Ответы к §24. Чистые вещества и смеси
Лабораторный опыт №14
Ознакомление с образцом горной породы.
Ознакомьтесь с выданным вам образцом горной породы. Рассмотрите его под лупой. Какие минералы образуют эту горную породу? К какому типу смесей она относится?
Ответ:
Допустим, ученикам выдали мрамор. Эту горную породу образует минерал кальцит $CaCO_{3}$ бело−серого цвета. Горная порода относится к твёрдым смесям.
i. Работа в информационной среде
1. Найдите в Интернете электронные адреса, раскрывающие содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа для создания классного банка данных.
Ответ:
1. https://microschool.io/ru/book/chemistry/chistye−veshchestva−i−smesi
2. https://izamorfix.ru/fiz/chistyeveshestvai_smesi.html
3. https://obrazovaka.ru/chistye−veschestva−i−smesi−8−klass.html
4. https://xumuk.ru/encyklopedia/2/3160.html
2. Используя ресурсы Интернета, подготовьте информационный продукт (по выбору): презентацию по теме урока или сообщение по одному из ключевых слов (словосочетаний) параграфа.
Ответ:
Все вещества можно разделить на две категории – чистые и смешанные. К чистым веществам относятся элементы и соединения, состоящие из одинаковых атомов, молекул или ионов. Это вещества с постоянным составом, сохраняющие постоянные свойства.
Смеси состоят из нескольких разных по структуре чистых веществ, которые называются компонентами. Смеси могут иметь любое агрегатное состояние.
По структуре смеси могут быть однородными или сочетать вещества в разных агрегатных состояниях. В соответствии с этим выделяют:
− гомогенные или однородные – частицы нельзя обнаружить без химического анализа, их показатель одинаков в любом месте пробы (сплав металлов);
− гетерогенные или неоднородные – частицы легко обнаружить, их частота неоднородна в разных местах смеси (вода с песком).
К гетерогенным смесям относятся:
− суспензии – смеси твёрдых и жидких веществ (угля и воды);
− эмульсии – смеси разных по плотности жидкостей (масла и воды).
Способы очистки
Абсолютно чистых веществ не существует. Чистыми веществами считают вещества, содержащие незначительное количество примесей, которые не отражаются на физических и химических свойствах вещества. Чтобы максимально очистить вещество, используются способы разделения смесей:
− отстаивание – оседание тяжёлых веществ в жидкостях;
− фильтрация – отделение частиц от жидкости с помощью фильтров;
− выпаривание – нагревание раствора до испарения влаги;
− применение магнита – выделение с помощью намагничивания;
− дистилляция – разделение веществ с разной температурой кипения;
− адсорбция – скопление одного вещества на поверхности другого.
Сравнение чистых веществ и смесей.
Состав Чистое вещество состоит из частиц одного вида, имеет постоянный состав. Смесь состоит из частиц разного вида, не имеет постоянного состава: содержание отдельных составных частей одной и той же смеси может быть разным.
Свойства Чистое вещество имеет постоянные свойства. В смеси каждое вещество в основном сохраняет свои свойства. Физические свойства смеси отчасти меняются с изменением её количественного состава.
?. Вопросы и задания
1. Приведите примеры жидких, твёрдых и газообразных смесей.
Ответ:
Жидкие смеси: уксус, морская вода, бензин, молоко, сок, бульон.
Твердые смеси: чугун, сталь, комплексные удобрения, стекло, цемент.
Газообразные смеси: воздух, природный газ, газовое топливо, выхлопные газы.
2. Можно ли дистиллированную воду считать особо чистым веществом? Почему?
Ответ:
Дистиллированную воду нельзя считать особо чистым веществом, потому что в ней могут быть растворены атмосферные газы, соединения с низкой температурой кипения (хлорорганические соединения, углеводороды и другие органические соединения).
Бидистиллированная вода — дважды очищенная вода. Получают перегонкой дистиллированной воды в кварцевом аппарате — бидистилляторе. По свойствам близка к химически чистой воде.
3. Как применяют методы химического анализа в своей работе криминалисты, археологи, медики и искусствоведы? Подготовьте сообщение об этом, используя дополнительные источники информации.
Ответ:
Химия и криминалистика
Главной задачей криминалистики является содействие своими средствами и методами делу борьбы с преступностью. Один из разделов криминалистики, изучающий закономерности возникновения следов, называется трасологией. Он разрабатывает рекомендации по применению методов и средств по обнаружению следов, их фиксации, изъятию и проведению анализа. Важное место среди методов исследования в криминалистике занимает аналитическая химия – наука о методах анализа вещества. Изучение химического состава позволяет получать данные о совершенном преступлении, через познание химического состава объектов материального мира реконструируется событие преступления. Аналитические методы являются одними из наиболее часто используемых в криминалистической практике. Некоторые из них, например микроскопия, люминесцентный анализ, уже давно используются в криминалистике, другие же стали применяться лишь в последнее время (например, хроматография).
Современные методы обнаружения следов на исследуемых объектах можно подразделить на три основные группы: визуальные, физические и химические. Преимуществом использования химических методов является их способность к выявлению застарелых или замытых следов. Эти способы основаны на химической реакции между компонентами потожирового вещества следа и специальными химическими реактивами.
Следы биологического происхождения несут существенную информацию, которая может быть использована в целях раскрытия, расследования и предупреждения преступлений. К ним относятся следы крови, спермы, слюны, пота, волосы, ткани человеческого организма и т. п. Фактически все новые методики исследования биологических объектов (кроме специфических для каких-либо объектов) разрабатываются вначале применительно к крови, а уже затем адаптируются к другим объектам биологического происхождения.
При их исследовании применяются такие химические методы, как метод цветных капельных реакций, определение PH-среды исследуемого объекта и продуктов его превращения с помощью индикаторов, метод хемилюминесценции, метод, связанный с появлением осадка или газообразования в результате воздействия на вещество объекта специфичными или селективными реактивами (например, выделение пузырьков газообразного кислорода при взаимодействии перекиси водорода с кровью), оксигенный метод (изучение способности вещества гореть на воздухе). Также для определения класса вещества и его состава изучается их растворимость в различных растворителях (воде, кислотах, щелочах, бензоле, четыреххлористом водороде, дихлорэтане). Часто проводят люминесцентный анализ, в том числе при воздействии на вещество объекта специальными реактивами.
Исследование № 1. Как определить является ли пятно кровью?
Распознать пятна крови можно с помощью перекиси водорода (H2O2), роданида калия(КCNS), желтой кровяной солью (гексацианоферрат калия K4[Fe(CN)6]) и раствора люминола.
Опыт № 1. Обнаружение пятен крови с помощью перекиси водорода.
Методика проведения. 2 грамма фенолфталеина, 20 граммов гидроксида калия растворили в 100 мл дистиллированной воды, добавить 20 граммов порошкового цинка до полного обесцвечивания раствора. Рабочий раствор готовить разведением основного раствора этанолом в соотношении 1:5. Образцы крови и кетчупа нанести на дно чашек Петри.
Добавить 1 каплю щелочного раствора фенолфталеина и несколько капель раствора перекиси водорода, наблюдаем вспенивание и появление розового оттенка в опытах с кровью, в опыте с кетчупом признаков не наблюдаем.
Опыт № 2. Обнаружение пятен крови растворами роданида калия и гексацианоферрата калия (желтой кровяной соли).
Методика проведения. Способ основан на взаимодействии ионов трехвалентного железа, входящего в состав гемоглобина крови, с раствором роданида калия и гексацианоферрата калия.
Для опыта берем растворы кетчупа и крови. В пронумерованные стаканы с исследуемыми растворами добавляем роданид калия, В стакане с образцом 1 наблюдаем появление темно–красное окрашивание. В стакане с образцом 2 изменений не наблюдается. Вывод: образец 1 – это кровь.
2. В стаканы с исследуемыми образцами добавляем желтую кровяную соль. В стакане с образцом 1 наблюдаем появление осадка темно-синего цвета. В стакане с образцом 2 изменений не наблюдается. Вывод: образец 1 – это кровь.
Вывод: так как в состав крови входит белок гемоглобин, содержащий трехвалентное железо, то кровь можно обнаружить с помощью качественных химических реакций. Реактивом на трехвалентное железо является роданид аммония, признак химической реакции – кроваво-красный осадок, желтая кровяная соль признак химической реакции – темно-синий осадок (Берлинская лазурь).
Опыт № 3. Использование люминола на предварительной пробе на кровь.
Методика проведения. Для самостоятельного изготовления люминола нам необходимы следующие компоненты: иммуномоделирующие таблетки «Галавит», содержащие в своем составе соль люминола, 3% перекись водорода и нашатырный спирт. Приготовление реактива заключается в следующем: растираем таблетки в порошок, добавляем 50 мл воды, 40 мл перекись водорода и 10 мл нашатырного спирта. В качестве добавки на качественное определение ионов Fe3+ используем желтую кровяную соль. Подготовленные образцы нумеруем наносим на дно чашек Петри, даем время высохнуть и наносим пульверизатором реагент.
Вывод: появление голубоватого свечения и образование пены свидетельствуют о положительной реакции на кровь.
Исследование № 2. Идентификация отпечатков пальцев.
Отпечаток следует проявить диоксидом марганца (IV) или мелкодисперсным оксидом меди. После обработки на исследуемых поверхностях хорошо видны следы рук.
Вывод: следовательно, таким простым способом, мы можем доказать, что определенные отпечатки пальцев принадлежат какому-либо человеку.
Можно использовать соли серебра (в частности, нитрата серебра) для выявления наличия скрытых следов. Ообработаем исследуемую поверхность из пульверизатора раствором нитрата серебра. В итоге наблюдаем четкое проявление отпечатков рук.
Вывод: данный метод пригоден к использованию, так как руки человека выделяют определенное количество пота, который содержит хлорид натрия. А нитрат серебра используется как реактив на ионы хлора. Наблюдается выпадение белого творожистого осадка.
На основании проведенных исследований хочется отметить, что серьезное изучение криминалистики невозможно без прочных знаний по химии.
4. Предложите способы разделения смесей:
а) железные и медные опилки;
б)порошки железа и серы.
Ответ:
Способы разделения смесей:
а) железных и медных опилок − использование магнита (железные опилки притянутся, а медные нет).
б) порошка железа и серы − использование воды (железный порошок осядет на дно, а сера будет плавать на поверхности); использование магнита (порошок железа притянется, а сера нет).
