Номер 658, страница 116 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

658. Почему в природе практически нет абсолютно чистых веществ, а встречаются только их смеси?

В природе практически отсутствуют абсолютно чистые вещества по нескольким фундаментальным причинам, связанным с физическими законами и постоянными процессами, происходящими на нашей планете.

Во-первых, одной из главных причин является диффузия. Все вещества состоят из атомов и молекул, которые находятся в непрерывном хаотическом движении (тепловом движении). Когда два или более разных вещества соприкасаются, их частицы самопроизвольно проникают друг в друга и перемешиваются. Этот процесс особенно интенсивен в газах (например, состав воздуха — это смесь азота, кислорода, аргона и других газов) и жидкостях (вода в реках и океанах всегда содержит растворенные соли, газы и органические вещества). В твердых телах диффузия протекает очень медленно, но за геологические промежутки времени она также вносит свой вклад в образование смесей, например, в горных породах.

Во-вторых, с точки зрения термодинамики, смешанное состояние является более вероятным и энергетически выгодным, чем состояние, в котором вещества разделены. Согласно второму закону термодинамики, любая замкнутая система стремится к состоянию с максимальной энтропией, то есть к наибольшему беспорядку. Смесь представляет собой более хаотичную и неупорядоченную систему, чем набор отдельных чистых веществ. Для разделения смеси на чистые компоненты необходимо затратить энергию, чтобы уменьшить энтропию системы. В природе же процессы идут самопроизвольно в сторону ее увеличения, то есть в сторону смешения.

В-третьих, непрерывные геологические, биологические и атмосферные процессы на Земле способствуют постоянному перемешиванию веществ. Выветривание и разрушение горных пород, перенос веществ реками и ветром, вулканические извержения, круговорот воды, а также жизнедеятельность организмов (дыхание, питание, разложение) — все это мощные механизмы, которые создают и перемешивают разнообразные смеси. Например, почва — это сложнейшая смесь минеральных частиц, органических остатков, воды и воздуха.

Хотя в природе и встречаются вещества в относительно чистом виде (например, самородное золото, алмазы, кристаллы кварца), они никогда не бывают абсолютно чистыми. В них всегда присутствуют примеси других элементов, пусть и в очень малых количествах. Получение же веществ высокой степени чистоты, необходимой для современной техники (например, кремний для микросхем), является сложной и энергозатратной технологической задачей, которая идет вразрез с естественными природными тенденциями.

Ответ: В природе практически не существует абсолютно чистых веществ, потому что постоянное тепловое движение частиц (атомов и молекул) приводит к их самопроизвольному смешиванию (диффузии). Кроме того, согласно законам термодинамики, смешанное состояние (состояние с высокой энтропией) является более вероятным и энергетически стабильным, чем разделенное. Наконец, непрерывные геологические, атмосферные и биологические процессы на Земле активно перемешивают все вещества, формируя природные смеси, такие как воздух, вода, почва и горные породы.