Чем отличаются чистые вещества и смеси? Особо чистые вещества

Все существующие предметы, жидкости и газы представляют собой чистые вещества и смеси. Не зная, что они такое, очень легко их спутать. Как же отличить одно от другого? Давайте разбираться.

От элементов к веществу

В настоящий момент в мире известно 118 химических элементов. Они обладают своими названиями и химическими символами, которые обозначаются латинскими буквами. Каждый из них представляет один вид атомов, которые обладают определенным количеством электронов, расположенных в строгом порядке.

Элементы – это своеобразные строительные материалы. Их можно сравнить с кирпичами: соприкасаясь, они формируют стены, а то и целое здание. Так, соединяясь друг с другом, атомы одного элемента могут «построить» простое вещество (кислород O₂, водород H₂, азот N₂ и т.д.). Сложное, в свою очередь, образуется от слияния разных элементов (вода H₂O, аммиак NH₃ и т.д.).

И в том, и в другом случае они являются чистыми веществами. Почему? Потому что соединение происходит при помощи химических реакций. При этом может выделяться или поглощаться энергия.

Что такое смесь?

Смесь тоже состоит из двух или более различных компонентов. Но её составляющими частями являются не отдельные элементы, а вещества (могут быть и сложными, и простыми). Смеси бывают гетерогенные и гомогенные.

Первые понять гораздо проще. В них компоненты смешиваются чисто механически и спокойно отделяются друг от друга фильтрацией, магнитом, отстаиванием и другими методами. Гетерогенные смеси неоднородны, а их компоненты целиком сохраняют индивидуальные свойства.

Примером такого образования может служить добавление речного песка в воду. Они не смогут смешаться и образовать новое вещество, и легко отделяются, если использовать сито.

Гомогенные смеси образуют однородное на первый взгляд вещество. Они представляют собой газы, твердые или жидкие растворы. Их компоненты тоже сохраняют первичные свойства, но не могут быть отделены механическим способом. Для их разделения используют более изощренные методы: перегонку, кристаллизацию, сорбцию (поглощение), экстракцию (растворение одного компонента) т. д.

Типичная гомогенная смесь - это воздух. Он состоит из различных газов, крупинок пыли, капель воды. Морская вода тоже не является чистым веществом. Кроме собственно воды, в ней содержатся соли металлов (натрия, хлора, калия и других).

Отличия смеси от веществ

Порой смеси и чистые вещества очень просто перепутать. Например, латунь обладает металлическими свойствами и внешне напоминает какой-нибудь металл. Однако она является сплавом, который состоит из меди, цинка и других компонентов (часто это бывает олово, никель, свинец, железо).

В чем же разница? Главным отличием является то, что вещество – это полностью однородное образование. Разделить его составные части можно, только используя химические реакции. Свойства чистого вещества отличаются от свойств его компонентов по-отдельности, оно является новой структурой и приобретает иные качества.

Кроме того, вещество обладает постоянным составом. Существует даже специальный реестр с перечнем всех известных структур. Смесь, наоборот, не обладает четким составом. В той же латуни может быть меньше никеля, и больше другого металла, но это все равно латунь. В чай, например, можно добавить больше или меньше сахара, но чаем он от этого быть не перестанет. Если же из молекулы чистой воды H₂O убрать кислород (O), то это будет не вода, а молекула водорода – бесцветного газа.

Особо чистое вещество

В природе чаще встречаются смеси, чем вещества. Так, в земной коре залегает множество минералов, металлических руд и газов, но чистыми их назвать сложно. Большинство из них содержат примеси.

Для промышленного производства они, как правило, не подходят. Поэтому их очищают и отделяют друг от друга всевозможными способами. Вещества, которые содержат настолько небольшой процент примесей, что они не могут повлиять на его свойства, называют ультрачистыми или особо чистыми. Их получают при помощи очень тщательной очистки. Так, для создания полупроводников нужно максимально однородное вещество, поэтому от примесей избавляют не только материал для него, но и воздух в помещении, где его производят.