Чистые вещества и смеси.

Веществ в индивидуальном состоянии в природе практически не существует. Они смешанные друг с другом и образуют смеси и растворы. Смесями являются морская и газированная вода, молоко и сок, гранит и сталь.

Представление о смеси и чистые вещества имели еще древнегреческие ученые. Согласно этим представлениям, чистое вещество состоит из частиц одного вида, а смеси состоят из различных частиц. Итак, чистое вещество состоит из одинаковых молекул, а смеси − по разным.

Когда говорят о какое-либо вещество, всегда имеют в виду, что это вещество является чистой и состоит из частиц одного вида. Но на практике идеально чистое вещество выделить из смеси невозможно, потому что среди частиц одного вещества обязательно случится несколько частиц другого вещества, то есть идеально чистых веществ не бывает. Даже те вещества, которые называют чистыми, содержат посторонние частицы других веществ − примеси.

Обычно совершенно чистые вещества не нужны, однако иногда посторонние примеси могут мешать проведению опытов. Поэтому, когда речь идет о химические реактивы, обязательно указывают степень чистоты, такие отметки можно увидеть на банках с химическими реактивами. Например, если на этикетке написано «техн» (техническая), то в таком веществе примесей содержится много, несколько процентов. Для опытов такие вещества обычно не используют, хотя в строительстве, на заводах такой степени чистоты обычно вполне достаточно. Степень чистоты «М» (чистая) или «ХЧ» (химически чистая) означает, что примесей очень мало, меньше одного процента. «Чистые» реактивы можно использовать для производства лекарств, а «химически чистые» - для проведения научных опытов. Иногда нужны очень чистые вещества. Такие реактивы обозначают знаком «ОСЧ» (особо чистые). Они содержат, как правило, меньше 10−6 процента примесей. Такие реактивы нужны для проведения очень точных экспериментов, а также при производстве микросхем для компьютеров. Очистка веществ - это довольно дорогая операция, поэтому чем чище вещество, тем она дороже.

Чаще всего по внешнему виду различить отдельные вещества в смеси не удается. Например, мы не видим, что воздух - это смесь нескольких газов. По внешнему виду также нельзя определить, что молоко является смесью различных веществ, а большинство металлических предметов, которые нас окружают, сделаны из сплавов, а не из чистых металлов. Такие смеси называют однородными. Частицы, образующие однородные смеси, настолько малы, что увидеть их невооруженным глазом невозможно.

Между тем в неоднородных смесях отдельные вещества можно увидеть невооруженным глазом.

В смеси все вещества (компоненты) сохраняют свои свойства. Например, если смешать железный порошок с поваренной солью и поднести к этой смеси магнит, то железо привлечен, а соль − нет. А если к этой же смеси добавить воду, то соль растворится, а железо не растворится. На этом принципе основано изготовление материалов, ведь большинство материалов являются смесями. Например, чистое золото − это очень мягкий и податливый металл. Такая его свойство создает неудобства для изготовления большинства ювелирных изделий, поэтому в золото обязательно добавляют определенное количество серебра. Конечно, цвет такой смеси (сплава) немного отличается от цвета чистого золота, однако изделия из него значительно прочнее и не портятся от небольшого удара.

Существуют смеси неоднородны, отдельные ее компоненты видны невооруженным глазом, например крупинки песка в воде. Но большинство смесей, которые нас окружают, являются однородными и внешне почти не отличаются от чистых веществ. Чистая вещество всегда однородна, поэтому даже при значительном увеличении ее составляющие-кристаллики или крупинки имеют одинаковый вид.

Смеси можно отличить от чистых веществ с отличием физических свойств смеси от физических свойств отдельных компонентов. Несмотря на то, что каждое вещество придает смеси своих свойств, смесь никогда не имеет таких же свойств, как и чистые вещества отдельно. Например, смесь олова и свинца (сплав) будет плавиться при температуре, ниже температуры плавления чистого олова или свинца. А чай или раствор сахара в воде будет кипеть при более высокой температуре, чем чистая вода. В этом случае достаточно измерить температуру плавления или кипения смеси и сравнить результат с данными из справочника.

Чистые вещества плавятся и кипят при температуре, а смеси - в небольшом интервале температур. Если в стакан положить немного снега и опустить в него термометром температура снега не станет выше 0°С, пока он весь не растает. Если же нагревать парафин, то он начинает плавиться при одной температуре, а когда становится совсем жидким, термометр будет показывать более высокую температуру. Итак, парафин является смесью веществ, которые плавятся при различных температурах.

Чистые вещества в природе встречаются очень редко. Смеси разных веществ в различных агрегатных состояниях могут образовывать гетерогенные и гомогенные системы − дисперсные системы и растворы.

Классификация дисперсных систем и растворов представлена на схеме 2.

Схема. Классификация дисперсных систем и растворов