§ 4. Физические явления — основа разделения смесей в химии

Чистое вещество в школьной практике почти не содержит примесей. Смесь включает несколько веществ, которые называют компонентами. В однородной, или гомогенной, смеси границы между компонентами не видны: примеры — воздух и раствор соли в воде. В неоднородной, или гетерогенной, смеси есть разные части или фазы. Так устроены мутная вода, гранит и смесь железных опилок с серой.

Компоненты сохраняют характерные свойства, что позволяет подобрать способ разделения. Железо можно извлечь магнитом из смеси с веществом, которое не намагничивается. При отстаивании более плотные нерастворимые частицы постепенно оседают. Несмешивающиеся жидкости, например воду и масло, разделяют после образования слоёв. Делительная воронка позволяет поочерёдно выпускать эти слои, используя различие их плотности.

Фильтрование отделяет нерастворимые частицы от жидкости: они задерживаются на фильтре, а прошедшую жидкость называют фильтратом. Растворённая соль через обычный бумажный фильтр проходит вместе с водой. Чтобы получить соль, воду выпаривают. Если же требуется собрать саму воду, используют перегонку: жидкость испаряется, затем пар охлаждается и конденсируется в отдельном приёмнике. Таким способом получают дистиллированную воду.

Для сложной смеси часто нужна последовательность операций. Например, смесь песка и соли сначала обрабатывают водой: соль растворяется, песок остаётся. Затем песок отфильтровывают, а из раствора выделяют соль. Хроматография использует различия в перемещении компонентов через определённую среду; красители могут разделяться на отдельные полосы. Выбор метода всегда начинают с вопроса: каким свойством отличаются нужные компоненты и какой из них требуется получить?