Vienas praktinis chemijos pritaikymas yra tas, kad jis gali būti naudojamas padėti atskirti vieną medžiagą nuo kitos. Medžiagos gali būti atskirtos viena nuo kitos dėl to, kad tarp jų yra tam tikrų skirtumų, pavyzdžiui, dydis (atskiriantys akmenis nuo smėlio), medžiagos būklė (skirianti vandenį nuo ledo), tirpumas, elektros krūvis arba lydymosi temperatūra.
Smėlio ir druskos atskyrimas
- Studentai dažnai paprašomi atskirti druską ir smėlį, kad sužinotų apie mišinius ir ištirtų skirtumus tarp medžiagų formų, kurios gali būti naudojamos atskirti mišinio komponentus.
- Trys druskos ir smėlio atskyrimo būdai yra fizinis atskyrimas (gabalėlių paėmimas arba tankio panaudojimas smėliui sukrėsti į viršų), druskos ištirpinimas vandenyje arba druskos išlydymas.
- Tikriausiai lengviausias būdas atskirti dvi medžiagas yra ištirpinti druską vandenyje, supilti skystį nuo smėlio, o po to išgarinti vandenį, kad druska atsistatytų.
Fizinis druskos ir smėlio atskyrimas
Kadangi druska ir smėlis yra kietos medžiagos, galėtumėte gauti padidinamąjį stiklą ir pincetą ir galų gale pasiimti druskos ir smėlio daleles.
Kitas fizinio atskyrimo metodas pagrįstas skirtingo tankio druskos ir smėlio. Druskos tankis yra 2,16 g / cm³, o smėlio - 2,65 g / cm³. Kitaip tariant, smėlis yra šiek tiek sunkesnis už druską. Jei suplaksite druskos ir smėlio keptuvę, smėlis ilgainiui pakils į viršų. Panašus metodas naudojamas auksui formuoti, nes aukso tankis yra didesnis nei daugumos kitų medžiagų ir jis nusėda mišinys.
Druskos ir smėlio atskyrimas naudojant tirpumą
Vienas druskos ir smėlio atskyrimo būdas pagrįstas tirpumu. Jei medžiaga tirpi, ji reiškia, kad jis ištirpsta tirpiklyje. Druska (natrio chloridas arba NaCl) yra joninis junginys kad tirpsta vandenyje. Smėlio (daugiausia silicio dioksido) nėra.
- Į keptuvę supilkite druskos ir smėlio mišinį.
- Įpilkite vandens. Nereikia įpilti daug vandens. Tirpumas yra savybė, kuriai įtakos turi temperatūra, todėl karštame vandenyje ištirpsta daugiau druskos nei šaltame vandenyje. Gerai, jei druska šiuo metu netirpsta.
- Kaitinkite vandenį, kol druska ištirps. Jei pateksite ten, kur verda vanduo, ir dar yra kietos druskos, galite įpilti šiek tiek daugiau vandens.
- Keptuvę nukelkite nuo ugnies ir leiskite jai atvėsti, kol ji bus saugiai tvarkoma.
- Į atskirą indą supilkite druskos vandenį.
- Dabar surinkite smėlį.
- Į tuščią keptuvę supilkite druskos vandenį.
- Šildykite druskos vandenį, kol vanduo užvirs. Toliau virkite, kol vandens nebeliks ir liksite su druska.
Kitas būdas atskirti druskingą vandenį ir smėlį yra išmaišyti smėlį / druskos vandenį ir supilti jį per kavos filtrą, kad užfiksuotų smėlį.
Mišinio komponentų atskyrimas naudojant lydymosi tašką
Kitas mišinio komponentų atskyrimo būdas pagrįstas lydymosi temperatūra. Druskos lydymosi temperatūra yra 1474 ° F (801 ° C), o smėlio lydymosi temperatūra yra 3110 ° F (1710 ° C). Druska ištirpsta žemesnėje temperatūroje nei smėlis. Norint atskirti komponentus, druskos ir smėlio mišinys kaitinamas aukštesnėje nei 801 ° C, bet dar žemesnėje kaip 1710 ° C temperatūroje. Išlydyta druska gali būti pilama, paliekant smėlį. Paprastai tai nėra pats praktiškiausias atskyrimo būdas, nes abi temperatūros yra labai aukštos. Nors surinkta druska būtų gryna, šiek tiek skysto druskos užterštų smėlį, pavyzdžiui, bandydami atskirti smėlį nuo vandens, pilant vandenį.
Pastabos ir klausimai
Atminkite, kad galėjote tiesiog leisti vandeniui išgaruoti iš keptuvės, kol nelikote druskos. Jei būtumėte nusprendę išgarinti vandenį, vienas iš būdų būtų paspartinti procesą - sūraus vandens pilimas į didelį negilų indą. Padidėjęs paviršiaus plotas būtų pasikeitęs greičiu, kuriuo vandens garai galėjo patekti į orą.
Druska neišvirė kartu su vandeniu. Taip yra todėl, kad druskos virimo temperatūra yra daug didesnė nei vandens. Virimo temperatūrų skirtumą galima naudoti norint išvalyti vandenį distiliavimo būdu. Distiliavimo metu vanduo virinamas, bet po to atšaldomas, todėl iš garų jis vėl kondensuojasi į vandenį ir gali būti renkamas. Verdantis vanduo atskiria jį nuo druskos ir kitų junginių, tokių kaip cukrus, tačiau jis turi būti atidžiai kontroliuojamas, kad būtų galima atskirti jį nuo chemikalų, kurių virimo temperatūra yra žemesnė ar panaši.
Nors ši technika gali būti naudojama druskai ir vandeniui atskirti arba cukrui ir vandeniui atskirti, druska ir cukrus nebus atskirti nuo druskos, cukraus ir vandens mišinio. Ar galite sugalvoti būdą atskirti cukrų ir druską?
Pasiruošę kažkam sudėtingesniam? Bandyti išvalyti druską iš akmens druskos.