suyuqlanadi, 20 °C da 100 g suvda 35,9 g eriydi. «Xossalar» rejimida sinab ko‘ring.

Sof modda va aralashmalar

Sof modda faqat bir xil zarrachalardan iborat va o‘zgarmas xossalarga ega: distillangan suv normal atmosfera bosimida aynan 100 °C da qaynaydi, 0 °C da muzlaydi. Aralashma — bir nechta moddaning birikmasiz qo‘shilmasi: har bir modda o‘z xossalarini saqlaydi, shuning uchun ularni fizik usullar bilan ajratish mumkin. Bir jinsli aralashmada (tuz eritmasi, havo, spirt va suv) qismlarni hatto mikroskopda ham ajratib bo‘lmaydi. Bir jinsli bo‘lmagan aralashmada qismlar ko‘z, lupa yoki mikroskopda ko‘rinadi: qumli suv (suspenziya), sut (emulsiya — yog‘ tomchilari ≈ 1–10 mkm), temir va oltingugurt kukuni.

Aralashmalarni ajratish usullari

Tindirish — og‘ir qattiq zarralar suyuqlik tubiga cho‘kadi. Filtrlash — erimagan qattiq zarralar filtr qog‘ozida qoladi, eritma (filtrat) o‘tadi. Bug‘latish — eritmadan suv bug‘lanib, erigan modda kristallanadi. Magnit temirni oltingugurtdan ajratadi. Haydash (distillatsiya) — qaynash haroratlari farqiga asoslangan: spirt (78,4 °C) suvdan (100 °C) oldin bug‘lanadi, bug‘ sovutkichda suyuqlikka aylanib qabul qilgichga tushadi. Xromatografiya — bo‘yoqlar qog‘oz bo‘ylab erituvchi bilan turli tezlikda ko‘tariladi. Usul moddalarning qaysi xossasi farq qilishiga qarab tanlanadi.

Amaliy mashg‘ulot: ifloslangan osh tuzini tozalash

Namuna (10,00 g) tortiladi va 30 ml suvda eritiladi (20 °C da 30 g suvda 10,8 g gacha tuz eriydi). Qum va loy erimaydi — eritma filtrlanadi, filtr qog‘ozi ozgina suv bilan yuviladi (aks holda nam qog‘ozda tuzli eritma qolib ketadi). Filtrat chinni kosachada bug‘latiladi; oxirida kristallar sachramasligi uchun aralashtiriladi va alanga kamaytiriladi. Quruq tuz tortiladi va unum hisoblanadi: $η = m_{toza} / m_{namuna} \cdot 100 %$ . Xavfsizlik: qizigan kosacha va uchoyoqni qisqich bilan ushlang, bug‘latayotgan kosachaga engashmang, himoya ko‘zoynagi taqing.

Univ.: tozalash va fizik doimiyliklar

Qayta kristallash: modda issiq erituvchida to‘liq eritiladi, sovitilganda eruvchanlik kamayib, toza kristallar ajraladi, qo‘shimchalar eritmada qoladi. Benzoy kislota suvda 100 °C da 5,63 g/100 ml, 0 °C da atigi 0,17 g/100 ml eriydi. Suyuqlanish harorati tozalik mezoni: qo‘shimcha suyuqlanishni pasaytiradi va oralig‘ini kengaytiradi ( $Δ T \approx K x$ , $K = R T_{s}^{2} / Δ_{suyuq} H \approx 72$ K benzoy kislota uchun). Haydash: ideal aralashmada $p = x_{1} p_{1}^{0} + x_{2} p_{2}^{0}$ (Raul qonuni), bug‘ uchuvchanroq komponentga boy. Vakuumda qaynash harorati pasayadi (toluol 20 kPa da ≈ 62 °C), issiqqa chidamsiz moddalar shunday haydaladi. Suv bug‘i bilan haydash: anilin + suv 98,4 °C da qaynaydi, distillatda 1 g suvga ≈ 0,31 g anilin. Sublimatsiya: qattiq modda suyuqlanmasdan bug‘lanadi va sovuq yuzada kristallanadi (naftalin, benzoy kislota).

Model va manbalar

Eruvchanliklar, zichliklar va haroratlar — CRC Handbook va NIST WebBook; bug‘ bosimlari — Antuan tenglamasi (Lange qo‘llanmasi); etanol–suv muvozanati — Perry qo‘llanmasidagi o‘lchov jadvali. Model: jarayonlar vaqtni tezlashtirib ko‘rsatiladi (haydash ×10, bug‘latish ×10, kristallash va suyuqlanish ×20); issiqlik yo‘qotilishi hisobga olinmagan; suyuqliklar aralashganda hajm qisqarishi e’tiborsiz; aseton–toluol, xloroform–toluol va benzol–anilin ideal (Raul) deb olingan; suyuqlanishning «boshlanishi» — namunaning 25 % i erigan payt; amaliy mashg‘ulotdagi yo‘qotishlar (nam filtrda qolgan eritma, sachrash) — sifat baholari. Xromatogrammadagi bo‘yoqlar va ularning $R_{f}$ qiymatlari — namunaviy; siyohning tarkibi markasiga qarab farq qiladi.

Bilasizmi?

Xromatografiyani XX asr boshida rus botanigi Mixail Svet o‘simlik pigmentlarini ajratish uchun ixtiro qilgan; nomi yunoncha «chroma» — rang va «grapho» — yozaman so‘zlaridan.
Okean suvining o‘rtacha sho‘rligi ≈ 35 ‰: har kilogramm dengiz suvida ≈ 35 g erigan tuzlar bor, ularning asosiy qismi — natriy xlorid. Ko‘p mamlakatlarda osh tuzi dengiz suvini quyoshda bug‘latib olinadi.

Tajribada nima bor

Tajriba hayotiy vaziyatdan boshlanadi: natijani taxmin qilasiz, boshqaruvlarni o‘zgartirib tajriba o‘tkazasiz va xulosa chiqarasiz. Ichida topshiriqlar, nazariya, test va ekskursiya bor — kamera o‘zi harakatlanib, eng muhim joylarni tushuntiradi.

Sof modda va aralashmalar

Vaziyat

Mavzu

Asosiy tushunchalar

Formulalar

Nazariya

Modda va uning xossalari

Sof modda va aralashmalar

Aralashmalarni ajratish usullari

Amaliy mashg‘ulot: ifloslangan osh tuzini tozalash

Univ.: tozalash va fizik doimiyliklar

Model va manbalar

Bilasizmi?

Tajribada nima bor

Shu bo‘limdagi boshqa tajribalar