Практическая работа № 5 «Разделение смеси песка и соли»

1. Рассмотрите предложенную Вам смесь. Пока Вы делаете работу, не забывайте записывать свои действия и наблюдения за изменениями.

2. Высыпав смесь в сухой стакан, попробуйте растворить ее в воде. Не наливайте в стакан более половины его объема. Для размешивания смеси есть стеклянная палочка. Запишите, что вы видите:

_________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________

 3. Подготовьте прибор для фильтрования.

4. Вылейте смесь по палочке на фильтр. Воронку не надо переполнять. До края должно оставаться 3-5 мм. Запишите, что вы видите ______________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

 

5. Фильтр с осадком оставьте сушиться. Отфильтрованный раствор оставьте в фарфоровой чашке. Подпишите свои фильтры и чашечки.

6. Рассмотрите, что получилось. Как узнать, хорошо ли вы разделили смесь?

_______________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Занятие № 6 Разделение смесей веществ

Кейс

В XIX веке чрезвычайное интеллектуальное удовлетворение ученым доставило обнаружение смысла зеленой окраски растений. Оказывается, растения поглощают свет и поглощенную энергию используют для синтеза питательных веществ! Нужно было выделить и очистить пигменты зеленого листа – хлорофиллы. А они так близки по свойствам, что разделить их не удавалось.

Михаил Семёнович Цвет является творцом этого метода анализа, открывшего широчайшие возможности для тонкого химического исследования.

Михаил Семенович Цвет бился над задачей разделения пигментов зеленого листа. Он взял стеклянную трубку, наполнил ее порошком мела и на верхний слой налил немного спиртового экстракта листьев. Экстракт был буро-зеленого цвета, и такого же цвета стал верхний слой меловой колонки. А затем Михаил Семенович начал по каплям лить сверху в трубку с мелом чистый спирт. Капля за каплей очередная его порция растворяла пигменты с крупинок мела, передвигаясь вниз по трубке. В результате в столбике мела получались однородные окрашенные полосы чистых веществ. Это было прекрасно. Ярко-зеленая полоса, полоса чуть желтее зеленого – это два вида хлорофиллов и яркая желто-оранжевая полоса каротиноидов. Цвет назвал эту картину хроматограммой.

(Трудно удержаться от улыбки: Цвет – хромос, хроматограмма – цветограмма.)

Метод был так странно прост, что большая часть современников или не восприняла это удивительное открытие, или, что еще печальнее, резко восстала против его автора.

Молчание длилось почти 30 лет...

В 1944 году английские химики предложили подобный метод, который сейчас лежит в основе большинства достижений в науке и технике.

Вопросы

1. Как называется данный метод?

2. Какие виды разделения данным методом известны?

3. В чем на ваш взгляд преимущества разделения таким методом веществ?

 

Представьте себе забег по пляжу. Длинная песчаная дорожка, в начале которой стоят бегуны. Вот только на некоторых из них кроссовки, на некоторых туфли с каблуками. Кто-то пришел на ходулях, а несколько человек надели ласты. Когда они побегут, то постепенно разделятся на группы, в первой будут люди в кроссовках, во второй – в туфлях, за ними прибегут те, кто надел ласты, а последними окажется группа людей на ходулях.

В реальной жизни вы такое вряд ли увидите. Но представьте вместо людей молекулы. И получится новый способ разделения смесей веществ. Раньше мы говорили о таких способах, как перекристаллизация, фильтрование и других. Они известны человеку уже тысячи лет. Этому же методу чуть более ста лет. В 1900 году русский химик Михаил Цвет обнаружил, что если взять спиртовый раствор хлорофилла, который придает цвет зеленым листьям и отвечает в них за фотосинтез, и пропустить через трубку, набитую тонкоизмельченным порошком мела, то в трубке появятся цветные кольца разного цвета – желтого, зеленого, желто-зеленого, одно над другим. Оказалось, что хлорофилл – не одно вещество, а смесь, и ее можно разделить. Так придумали новый метод разделения веществ – хроматографию (с греческого хромос – цвет, а графос – писать, буквально – цветопись).

Метод получился очень хороший и универсальный. С его помощью возможно разделять смеси самых разнообразных веществ, очищать вещества от примесей, причем в количествах самых разных – от десятков килограмм, до таких, что без лупы не разглядишь. Причем часто это смеси такие, что другими методами разделить их просто невозможно. Этот метод позволяет не только разделять смеси, но и узнавать – чистое вещество или смесь. И если это смесь – то, из каких веществ она состоит. И когда химики научились использовать этот метод, то стали исследовать те вещества, которые получили сами, и которые раньше получили другие химики. Оказалось, что чуть ли не половина из них вовсе не чистые вещества, как считали раньше, а содержат много примесей. А часть и вовсе оказались смесью разных веществ. Понятно, что свойства у таких грязных веществ сильно отличались от тех, которые должны были быть у чистых. Пришлось химикам переделывать свою работу.

Сейчас ученые создали приборы – хроматографы, которые используются для анализа самых разных веществ и смесей, например при производстве лекарств. Лекарства – это химические вещества, которые обычно очень сложно синтезировать. И эти вещества должны быть очень чистыми, чтобы примеси не навредили нашему организму. И вот тут на помощь приходит хроматография. С помощью хроматографа химик может проконтролировать – правильно ли идет реакция, прошла ли полностью, или надо еще подождать. 

А еще мы можем выяснить, из каких веществ состоит сложная смесь, например ароматическое масло, которое используется при изготовлении духов.

И когда мы это выясним, то можем изготовить душистое вещество искусственно.

А почему хроматография работает? Помните, о чем мы говорили в начале? О забеге по песку. С молекулами очень похожая ситуация, они по  - разному взаимодействуют с «песком», который в хроматографии называется неподвижной фазой. Одни цепляются за нее сильнее, и поэтому движутся медленно, а другие, наоборот, почти не цепляются и проходят быстро. Как люди в кроссовках и на ходулях. И если сначала все молекулы стояли на старте вместе, то когда они начали «бежать» - над неподвижной фазой стал течь растворитель – молекулы одного вещества стали бежать быстрее, молекулы другого – медленней и к финишу они пришли в разное время. Так вещества разделились.

Сейчас мы с вами попробуем провести хроматографию нескольких смесей. Хроматографа у нас нет, но это не беда, часто для хроматографии достаточно простой фильтровальной бумаги. Возьмем обычные фломастеры. Они бывают красные, синие, зеленые. Бывают и розовые, фиолетовые, салатные. В наборах по 8, 12, 18, 24 и даже 36 цветов. Делать для каждого цвета отдельный краситель не всегда удобно, поэтому иногда красители смешивают. Вы знаете, что если смешать синюю и желтую краску, то получится зеленый цвет. А если красную и синюю, то фиолетовый. А какие цвета надо смешать, чтобы получить розовый? Или, может быть, ничего не надо смешивать, а во фломастере краска розового цвета? Вот это мы сейчас и выясним.