2. Seokset ja erotusmenetelmät
Johdanto
Aineiden luokittelu
Seokset voidaan jakaa kahteen ryhmään:
1. Tasakoosteiset seokset eli liuokset ovat seoksia, joiden ainesosia ei pysty silmämääräisesti erottamaan. Esimerkiksi merivedessä vesi toimii liuottimena johon on liuennut mm. suoloja joita et pysty näkemään, mutta maistamaan kyllä pystyt.
Liuos voi olla myös kylläinen. Kylläinen liuos syntyy, kun liuottimeen "ei mahdu" enempää liuotettavaa ainetta. Testataan tätäkin luvun kokeellisssa töissä.
Liukenemista voidaan hallita, sillä sen nopeuteen vaikuttavat useat seikat. Voit testata tätä kotonasi vaikkapa liuottamalla sokeria erilaisissa olosuhteissa. Tarvitset vain kylmää ja kuumaa vettä, kaksi lasia, lusikan, palasokeria ja hienoa sokeria.
Kemiassa on tärkeää tarkastella ilmiötä useasta eri näkökulmasta. Tue siis näkyvän tason kemiallisia tutkimuksiasi tällä simulaatiolla. Tietokonesimulaation avulla näet mitä liukenemisessa tapahtuu kemian näkymättömällä mikrotasolla. Kemiallinen mittakaava on nimittäin niin pieni, että kemiallisia muutoksia ei voi omilla silmillä nähdä.
HUOM! Tarvitset simulaation ajamiseen Javan, joten se ei toimi tabletissa.
Liukoisuuteen vaikuttavat tekijät
- Vaihtele liuotettavan aineen määrää. Ota kaksi vesilasia joissa on sama määrä vettä. Ota vettä vain vähän, sillä kemian kokeissa ainemäärät on syytä pitää pieninä. Lisää ensimmäiseen vesilasiin yksi ruokalusikallinen hienoa sokeria ja toiseen kaksi. Huomaat varmaan, että pienempi sokerimäärä liukenee nopeammin.
- Huomaa myös, että sekoitus nopeuttaa liukenemisprosessia.
- Jos kaikki sokeri ei liuonnut, tarvitset lisää liuotinta. Lisää siis vettä, sillä liuottimen määrä vaikuttaa liukenemiseen.
- Testaa seuraavaksi, miten liuotettavan aineen hienojakoisuus vaikuttaa. Toista sama testi palasokerilla ja hienolla sokerilla. Mitä havaitset?
- Kokeile seuraavaksi muuttaa lämpötilaa. Ota toiseen lasiin kuumaa ja toiseen kylmää vettä. Sokeri liukenee nopeammin lämpimään liuottimeen.
Aineiden erottaminen
Huomaa, että vaikka aineen olomuoto muuttuu, niin sen rakenneosat pysyvät samanlaisina. Siis vesi on vettä, olipa se sitten jäänä (kiinteä), vetenä (neste) tai vesihöyrynä (kaasu). Animaatiossa lämpötilaa kuvataan kemistien käyttämällä kelvin-asteikolla, ei celsius-asteikolla. Voit laskea animaation celcius-lämpötilan miinustamalla animaation lämpötilasta 273 astetta, eli 0 °C on sama lämpötila kuin 273 K. Vesi muuttuu siis kiinteästä nesteeksi mittarin lukemassa 273 K, ja kiehuu lukemassa 373 K.
Suodatus
Kiinteät aineet erotetaan nesteestä mekaanisesti suodattamalla. Suodatukseen tarvitaan suppilo, jonka suulle asetetaan suodatinpaperi. Sama menetelmä on käytössä esim. kahvinkeitossa.
Tislaus
Tasakoosteisen nesteseoksen nesteet erotetaan erilleen tislaamalla. Tislauksessa haihtuva neste kerätään talteen. Tislaus perustuu siihen, että erotettavilla nesteillä on eri kiehumispisteet. Esimerkiksi kun seosta jossa on 100 °C ja 150 °C kiehuvia nesteitä tislataan, niin ensimmäinen neste haihtuu seoksesta pois 100 asteessa ja 150 asteen kiehumispisteen omaava aine jää vielä tislausastiaan.
Haihdutus
Kiinteä aine erotetaan nesteestä haihduttamalla. Haihdutuksessa nestettä ei oteta talteen kuten tislaamisessa.