У природі речовини зазвичай зустрічаються у вигляді сумішей. Щоб отримати чисту речовину, її треба виділити з суміші.
Розділення сумішей роблять для виділення в чистому вигляді усіх її складових частин. При очищенні відділяють одну речовину, а домішки видаляють.
У складі сумішей речовини зберігають свої властивості. Способи розділення і очищення речовин засновані на їх відмінностях.
Відстоювання
Одним з найпростіших способів розділення неоднорідних сумішей є відстоювання.
Цей метод використовується для розділення неоднорідних сумішей рідкої і твердої речовини, або двох рідин, які розрізняються за густиною.
При відстоюванні суміші рідини і твердої речовини на дні посудини осідає речовина з більшою густиною. Верхній шар обережно відділяють.
Відстоювання суміші піску і води
Таким способом можна розділити суміші крейди і води, піску і води.
Для розділення суміші двох рідин (рослинна олія і вода, бензин і вода, нафта і вода) використовується ділильна лійка — ємність з краном внизу. Спочатку зливають важчий нижній шар, а потім — легкий верхній. Подібним чином у селах відділяли вершки від молока.
Ділильна лійка
Фільтрування
Фільтрування — це процес відділення твердих частинок від рідин або газів шляхом пропускання їх через пористі матеріали (фільтри). Фільтри затримують частинки, якщо їх розміри більше розміру пор. Для фільтрування можна використовувати спеціальний папір, тканину, марлю, вату, пісок, вугілля, пористу кераміку.
Механізм фільтрування
Найпростіший прилад для фільтрування складається з лійки, у яку поміщають фільтр і посудини для збирання фільтрату. При використанні паперового фільтра суміш обережно наливають у лійку по скляній паличці. Вода проходить через фільтр, а частинки твердої речовини затримуються на ньому.
Найпростіший прилад для фільтрування
(\(1\) — суміш, \(2\) — скляна паличка, \(3\) — лійка з фільтром, \(4\) — фільтрат)
За допомогою фільтрування можна очистити воду від пилинок, що потрапили у неї, від частинок піску та інших домішок. У лабораторіях цим способом відділяють осад, що утворився у результаті реакції.
Фільтрування використовується в промисловості (у виробництві рослинної олії, сиру). Як фільтри там використовуються тканини.
У двигунах автомобілів паливо і масло обов'язково проходять через фільтри.
На одній зі стадій очищення питної води у водопроводах її пропускають через шар чистого піску. У домашніх умовах для очищення питної води використовується побутовий фільтр.
Побутовий фільтр для очищення води
За допомогою фільтрування очищають також повітря від домішок. На фільтруванні повітря заснована робота порохотягів та протигазів.
Для видалення небажаних домішок часто використовують адсорбенти. Так, у протигазах повітря проходить через шар активованого вугілля, який має багато дрібних пор і здатен поглинати газоподібні і розчинені речовини. Вугілля застосовується у виробництві цукру для очищення цукрового сиропу від домішок, що містяться в ньому.
Центрифугування
Якщо частинки неоднорідної суміші є малими, то їх складно розділити відстоюванням або фільтруванням. У цьому випадку використовують центрифугування. Суміш поміщають у посуд, який обертають з великою швидкістю у центрифузі. Важкі частинки осідають на дні.
Центрифуга
Такий спосіб застосовується для розділення молока. При обертанні у спеціальній центрифузі (сепараторі) відокремлюються вершки, і залишається знежирене молоко.
Інші способи
Універсальних методів розділення сумішей немає. У кожному конкретному випадку методи розділення ґрунтуються на відмінностях у властивостях речовин.
Суміш залізних ошурок і сірки можна розділити, використовуючи магнітні властивості заліза. Якщо до поверхні суміші піднести магніт, то частинки заліза притягнуться до нього, а сірка залишиться.
Суміш сірки і заліза
Розділення суміші сірки і заліза
Можна цю ж суміш розділити і за допомогою води. Залізо важче за воду і осідає на дні. Сірка водою не змочується і залишається на поверхні. Метод розділення сумішей, заснований на відмінності змочування компонентів, називається флотацією.