Jednym praktycznym zastosowaniem chemii jest to, że można ją wykorzystać do oddzielenia jednej substancji od drugiej. Powody, dla których materiały mogą być od siebie oddzielane, to fakt, że istnieją między nimi pewne różnice, takie jak rozmiar (oddzielanie skał od piasku), stan materii (oddzielanie wody od lodu), rozpuszczalność, ładunek elektryczny lub temperatura topnienia.
Oddzielanie piasku i soli
- Studenci często proszeni są o oddzielenie soli i piasku, aby poznać mieszanki i zbadać różnice między formami materii, które można wykorzystać do oddzielenia składników mieszanki.
- Trzy metody stosowane do oddzielania soli i piasku to fizyczne oddzielanie (wybieranie kawałków lub stosowanie gęstości do wstrząsania piaskiem do góry), rozpuszczanie soli w wodzie lub topienie soli.
- Prawdopodobnie najłatwiejszym sposobem oddzielenia tych dwóch substancji jest rozpuszczenie soli w wodzie, wylewanie cieczy z piasku, a następnie odparowanie wody w celu odzyskania soli.
Fizyczne oddzielenie soli i piasku
Ponieważ zarówno sól, jak i piasek są ciałami stałymi, możesz uzyskać szkło powiększające i pincety, a ostatecznie wyłapać cząsteczki soli i piasku.
Inna metoda separacji fizycznej oparta jest na różne gęstości soli i piasku. Gęstość soli wynosi 2,16 g / cm³, a gęstość piasku 2,65 g / cm³. Innymi słowy, piasek jest nieco cięższy niż sól. Jeśli potrząśniesz patelnią z solą i piaskiem, piasek ostatecznie podniesie się do góry. Podobną metodę stosuje się do panwiowania złota, ponieważ złoto ma wyższą gęstość niż większość innych substancji i tonie w mieszanina.
Oddzielanie soli i piasku za pomocą rozpuszczalności
Jedna metoda oddzielania soli i piasku opiera się na rozpuszczalności. Jeśli substancja jest rozpuszczalna, to oznacza, że rozpuszcza się w rozpuszczalniku. Sól (chlorek sodu lub NaCl) to an związek jonowy rozpuszczalny w wodzie. Piasek (głównie dwutlenek krzemu) nie jest.
- Wlać mieszaninę soli i piasku na patelnię.
- Dodaj wodę. Nie musisz dodawać dużo wody. Rozpuszczalność to właściwość, na którą wpływa temperatura, więc więcej soli rozpuszcza się w gorącej wodzie niż w zimnej wodzie. W porządku, jeśli sól nie rozpuszcza się w tym momencie.
- Podgrzej wodę, aż sól się rozpuści. Jeśli dojdziesz do miejsca, w którym woda się gotuje i nadal jest stała sól, możesz dodać trochę więcej wody.
- Zdejmij patelnię z ognia i pozwól jej ostygnąć, aż będzie bezpieczna w obsłudze.
- Wlej słoną wodę do osobnego pojemnika.
- Teraz zbierz piasek.
- Wlać słoną wodę z powrotem do pustej patelni.
- Podgrzej słoną wodę, aż woda się zagotuje. Kontynuuj gotowanie, aż zniknie woda i pozostaniesz z solą.
Innym sposobem na oddzielenie słonej wody i piasku jest wymieszanie piasku / słonej wody i przelanie go przez filtr do kawy w celu wychwycenia piasku.
Rozdzielanie składników mieszaniny za pomocą temperatury topnienia
Inna metoda oddzielania składników mieszaniny opiera się na temperaturze topnienia. Temperatura topnienia soli wynosi 1474 ° F (801 ° C), podczas gdy temperatura piasku wynosi 3110 ° F (1710 ° C). Sól topi się w niższej temperaturze niż piasek. W celu oddzielenia składników mieszaninę soli i piasku ogrzewa się powyżej 801 ° C, ale poniżej 1710 ° C. Stopioną sól można wylać, pozostawiając piasek. Zwykle nie jest to najbardziej praktyczna metoda separacji, ponieważ obie temperatury są bardzo wysokie. Podczas gdy zebrana sól byłaby czysta, pewna ilość ciekłej soli zanieczyściłaby piasek, na przykład próbując oddzielić piasek od wody poprzez zlewanie wody.
Uwagi i pytania
Pamiętaj, że możesz po prostu pozwolić, aby woda odparowała z patelni, dopóki nie zostaniesz z solą. Jeśli zdecydujesz się na odparowanie wody, jednym ze sposobów na przyspieszenie tego procesu byłoby wlanie słonej wody do dużego, płytkiego pojemnika. Zwiększona powierzchnia zmieniłaby szybkość, z jaką para wodna mogła dostać się do powietrza.
Sól nie zagotowała się z wodą. Jest tak, ponieważ temperatura wrzenia soli jest znacznie wyższa niż temperatura wody. Różnicę między punktami wrzenia można wykorzystać do oczyszczenia wody przez destylację. Podczas destylacji woda gotuje się, ale następnie schładza, aby skropliła się z powrotem z powrotem do wody i mogła zostać zebrana. Wrząca woda oddziela ją od soli i innych związków, takich jak cukier, ale należy ją dokładnie kontrolować, aby oddzielić ją od chemikaliów o niższych lub podobnych temperaturach wrzenia.
Chociaż tę technikę można stosować do oddzielania soli i wody lub cukru i wody, nie oddziela ona soli i cukru od mieszaniny soli, cukru i wody. Czy możesz wymyślić sposób na oddzielenie cukru i soli?
Gotowy na coś trudniejszego? Próbować sól oczyszczająca z soli kamiennej.