ВТОРНИК, 02.11.21 г.  206, 308,401, 403 

МОЯ  ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА: rimma.lu@gmail.com

ГРУППА  206 БИОЛОГИЯ  37, 38

Тема: Модификационная, комбинативная, мутационная изменчивость.

Формы изменчивости

Изменчивость – это возникновение индивидуальных различий. На основе изменчивости организмов появляется генетическое разнообразие форм, которые в результате действия естественного отбора преобразуются в новые подвиды и виды. Различают изменчивость модификационную, или фенотипическую, и мутационную, или генотипическую.

ТАБЛИЦА Сравнительная характеристика форм изменчивости (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991)

Формы изменчивости	Причины появления	Значение	Примеры
Ненаследственная модификационная (фенотипическая)	Изменение условий среды, в результате чего организм изменяется в пределах нормы реакции, заданной генотипом	Адаптация – приспособление к данным условиям среды, выживание, сохранение потомства	Белокочанная капуста в условиях жаркого климата не образует кочана. Породы лошадей и коров, завезенных в горы, становятся низкорослыми
Наследственная (генотипическая) Мутационная	Влияние внешних и внутренних мутагенных факторов, в результате чего происходит изменение в генах и хромосомах	Материал для естественного и искусственного отбора, так как мутации могут быть полезные, вредные и безразличные, доминантные и рецессивные	Появление полиплоидных форм в популяции растений или у некоторых животных (насекомых, рыб) приводит к их репродуктивной изоляции и образованию новых видов, родов – микроэволюции
Наследственная (генотипическая) Комбинатнвная	Возникает стихийно в рамках популяции при скрещивании, когда у потомков появляются новые комбинации генов	Распространение в популяции новых наследственных изменений, которые служат материалом для отбора	Появление розовых цветков при скрещивании белоцветковой и красноцветковой примул. При скрещивании белого и серого кроликов может появиться черное потомство
Наследственная (генотипическая) Соотносительная (коррелятивная)	Возникает в результате свойства генов влиять на формирование не одного, а двух и более признаков	Постоянство взаимосвязанных признаков, целостность организма как системы	Длинноногие животные имеют длинную шею. У столовых сортов свеклы согласованно изменяется окраска корнеплода, черешков и жилок листа

Модификационная изменчивость

Модификационная изменчивость не вызывает изменений генотипа, она связана с реакцией данного, одного и того же генотипа на изменение внешней среды: в оптимальных условиях выявляется максимум возможностей, присущих данному генотипу. Так, продуктивность беспородных животных в условиях улучшенного содержания и ухода повышается (надои молока, нагул мяса). В этом случае все особи с одинаковым генотипом отвечают на внешние условия одинаково (Ч. Дарвин этот тип изменчивости назвал определенной изменчивостью). Однако другой признак – жирность молока – слабо подвержен изменениям условий среды, а масть животного – еще более устойчивый признак. Модификационная изменчивость обычно колеблется в определенных пределах. Степень варьирования признака у организма, т. е. пределы модификационной изменчивости, называется нормой реакции.

Свойства модификаций: 1) ненаследуемость; 2) групповой характер изменений; 3) соотнесение изменений действию определенного фактора среды; 4) обусловленность пределов изменчивости генотипом.

Генотипическая изменчивость

Генотипическая изменчивость подразделяется на мутационную и комбинативную. Мутациями называются скачкообразные и устойчивые изменения единиц наследственности – генов, влекущие за собой изменения наследственных признаков. Термин «мутация» был впервые введен де Фризом. Мутации обязательно вызывают изменения генотипа, которые наследуются потомством и не связаны со скрещиванием и рекомбинацией генов.

Свойства мутаций:

1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно.
2. Мутации наследственны, т. е. стойко передаются из поколения в поколение.
3. Мутации ненаправденны – мутировать может любой локус, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков.
4. Одни и те же мутации могут возникать повторно.
5. По своему проявлению мутации могут быть полезными и вредными, доминантными и рецессивными.

Способность к мутированию – одно из свойств гена. Каждая отдельная мутация вызывается какой-то причиной, но в большинстве случаев эти причины неизвестны. Мутации связаны с изменениями во внешней среде. Это убедительно доказывается тем, что путем воздействия внешними факторами удается резко повысить их число.

Комбинативная изменчивость

Комбинативная наследственная изменчивость возникает в результате обмена гомологичными участками гомологичных хромосом в процессе мейоза, а также как следствие независимого расхождения хромосом при мейозе и случайного их сочетания при скрещивании. Изменчивость может быть обусловлена не только мутациями, но и сочетаниями отдельных генов и хромосом, новая комбинация которых при размножении приводит к изменению определенных признаков и свойств организма. Такой тип изменчивости называют комбинативной наследственной изменчивостью. Новые комбинации генов возникают: 1) при кроссинговере, во время профазы первого мейотического деления; 2) во время независимого расхождения гомологичных хромосом в анафазе первого мейотического деления; 3) во время независимого расхождения дочерних хромосом в анафазе второго мейотического деления и 4) при слиянии разных половых клеток. Сочетание в зиготе рекомбинированных генов может привести к объединению признаков разных пород и сортов.

Таблица . Сравнительная характеристика форм изменчивости (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991)

Характеристика	Модификационная изменчивость	Мутационная изменчивость
Объект изменения	Фенотип в пределах нормы реакции	Генотип
Отбирающий фактор	Изменение условий окружающей среды	Изменение условий окружающей среды
Наследование при знаков	Не наследуются	Наследуются
Подверженность изменениям хромосом	Не подвергаются	Подвергаются при хромосомной мутации
Подверженность изменениям молекул ДНК	Не подвергаются	Подвергаются в случае генной мутации
Значение для особи	Повышает или понижает жизнеспособность. продуктивность, адаптацию	Полезные изменения приводят к победе в борьбе за существование, вредные – к гибели
Значение для вида	Способствует выживанию	Приводит к образованию новых популяций, видов и т. д. в результате дивергенции
Роль в эволюции	Приспособление организмов к условиям среды	Материал для естественного отбора
Форма изменчивости	Определенная (групповая)	Неопределенная (индивидуальная), комбинативная
Подчиненность закономерности	Статистическая закономерность вариационных рядов	Закон гомологических рядов наследственной изменчивости

Тема:Наследственная изменчивость человека. Лечение и предупреждение некоторых наследственных болезней человека.

Мутационная изменчивость (мутации) — это стойкие внезапно возникшие изменения структуры наследственного материала на различных уровнях его организации, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.

Термин «мутация» введен в науку Де Фризом. Им же создана мутационная теория, основные положения которой не утратили своего значения и по сей день.

Основные положения мутационной теории

1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно, без всяких переходов.

2. Мутации наследственны, т.е. стойко передаются из поколения в поколение.

3. Мутации не образуют непрерывных рядов, не группируются вокруг среднего типа (как при модификационной изменчивости), они являются качественными изменениями.

4. Мутации ненаправленны — мутировать может любой локус, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков в любом направлении.

5. Одни и те же мутации могут возникать повторно.

6. Мутации индивидуальны, то есть возникают у отдельных особей.

 

Процесс возникновения мутаций называют мутагенезом, а факторы среды, вызывающие появление мутаций, — мутагенами.

По типу клеток, в которых мутации произошли, различают: генеративные и соматические мутации.

Генеративные мутации возникают в половых клетках, не влияют на признаки данного организма, проявляются только в следующем поколении.

Соматические мутации возникают в соматических клетках, проявляются у данного организма и не передаются потомству при половом размножении. Сохранить соматические мутации можно только путем бесполого размножения (прежде всего вегетативного).

По адаптивному значению выделяют: полезные, вредные (летальные, полулетальные) и нейтральные мутации. Полезные — повышают жизнеспособность, летальные — вызывают гибель, полулетальные — снижают жизнеспособность, нейтральные — не влияют на жизнеспособность особей. Следует отметить, что одна и та же мутация в одних условиях может быть полезной, а в других — вредной.

 

По характеру проявления мутации могут быть доминантными и рецессивными. Если доминантная мутация является вредной, то она может вызвать гибель ее обладателя на ранних этапах онтогенеза. Рецессивные мутации не проявляются у гетерозигот, поэтому длительное время сохраняются в популяции в «скрытом» состоянии и образуют резерв наследственной изменчивости. При изменении условий среды обитания носители таких мутаций могут получить преимущество в борьбе за существование.

В зависимости от того, выявлен ли мутаген, вызвавший данную мутацию, или нет, различают индуцированные и спонтанные мутации. Обычно спонтанные мутации возникают естественным путем, индуцированные — вызываются искусственно.

В зависимости от уровня наследственного материала, на котором произошла мутация, выделяют: генные, хромосомные и геномные мутации.

Генные мутации

Генные мутации — изменения структуры генов. Поскольку ген представляет собой участок молекулы ДНК, то генная мутация представляет собой изменения в нуклеотидном составе этого участка. Генные мутации могут происходить в результате:

1) замены одного или нескольких нуклеотидов на другие;

2) вставки нуклеотидов;

3) потери нуклеотидов;

4) удвоения нуклеотидов;

5) изменения порядка чередования нуклеотидов.

Эти мутации приводят к изменению аминокислотного состава полипептидной цепи и, следовательно, к изменению функциональной активности белковой молекулы. Благодаря генным мутациям возникают множественные аллели одного и того же гена.

Заболевания, причиной которых являются генные мутации, называются генными (фенилкетонурия, серповидноклеточная анемия, гемофилия и т.д.). Наследование генных болезней подчиняется законам Менделя.

Хромосомные мутации

Это изменения структуры хромосом. Перестройки могут осуществляться как в пределах одной хромосомы — внутрихромосомные мутации (делеция, инверсия, дупликация, инсерция), так и между хромосомами — межхромосомные мутации

 

Хромосомные мутации: 1 — парахромосом; 2 — делеция; 3 — дупликация; 4, 5 — инверсия; 6 — инсерция.

 

Заболевания, причиной которых являются хромосомные мутации, относятся к категории хромосомных болезней. К таким заболеваниям относятся синдром «крика кошки», транслокационный вариант синдрома Дауна и др.

 

Геномные мутации

Геномной мутацией называется изменение числа хромосом. Геномные мутации возникают в результате нарушения нормального хода митоза или мейоза.

Гаплоидия — уменьшение числа полных гаплоидных наборов хромосом.

Полиплоидия — увеличение числа полных гаплоидных наборов хромосом: триплоиды (3n), тетраплоиды (4n) и т.д.

Гетероплоидия — некратное увеличение или уменьшение числа хромосом. Чаще всего наблюдается уменьшение или увеличение числа хромосом на одну (реже две и более).

Лечение наследственных аномалий обмена веществ. Повышенный интерес медицинской генетики к наследственным заболеваниям объясняется тем, что во многих случаях знание биохимических механизмов развития заболевания позволяет облегчить страдания больного. Больному вводят несинтезирующиеся в организме ферменты или исключают из пищевых рационов продукты, которые не могут быть использованы вследствие отсутствия в организме необходимых для этого ферментов. Заболевание сахарным диабетом характеризуется повышением концентрации сахара в крови вследствие отсутствия инсулина — гормона поджелудочной железы. Это заболевание вызывается рецессивной мутацией. Оно лечится введением в организм инсулина.

Однако следует помнить, что излечивается только болезнь, т. е. фенотипическое проявление вредного гена, и вылеченный человек продолжает оставаться его носителем и может передавать этот ген своим потомкам. Сейчас известны более ста заболеваний, в которых механизмы биохимических нарушений изучены достаточно подробно. В некоторых случаях современные методы микроанализов позволяют обнаружить такие биохимические нарушения даже в отдельных клетках, а это, в свою очередь, позволяет ставить диагноз о наличии подобных заболеваний у еще не родившегося ребенка по отдельным его клеткам, плавающим в околоплодной жидкости беременной женщины.

Нежелательность родственных браков. В современном обществе родственные браки (браки между двоюродными братьями и сестрами) сравнительно редки. Однако есть области, где в силу географических, социальных, экономических или других причин небольшие контингенты населения в течение многих поколений живут изолированно. В таких изолированных популяциях (так называемых изолятах) частота родственных браков по понятным причинам бывает значительно выше, чем в обычных «открытых» популяциях. Статистика свидетельствует, что у родителей, состоящих в родстве, вероятность рождения детей, пораженных теми или иными наследственными недугами, или частота ранней детской смертности в десятки, а иногда даже в сотни раз выше, чем в неродственных браках. Родственные браки особенно нежелательны, когда имеется вероятность гетерозиготности супругов по одному и тому же рецессивному вредному гену.

ГРУППА 308 БИОЛОГИЯ 7,8

ТЕМА: Человек разумный (Homo sapiens) — человек современного типа, представитель рода Homo. Предшественником данного вида считается неандерталец, а самый древний вид, практически не имеющий отличий от современного человека, — кроманьонец. Предположительно, первая территория обитания — Африканский континент, время формирования человека разумного — 400-40 тыс. лет назад (верхний палеолит). Определение более точных границ эволюционного развития человека разумного и отделения его от других видов до сих пор вызывает трудности в современной антропологии. Наиболее часто используемый метод — исследование генетического материала, извлеченного из останков.

Человек разумный наследует черты и свойства, объединяющие его с другими видами приматов, более всего с гориллой и шимпанзе: пятипалая кисть, группы и состав крови, половые циклы, число позвонков и ребер. По подсчетам ученых, сходства генома человека разумного и шимпанзе в среднем может достигать 94%. Во внешнем облике коренным образом отличаются пропорция конечностей, расположение некоторых позвонков и строение таза, сформировавшееся под влиянием прямохождения, менее густой волосяной покров тела. Основные биологические отличия от других приматов — объем головного мозга и дифференциация его областей, уменьшенные черты лица, развитый речевой аппарат.

Вид человек разумный также характеризуется высоким уровнем социокультурного развития. Самые ранние примеры — вербальная коммуникация между членами группы, изготовление орудий труда, стремление к эстетическому постижению мира (символические изображения на камне, выделка различных предметов и украшений), обустройство жилища.

При общей принадлежности к одному виду человек разумный дифференцируется по расам, самые крупные из которых — европеоидная, монголоидная и негроидная.

Появление «человека разумного»

Люди постепенно созда­вали всё более сложные орудия труда. Их пальцы вытянулись и стали ловкими. Мозг человека развился и увеличился. Все эти перемены заняли много времени.

На определённых этапах истории человечества разные типы древнейших людей могли сосуществовать. Со временем одни из них вымирали, а другие совершенствовались.

Около 200—150 тысяч лет тому назад появились люди совре­менного вида. Они ходили прямо, у них был высокий лоб, разви­тые руки. Они уже владели речью. Человека современного вида учёные называют «человек разумный».

К «людям разумным» относятся неандерталец и кроманьонец. Неандерталец получил название по месту первой находки его ос­танков в долине Неандерталь в Германии. Неандертальцы обитали за пределами Африки: в Европе, на Алтае, на территории Средней Азии, в других местах. Неандертальцы были искусными охотника­ми, умели строить жилища и шить одежду из звериных шкур. Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Первобытный человек: 1 — живший более 1 миллиона лет назад; 2 — живший около 100 тысяч лет назад; 3 — появившийся 40 тысяч лет назад. Восстановлены по найденным черепам

Около 40 тысяч лет тому назад в Африке появился ещё бо­лее совершенный вид людей. Их называют кроманьонцами (по месту находки их скелетов — пещеры Кро-Маньон во Франции). Строение тела и внешний вид кроманьонца и современного че­ловека совпадали. Расселившись в Европе, кроманьонцы посте­пенно вытеснили неандертальцев. Кроманьонцы были нашими прямыми предками.

ГРУППА 401 ХИМИЯ 15

ТЕМА: Ионная связь

ИОННАЯ СВЯЗЬ - связь, которая возникает между атомами, сильно различающимися по значениям электроотрицательности.

Ионная связь возникает, например, между атомами типичных металлов и типичных неметаллов ( ЭО >  — величина условная).

Примерами веществ с ионной связью являются  и др.

Ионную связь можно рассматривать как крайний случай ковалентной полярной связи, когда электрон практически полностью переходит от атома с меньшей электроотрицательностью к атому с большей электроотрицательностью. Однако в действительности полного перехода электрона не происходит никогда. Даже в таких типичных ионных соединениях, как, например, в галогенидах щелочных металлов, нет полного разделения положительных и отрицательных зарядов. Так, в кристалле хлорида натрия  эффективные отрицательные заряды атомов натрия  и хлора  составляют  заряда электрона.

В результате отдачи или присоединения электронов из нейтральных атомов или молекул образуются ионы.

Ионы

заряженные частицы, образующиеся из нейтральных атомов или молекул путём отдачи или присоединении электронов.

При отдаче электронов образуется положительно заряженный ион — катион, при присоединении — отрицательный ион — анион. Атомы электроположительного элемента (металла) отдают электроны внешнего уровня и образуют катионы, а атомы электроотрицательного элемента (неметалла) присоединяют электроны и образуют анионы. При этом атомы неметалла приобретают внешнюю электронную оболочку последующего благородного газа, а атомы металла — устойчивую конфигурацию предыдущего благородного газа.Так, между атомами типичного металла натрия  (ЭО ) и типичного неметалла хлора  (ЭО ) возникает ионная связь (ЭО ). При взаимодействии натрия с хлором в результате окислительно-восстановительной реакции образуются ионы — катионы натрия и анионы хлора.

У атома натрия на внешнем электронном уровне содержится один электрон, а атому хлора до завершения внешнего уровня не хватает одного электрона. При взаимодействии атомов натрия и хлора атом натрия отдает один электрон атому хлора, в результате чего образуются ионы — катионы  и анионы :

‒

При этом атомы неметалла приобретают внешнюю электронную оболочку последующего благородного газа, а атомы металла — устойчивую конфигурацию предыдущего благородного газа. Между разноименно заряженными ионами  и  возникает электростатическое притяжение, которое приводит к образованию ионной химической связи.

Ионная связь никогда не возникает между атомами неметаллов.

Ионы могут состоять как из одного атома, так и из группы атомов. Например, кристаллы сульфата натрия образованы положительными ионами натрия  и отрицательными сульфат-ионами .

При этом в сульфате натрия существует два вида связи: между ионами  и  связь ионная, а в ионе  — ковалентная полярная.

Записывая заряд иона, сначала следует написать число, а затем знак, например, .

Ионная связь существует в типичных основных оксидах (), а также в щелочах () и солях ().

Разноименные ионы притягиваются друг к другу, образуя ионные кристаллы. В основе такого притяжения лежит кулоновское взаимодействие, которое равнонаправлено во все стороны. Поэтому ионная связь, в отличие от ковалентной, характеризуется ненаправленностью и ненасыщаемостью. Вследствие этого понятие валентности как число связей в ионных соединениях теряет смысл.

В кристаллах ионного соединения противоположно заряженные ионы чередуются. Число ближайших соседей данного иона в решетке называют координационным числом. Так, координационное число натрия и хлора в хлориде натрия равно шести.

В ионных соединениях нет отдельных молекул, поэтому формула ионного соединения выражает не состав молекулы, а соотношение катионов и анионов, например, в сульфате натрия  число катионов  всегда в два раза больше числа анионов  .

Ионы связаны между собой прочными силами электростатического притяжения, поэтому ионные соединения твёрдые, обладают высокими температурами плавления и кипения.

КРАТКО:

Ионная связь — сильная химическая связь, возникающая в результате электростатического притяжения катионов и анионов^[1]. Возникает между атомами с большой разностью (>1,7 по шкале Полинга) электроотрицательностей, при которой общая электронная пара переходит преимущественно к атому с большей электроотрицательностью. Это притяжение ионов как разноимённо заряженных тел. Примером может служить соединение CsF, в котором «степень ионности» составляет 97 %. Ионная связь — крайний случай поляризации ковалентной полярной связи. Образуется между типичными металлом и неметаллом. При этом электроны у металла полностью переходят к неметаллу, образуются ионы.

Атомы натрия и фтора подвергающиеся окислительно-восстановительной реакции с образованием фторида натрия. Натрий теряет свой внешний электрон, приобретая стабильную электронную конфигурацию, и этот электрон переходит в атом фтора. Противоположно заряженные ионы притягиваются друг к другу с образованием стабильного соединения.

ГРУППА 403 ХИМИЯ 20,21

  ТЕМА: ЧИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА И СМЕСИ.

Способы разделения смесей I. Новый материал

(г. Калининград), Источник

Мы живем среди химических веществ. Мы вдыхает воздух, а это смесь газов (азота, кислорода и других), выдыхаем углекислый газ. Умываемся водой - это еще одно вещество, самое распространенное на Земле. Пьём молоко - смесь воды с мельчайшими капельками молочного жира, и не только: здесь еще есть молочный белок казеин, минеральные соли, витамины и даже сахар, но не тот, с которым пьют чай, а особый, молочный - лактоза. Едим яблоки, которые состоят из целого набора химических веществ - здесь и сахар, и яблочная кислота, и витамины... Когда прожеванные кусочки яблока попадают в желудок, на них начинают действовать пищеварительные соки человека, которые помогают усваивать все вкусные и полезные вещества не только яблока, но и любой другой пищи. Мы не только живем среди химических веществ, но и сами из них состоим. Каждый человек - его кожа, мышцы, кровь, зубы, кости, волосы построены из химических веществ, как дом из кирпичей. Азот, кислород, сахар, витамины – вещества природного, естественного происхождения. Стекло, резина, сталь – это тоже вещества, точнее, материалы (смеси веществ). И стекло, и резина - искусственного происхождения, в природе их не было. Совершенно чистые вещества в природе не встречаются или встречаются очень редко.

Чем же отличаются чистые вещества от смесей веществ?

Индивидуальное чистое вещество обладает определённым набором характеристических свойств (постоянными физическими свойствами). Только чистая дистиллированная вода имеет tпл = 0 °С, tкип= 100 °С, не имеет вкуса. Морская вода замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, вкус у нее горько-соленый. Вода Черного моря замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, чем вода Балтийского моря. Почему? Дело в том, что в морской воде содержатся другие вещества, например растворенные соли, т.е. она представляет собой смесь различных веществ, состав которой меняется в широких пределах, свойства же смеси не являются постоянными. Определение понятия «смесь» было дано в XVII в. английским ученым Робертом Бойлем: «Смесь – целостная система, состоящая из разнородных компонентов».

Сравнительная характеристика смеси и чистого вещества

Смеси отличаются друг от друга по внешнему виду.

Классификация смесей показана в таблице:

Приведём примеры суспензий (речной песок + вода), эмульсий (растительное масло + вода) и растворов (воздух в колбе, поваренная соль + вода, разменная монета: алюминий + медь или никель + медь).

В суспензиях видны частицы твердого вещества, в эмульсиях – капельки жидкости, такие смеси называются неоднородными (гетерогенными), а в растворах компоненты не различимы, они являются однородными (гомогенными) смесями.

Способы разделения смесей

В природе вещества существуют в виде смесей. Для лабораторных исследований, промышленных производств, для нужд фармакологии и медицины нужны чистые вещества.

Для очистки веществ применяются различные способы разделения смесей

Эти способы основаны на различиях в физических свойствах компонентов смеси. Рассмотрим способы разделения гетерогенных и гомогенных смесей.

1. Суспензия – смесь речного песка с водой (способ разделения – отстаивание)

Разделение отстаиванием основано на различных плотностях веществ. Более тяжелый песок оседает на дно. Так же можно разделить и эмульсию: отделить нефть или растительное масло от воды. В лаборатории это можно сделать с помощью делительной воронки. Нефть или растительное масло образует верхний, более легкий слой. В результате отстаивания выпадает роса из тумана, осаждается сажа из дыма, отстаиваются сливки в молоке.

Разделение смеси воды и растительного масла отстаиванием

2. Смесь песка и поваренной соли в воде (способ разделения – фильтрование)

На чем основано разделение гетерогенных смесей с помощью фильтрования? На различной растворимости веществ в воде и на различных размерах частиц. Через поры фильтра проходят лишь соизмеримые с ними частицы веществ, в то время как более крупные частицы задерживаются на фильтре. Так можно разделить гетерогенную смесь поваренной соли и речного песка. В качестве фильтров можно использовать различные пористые вещества: вату, уголь, обожженную глину, прессованное стекло и другие. Способ фильтрования – это основа работы бытовой техники, например, пылесосов. Его используют хирурги – марлевые повязки; буровики и рабочие элеваторов – респираторные маски. С помощью чайного ситечка для фильтрования чаинок Остапу Бендеру – герою произведения Ильфа и Петрова – удалось забрать один из стульев у Эллочки Людоедки («Двенадцать стульев»).

Разделение смеси крахмала и воды фильтрованием

3. Смесь порошка железа и серы (способ разделения – действие магнитом)

Порошок железа притягивался магнитом, а порошок серы – нет.

Не смачивающийся порошок серы всплывал на поверхность воды, а тяжелый смачивающийся порошок железа оседал на дно.

Разделение смеси серы и железа с помощью магнита и воды

4. Раствор соли в воде – гомогенная смесь (способ разделения – выпаривание или кристаллизация)

Вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаются кристаллы соли. При выпаривании воды из озер Эльтон и Баскунчак получают поваренную соль. Этот способ разделения основан на различии в температурах кипения растворителя и растворенного вещества. Если вещество, например, сахар, разлагается при нагревании, то воду испаряют не полностью – упаривают раствор, а затем из насыщенного раствора осаждают кристаллы сахара. Иногда требуется очистить от примесей растворители с меньшей температурой кипения, например, воду от соли. В этом случае пары вещества необходимо собрать и затем сконденсировать при охлаждении. Такой способ разделения гомогенной смеси называется дистилляцией, или перегонкой. В специальных приборах – дистилляторах получают дистиллированную воду, которую используют для нужд фармакологии, лабораторий, систем охлаждения автомобилей. В домашних условиях можно сконструировать такой дистиллятор:

Если же разделять смесь спирта и воды, то первым будет отгоняться (собираться в пробирке-приемнике) спирт с t кип = 78 °С, а в пробирке останется вода. Перегонка используется для получения бензина, керосина, газойля из нефти.

Кристаллизация или выпаривание

Особым методом разделения компонентов, основанным на различной поглощаемости их определенным веществом, является хроматография.

Дома вы можете проделать следующий опыт. Подвесьте полоску из фильтровальной бумаги над сосудом с красными чернилами, погружая в них лишь конец полоски. Раствор впитывается бумагой и поднимается по ней. Но граница подъема краски отстает от границы подъема воды. Так происходит разделение двух веществ: воды и красящего вещества в чернилах.

С помощью хроматографии русский ботаник М. С. Цвет впервые выделил хлорофилл из зеленых частей растений. В промышленности и лабораториях вместо фильтровальной бумаги для хроматографии используют крахмал, уголь, известняк, оксид алюминия. А всегда ли требуются вещества с одинаковой степенью очистки?

Для различных целей необходимы вещества с различной степенью очистки. Воду для приготовления пищи достаточно отстоять для удаления примесей и хлора, используемого для ее обеззараживания. Воду для питья нужно предварительно прокипятить. А в химических лабораториях для приготовления растворов и проведения опытов, в медицине необходима дистиллированная вода, максимально очищенная от растворенных в ней веществ. Особо чистые вещества, содержание примесей в которых не превышает одной миллионной процента, применяются в электронике, в полупроводниковой, ядерной технике и других точных отраслях промышленности.

Прочитайте стихотворение Л. Мартынова «Дистиллированная вода»:

Вода

Благоволила

Литься!

Она

Блистала

Столь чиста,

Что ни напиться,

Ни умыться.

И это было неспроста.

Ей не хватало

Ивы, тала

И горечи цветущих лоз,

Ей водорослей не хватало

И рыбы, жирной от стрекоз.

Ей не хватало быть волнистой,

Ей не хватало течь везде.

Ей жизни не хватало

Чистой –

Дистиллированной воде!

Применение дистиллированной воды

II. Задания для закрепления

1) Поработайте с тренажёром Чистые вещества и смеси

2) Решите задачу:

Дана смесь сахара, речного песка и железных опилок.

 Предложите способ разделения этой смеси.

ТЕМА:  Состав смесей: объемная и массовая доли компонентов смеси, массовая доля примесей.