Chemia17

| Mili¹.1.llli ;|ll i IllMllIC/IIH

1.2. Substancje czyste i mieszaniny substancji

1.2.1. Surowce, materiały i tworzywa

Surowce, materiały, tworzywa - to określenia różnych postaci substancji, /. którymi spotykamy się w naszym otoczeniu. Często potocznie używamy tych wyrazów jako synonimicznych (znaczących właściwie to samo), oznaczają one jednak kolejne ogniwa procesu przekształcania. W pewnym uproszczeniu relacja ta przedstawia się następująco: surowce w większości przetwarza się metodami fizycznymi, takimi jak rozdzielanie, oczyszczanie, rozpuszczanie i ekstrakcja, w wyniku czego powstają materiały. Materiały z kolei przekształca się na ogół metodami chemicznymi, takimi jak stapianie, utlenianie, redukcja i polimeryzacja, w wyniku czego otrzymuje się tworzywa. Przykłady surowców, materiałów i tworzyw podano w poniższej tabeli.

Surowce	Materiały	Tworzywa
rudy, skaty, węgle naturalne, ropa naftowa, gaz ziemny, woda, powietrze, materiały biologiczne, gliny	metale, związki chemiczne, wtókna, papier, tłuszcze techniczne, frakcje ropy naftowej, cement, wapno, gazy techniczne (eten, propen)	stopy metali, szkło, tłuszcze spożywcze, tekstylia, ceramika, beton, zaprawy murarskie, polimery, tworzywa sztuczne

Tab. 1.1. Różne postaci substancji

Doświadczenie

Porównanie surowców, materiałów, tworzyw'

Postaraj się zgromadzić próbki:

a)    węgla kamiennego, koksu, grafitu syntetycznego;

b)    skały wapiennej, tlenku wapnia, zaprawy murarskiej;

c)    ropy naftowej, benzyny, polietylenu.

Każdą z próbek zaklasyfikuj jako: surowiec, materiał lub tworzywo.

1.2.2. Jednorodność i niejednorodność fizyczna substancji

Powierzchnia podziału fazo-wi!(|o to miejscu zetknięcia się 7 faz.

Poszczególne substancje mają różne właściwości fizyczne, ale wszystkie dają się podzielić pod względem budowy na materiały fizycznie jednorodne (jednofazowe) i niejednorodne (wielofazowe). Faza to jednorodna część układu, oddzielona od innych części powierzchniami podziału fazowego, na przykład lód pływający w wodzie to układ dwufazowy i jednoskładnikowy (zawierający tylko 1 rodzaj substancji występujący w 2 stanach skupienia), roztwór soli w wodzie to układ jednofazowy i dwuskładnikowy (roztwór jednorodny zawierający 2 składniki), a woda / benzyną to układ dwufazowy i dwuskładnikowy.

Niejednorodność danego surowca, materiału czy tworzywa bywa widoczna gołym okiem: w drewnie widzimy słoje, czyli kolejne ukyih przyrosły siedniey drzewa, z którego drewno zostało po/yskauc w I ila< li do

11,-. i'.niiy c/ęsio dosyć iln/c I i \ •./1.11v mmc i.iIow tworzących daną skuły, w glebie widać ohci iiosc piasku, próchnicy, gliny i c/Jiscm 11 ,/ilo uicro/lożonych szczątków roślin. Inne m.lici ioly ukazuj;) mim swój;) niejednorod-iiom li/yc/ną dopiero pr/.e/ lupy na pr/.y-I kul niektóre skały mikrokrystaliczne, pro-■ I, do prania, papier. Jeszcze inne ujawniaj;) •,wo|;) budowy tylko pod mikroskopem, na pi -\ kład mleko to kropelki tłuszczu zawieszo-m w 10/tworze białek, cukrów i soli w wodzie, a.il lub żeliwo, które wydaj;) siy zupełnie jed-noiodue, po odpowiednim wytrawieniu po-m* i/clini ukazuj;) pod mikroskopem czarne i osiki grabin i szare cementytu.

Ryc. 1.1. Niejednorodność substancji hiolo gicznej, wynikająca / różnic s/ybkośc t.i-.yi_ni lacji C0₂, zależnie od sezonu: ciepły wilgui ny (stoję szersze) czy zimny suchy węższe)

i' v Iż. Niejednorodność próbki mleka: okrągłe i.. |>• II I tłuszczu tworzące emulsję z koloidalnym i" i worem białek, cukrów i soli w wodzie

Ryc. 1.3. Bardzo duże powiększenie powici/> lun liścia derenia wykonane specjalnym nul i<>•.!■ •• pem

I wreszcie substancje zmieszane na poziomic molekularnym, w kto i di cząstki nie różnią się zbytnio rozmiarami - są to mieszaniny jedno iodnc, czyli jednofazowe. Należą do nieb wodne roztwory, na przykład • di lub cukru, powietrze, stopy pewnych metali, na przykład jubilerski lup złota, srebra i miedzi. W wypadku stałych substancji można, przy u vi m specjalnego mikroskopu (powiększenia od kilku do kilkunastu milionów razy), dostrzec atomy lub cząsteczki wchodzące w skład takiej mieszaniny.

17.3. Jednorodność i niejednorodność chemiczna substancji

Wszystkie substancje jednorodne fizycznie można podzielić na dwie wielkie giupy mieszaniny i substancje czyste chemicznie.

Mics/uniny są to układy /nwiciającc en najmniej składniki wymu s/aiu .( sobą, ehaiakli iy/u|;p i się luakicm wią/an pomięd/\ sob.i