חומרים ותערובות טהורות

חומר טהור נוצר על ידי סוג יחיד של מינים כימיים, כלומר הרכבו ותכונותיו קבועות. תמהיל מכיל יותר מסוג אחד של רכיבים, כך שהארגון שלו משתנה.

לפיכך, אנו יכולים להבחין בין חומר טהור לתערובת כשאנו יודעים את הרכבו.

כאשר משווים כוס מים וכוס סוכר מומס, העיניים שלנו לא מבחינות בהבדל. עם זאת, אם נבלע את התוכן של שתי הכוסות נבחין כי האחד הוא החומר הטהור והשני מורכב מתערובת.

חומרים טהורים

חומר טהור הוא מערך של מין כימי אחד בלבד, כלומר אינו מעורבב עם אחרים.

בואו נשתמש במים כדוגמה. המים (ח₂O) מוכר במאפייניו והתכונות הספציפיות של חומר זה עוזרות לנו לזהות אותו. הראשי נכסי מים הם:

צְפִיפוּת	1.00 גרם / ס"מ^3
נקודת היתוך	0 מעלות צלזיוס
נקודת רתיחה	100 מעלות צלזיוס

כאשר לחומר יש תכונות קבועות ובלתי משתנות בכל שלמותו, אנו אומרים שהוא א חומר טהור.

כאשר אנו מכניסים מלח שולחן, נתרן כלורי (NaCl) לכוס מים ומערבבים, יחול שינוי.

התוצאה היא מוצר עם צפיפות ביניים בין זו של מים ומלח. הסיבה לכך היא שהמים כבר אינם חומר טהור והפכו ל לְעַרְבֵּב.

כשאתה מנסה להקפיא את התערובת הזו, תבחין שטמפרטורת ההיתוך תהיה פחות מ- 0 מעלות צלזיוס וזה גם תערובת זו לא תרתח ב 100 מעלות צלזיוס, יהיה צורך בחום נוסף כדי לאדות זאת מוצר.

חומרים פשוטים ומורכבים טהורים

חומרים טהורים מסווגים כפשוטים כאשר בהרכבם ישנם אטומים של יסוד כימי אחד בלבד.

סידור האטומים של שני יסודות כימיים או יותר יוצרים חומרים מרוכבים טהורים.

תערובות

תערובת תואמת לחיבור של שני חומרים טהורים או יותר, הנקראים רכיבים.

בניגוד לחומרים טהורים, תכונותיו אינן קבועות מכיוון שהם תלויים בשיעור הרכיבים בתערובת.

ראה כיצד צפיפות, מאפיין פיזי, משתנה עם כמות המלח המעורבבת עם מים.

אחוז המלח ב המסה הכוללת של התערובת	צפיפות תערובת (גרם / ס"מ^3) בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס
1	1,005
8	1,056
12	1,086
16	1,116
26	1,197

^{מקור: FURNISS, B. ש. ואח '. ספר הלימוד לכימיה אורגנית מעשית של פוגל. 4. עורך לונדון: לונגמן, 1987. פ. 1.312.}

לכן, לתוספת מים ומלח, בכל פרופורציה שהיא, יש צפיפות משתנה, ולכן איננו יכולים לסווג את התערובת כמים או מלח.

תערובות הומוגניות והטרוגניות

תערובות הומוגניות הן אלה המציגות את הרכיבים בשלב אחד בלבד ולכן, אותן תכונות בכל הנקודות.

כאשר אנו קולטים ויזואלית יותר משלב אחד, התערובת מסווגת כהטרוגנית.

סיכום על חומרים ותערובות טהורות

חומרים ותערובות טהורות
מערכת הומוגנית (רק שלב אחד)	חומר טהור (רכיב אחד)
תערובת הומוגנית (יותר ממרכיב אחד באותו שלב)
מערכת הטרוגנית (יותר משלב אחד)	חומר טהור (רכיב במצבים פיזיקליים שונים)
תערובת הטרוגנית (יותר ממרכיב אחד ביותר משלב אחד)

למידע נוסף, הקפד לבדוק טקסטים אלה:

• אטומים
• יסודות כימיים
• הפרדת תערובות

תרגילים עם תגובות משוב

1. (UFMG) מדגם של חומר טהור X נקבעו כמה מתכונותיו. לכל החלופות יש תכונות שימושיות לזיהוי חומר זה, למעט:

א) צפיפות.
ב) מסת דגימה.
ג) מסיסות במים.
ד) טמפרטורת רתיחה.
ה) טמפרטורת התכה.

ראה תשובה

חלופה שגויה: ב) מסת דגימה.

א) נכון. צפיפות היא כמות החומר בנפח נתון. כמאפיין ספציפי לחומר, הוא שימושי לזיהוי חומר.

ב) לא נכון. מסה היא כמות החומר בגוף. מכיוון שנכס זה חל על כל נושא, ללא קשר למבנהו, לא ניתן להשתמש בו לזיהוי חומר.

ג) נכון. מסיסות היא היכולת של חומר להתמוסס, או לא, בנוזל נתון. כמאפיין ספציפי לחומר, הוא שימושי לזיהוי חומר.

ד) נכון. טמפרטורת הרתיחה מתאימה לטמפרטורת השינוי מנוזל למצב גזי. כמאפיין ספציפי לחומר, הוא שימושי לזיהוי חומר.

ה) נכון. טמפרטורת ההיתוך מתאימה לטמפרטורת השינוי מנוזל למצב מוצק. כמאפיין ספציפי לחומר, הוא שימושי לזיהוי חומר.

2. (Vunesp) התווית של בקבוק מים מינרליים משוכפלת למטה.

הרכב כימי אפשרי:
סידן גופרתי 0.0038 מ"ג / ליטר
סידן ביקרבונט 0.0167 מ"ג / ליטר

על סמך מידע זה, אנו יכולים לסווג מים מינרליים כ:

א) חומר טהור.
ב) חומר פשוט.
ג) תערובת הטרוגנית.
ד) תערובת הומוגנית.
ה) השעיה קולואידית.

ראה תשובה

חלופה נכונה: ד) תערובת הומוגנית.

שגוי. מים יהיו טהורים אם בהרכבם היו רק מולקולות H₂או

ב) לא נכון. חומר פשוט מורכב מאטומים של יסוד כימי אחד בלבד. גם מים טהורים אינם חומר פשוט, שכן הם נוצרים על ידי אטומי מימן וחמצן (H₂O) הוא מסווג כמורכב.

ג) לא נכון. לתערובת הטרוגנית יש יותר משלב אחד, ובמקרה זה נוכל רק לצפות במים.

ד) נכון. מכיוון שיש לה רק שלב אחד, המערכת היא הומוגנית. כאשר מסתכלים על בקבוק המים, אנו יכולים לראות רק את הנוזל, שכן תרכובות הסידן הגופרתי והסידן ביקרבונט מסיסות במים ולכן הן מומסות.

ה) לא נכון. השעיה קולואידית היא תערובת הטרוגנית שמרכיביה מובחנים באמצעות מיקרוסקופ.

3. (UCDB) במעבדה לכימיה הוכנו התערובות הבאות:

אני. מים / בנזין
II. מים / מלח
III. מים / חול
IV. בנזין / מלח
V. בנזין / חול

איזו מהתערובות הללו הומוגניות?

א) אין.
ב) רק II.
ג) II ו- III.
ד) I ו- II.
ה) II ו- IV.

ראה תשובה

חלופה נכונה: ב) רק II.

שגוי. מים הם תרכובת אנאורגנית ובנזין תרכובת אורגנית. לחומרים אלה אין יכולת אינטראקציה ומכיוון שיש להם צפיפויות שונות הם יוצרים תערובת הטרוגנית.

ב) נכון. המלח, הנתרן כלורי, מתמוסס במים ויוצר תמיסה, שהיא תערובת הומוגנית.

ג) לא נכון. חול, דו תחמוצת הסיליקון, יוצר תערובת הטרוגנית עם מים.

ד) שגוי. מלח הוא תרכובת אנאורגנית ובנזין תרכובת אורגנית. לחומרים אלה אין יכולת אינטראקציה ומכיוון שיש להם צפיפויות שונות הם יוצרים תערובת הטרוגנית.

ה) לא נכון. חול הוא תרכובת אנאורגנית ובנזין תרכובת אורגנית. לחומרים אלה אין יכולת אינטראקציה ולכן הם יוצרים תערובת הטרוגנית.

4. (Ufes) במערכת מעורבת היטב המורכבת מחול, מלח, סוכר, מים ובנזין, מספר השלבים הוא:

א) 2.
ב) 3.
ג) 4.
ד) 5.
ה) 6.

ראה תשובה

חלופה נכונה: ב) 3.

שלב 1: מלח וסוכר מסוגלים לקיים אינטראקציה עם מים ובאמצעות כוחות בין מולקולריים המולקולות נקשרות ויוצרות תמיסה, שהיא תערובת הומוגנית.

שלב 2: מים הם תרכובת אנאורגנית ובנזין תרכובת אורגנית. לחומרים אלה אין יכולת אינטראקציה ומכיוון שיש להם צפיפויות שונות הם יוצרים תערובת הטרוגנית.

שלב 3: חול הוא סיליקט שאין לו זיקה כימית למים ובנזין ולכן הוא מייצג שלב.

5. (מקנזי) התערובת שנוצרה על ידי:

א) קוביות קרח ותמיסת סוכר מימית (גלוקוז).
ב) N גזים₂ ו- CO₂.
ג) מים ואצטון.
ד) סירופ מים ודומדמניות.
ה) נפט ושמן סולר.

ראה תשובה

חלופה נכונה: א) קוביות קרח ותמיסת סוכר מימית (גלוקוז).

א) נכון. אפשר לצפות בשני שלבים: קוביות קרח ותמיסת הגלוקוז, ולכן הם מערכת הטרוגנית.

ב) לא נכון. גזים הם תמיד תערובת הומוגנית.

ג) לא נכון. קשרי מימן נוצרים בין הקרבוניל של הפרופנון למולקולת המים. מכיוון שהם חומרים קוטביים, אצטון מסוגל להתמוסס במים וליצור תערובת הומוגנית.

ד) שגוי. שני המרכיבים הללו מתערבבים ליצירת מערכת הומוגנית, מכיוון שנראה נוזל אדום בלבד מסירופ הדומדמניות, שכן מתרחש דילול על ידי הוספת מים.

ה) לא נכון. שניהם תרכובות אורגניות ובשל זיקה כימית הם יוצרים שלב יחיד, המייצג מערכת הומוגנית.

בדוק את הידע שלך בעזרת התרגילים:

• תרגילים על תערובות הומוגניות והטרוגניות
• תרגילים על הפרדת תערובות
• תרגילים על תכונות חומר