Смесь (химия)
Сме́сь — система, состоящая из двух или более веществ (компонентов смеси). Гомогенную (однородную)смесь называют раствором (газовым, жидким или твёрдым), а гетерогенную (неоднородная) — механической смесью[1]. Гомогенная система в каждой точке объёма имеет одинаковый состав, граница раздела фаз отсутсвует, например: природный газ, раствор поваренной соли в воде, нефть, сталь, чугун и др. В гетерогенной смеси вещества находятся в разных фазах, например: смесь воды и масла, дым и др.
Смесь можно разделить на компоненты физическими методами; изменения состава компонентов смеси при этом не происходит[2]. В результате разделения смесей происходит выделение компонентов в чистом виде. Способы разделения основаны на различии в физических свойствах компонентов.
Составляющие вещества, индивидуальные вещества, чистые вещества и смеси
Традиционная эмпирическая классификация веществ в химии основана на их делимости на составные части и не использует представлений атомно-молекулярной теории[1]. В отечественной литературе принято делить химические вещества на индивидуальные (чистые) вещества (простые и соединения) и их смеси[3][4]. На сегодняшний день стандартизированное определение индивидуального вещества отсутствует, поэтому в физической химии в качестве его синонима используют термин составляющее вещество[5], понимая под ним любое вещество, которое может быть выделено из системы и существовать вне её[6] (иногда говорят не о составляющих веществах и независимых составляющих веществах — компонентах, — а о компонентах и независимых компонентах)[7][8]. Отказ от использования терминов «чистое вещество» и «индивидуальное вещество» исключает произвол, связанный с привязкой этих понятий к степени чистоты вещества и требованиям постоянства его состава и свойств.
Классификация смесей
В зависимости от фазового состава различают[9]:
- гомогенную смесь, представляющую собой однородную систему, химический состав и физические свойства которой во всех частях одинаковы или меняются непрерывно, без скачков (между частями системы нет поверхностей раздела). Составные части гомогенной смеси нельзя отделить друг от друга механическими методами;
- гетерогенную смесь, состоящую из однородных частей (фаз), разделённых поверхностью раздела. Фазы могут отличаться друг от друга по составу и свойствам. Составные части гетерогенной смеси можно отделить друг от друга механическими методами. К гетерогенным смесям относятся, например, композиты.
Гомогенные смеси делят по агрегатному состоянию на три группы[4]:
- газовые смеси (газовые растворы), например, атмосферный воздух;
- растворы (жидкие растворы), например, раствор сахара в воде, природная вода, нефть и нефтепродукты;
- твёрдые растворы, например, природный минерал электрум и входящий в состав углеродистых сталей аустенит.
В зависимости от агрегатного состояния компонентов в гетерогенных смесях различают[10]:
| Твёрдые частицы | Капли жидкости | Пузырьки газа | |
| В тв\рдом теле | Сплав, композит, покрытие, плёнка | Твёрдая эмульсия | Твёрдая пена, фильтр, сорбент, мембрана |
| В жидкости | Суспензия | Эмульсия, крем | Пена |
| В газе | Аэрозоль, дым, пыль | Туман, капли | — |
Разделение смесей
Основные способы выделения веществ из неоднородной (гетерогенной) смеси:
- отстаивание;
- декантация;
- инерционная (гравитационная) сепарация;
- центрифугирование;
- фильтрование;
- флотация;
- магнитная сепарация.
Использование электромагнита для разделения гетерогенной смеси
Лабораторная центрифуга
Отстойник для очистки воды от механических примесей
Приспособление для декантации вина
Лабораторный стеклянный пористый фильтр
Автомобильный воздушный фильтр
Промышленная пенная флотация медных сульфидных руд
Основные способы выделения веществ из однородной (гомогенной) смеси:
Перекристаллизация оксима бензофенона в лаборатории
Перегонка с использованием реторты
Бытовая система обратного осмоса
Мембраны для обратноосмотического рулонного модуля
Препаративный хроматограф
Делительная воронка для разделения систем жидкость — жидкость после экстракции
Примечания
- ↑ 1 2 Ходаков Ю. В. Общая и неорганическая химия. Издательство Академии педагогических наук СССР (1954). Дата обращения: 9 мая 2025.
- ↑ The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). mixture (англ.) // The IUPAC Compendium of Chemical Terminology. — Research Triangle Park, NC: International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), 2014-02-24. — doi:10.1351/goldbook.M03949.
- ↑ Глинка Н. Л. Общая химия. — Л.: Химия, 1984. — 704 с.
- ↑ 1 2 Жуков С. Т. Химия 8-9 класс. www.chem.msu.su. Дата обращения: 9 мая 2025.
- ↑ The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). constituent (англ.) // The IUPAC Compendium of Chemical Terminology. — Research Triangle Park, NC: International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), 2019. — doi:10.1351/goldbook.C01281.
- ↑ The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). constituent (англ.) // The IUPAC Compendium of Chemical Terminology. — Research Triangle Park, NC: International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), 2019. — doi:10.1351/goldbook.C01281.
- ↑ Герасимов И. Я. Курс физической химии. — М.: Химия, 1970.
- ↑ Ерёмин В. В. Основы физической химии. Теория и задачи. Internet Archive. Дата обращения: 9 мая 2025.
- ↑ Вольхин В. В. Общая химия. Основы химии.. — Пермь: Пермский государственный технический университет, 2001. — 512 с.
- ↑ WebCite query result (англ.). www.webcitation.org. Дата обращения: 9 мая 2025.
Литература
- Большая Советская Энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М.: Советская Энциклопедия, 1975. — Т. 19: Проба — Ременсы. — 640 с.
- Вольхин В. В. Общая химия. Основы химии. — Пермь: Перм. гос. тех. ун-т, 2002. — 512 с. — ISBN 5-88151-309-6.
- Герасимов Я. И., Древинг В. П., Еремин Е. Н. и др. Курс физической химии / Под общ. ред. Я. И. Герасимова. — 2-е изд. — М.: Химия, 1970. — Т. I. — 592 с.
- Глинка Н. Л. Общая химия. Учебник для бакалавров / Под ред. В. А. Попкова и А. В. Бабкова. — 19-е изд., перераб. и доп. — М.: Юрайт, 2014. — 910 с. — (Бакалавр. Базовый курс). — ISBN 978-5-9916-3158-7.
- Еремин В. В., Каргов С. И., Успенская И. А. и др. Основы физической химии. Теория и задачи. — М.: Экзамен, 2005. — 481 с. — (Классический университетский учебник). — ISBN 5-472-00834-4.
- Коган В. Е., Литвинова Т. Е., Чиркст Д. Э., Шахпаронова Т. С. Физическая химия / Науч. ред. проф. Д. Э. Чиркст. — СПб.: Национальный минерально-сырьевой ун-т «Горный», 2013. — 450 с.
- Мечковский Л. А., Блохин А. В. Химическая термодинамика. Курс лекций. В двух частях. Часть 1. Феноменологическая термодинамика. Основные понятия, фазовые равновесия. — Минск: БГУ, 2010. — 141 с.
- Новиков И. И., Зайцев В. М. Термодинамика в вопросах и ответах. — М.: Госатомиздат, 1961. — 144 с.
- Путилов К. А. Термодинамика / Отв. ред. М. Х. Карапетьянц. — М.: Наука, 1971. — 376 с.
- Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. Химия. Учебное пособие для 7—11 классов вечерней (сменной) средней общеобразовательной школы. В 2-х частях. Часть I. — М.: Просвещение, 1985. — 192 с.
- Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. Химия. Неорганическая химия. 8 класс. — 15-е изд. — М.: Просвещение, 2011. — 176 с. — ISBN 978-5-09-025532-5.
- Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. — 5-е изд., испр. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. — 544 с. — ISBN 5-9221-0601-5.
- Химическая энциклопедия / Гл. ред. Н. С. Зефиров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1995. — Т. 4: Пол — Три. — 640 с. — ISBN 5-85270-092-4.
- Ходаков Ю. В. Общая и неорганическая химия. Книга для учителя. — М.: Изд. Академии пед. наук РСФСР, 1954. — 524 с.
- Ходаков Ю. В., Эпштейн Д. А., Глориозов П. А. и др. Преподавание неорганической химии в средней школе. Методическое пособие для учителей. — М.: Просвещение, 1975. — 416 с. — (Методическая библиотека школы).