Czy można to poćwiczyć w domu?

Kuchnia wystarczy w zupełności. Chromatografia: kropki różnych flamastrów na pasku filtra do kawy, brzeg paska w szklance z wodą — po kwadransie widać, z ilu barwników składa się każdy kolor. Krystalizacja: łyżka soli rozpuszczona w pół szklanki ciepłej wody, spodek na parapet — kryształki pojawią się po dwóch, trzech dniach. Magnes: wyławianie spinaczy z miski ryżu przez kartkę papieru.

Dziecko nie wie, którą metodę wybrać. Jest jakieś pytanie ratunkowe?

Są dwa, zawsze w tej kolejności. Pierwsze: „czym te składniki się różnią?” — bo metoda zawsze wykorzystuje jakąś różnicę właściwości (magnetyczność, rozpuszczalność, temperaturę wrzenia, gęstość). Drugie: „które składniki chcesz zachować?” — bo odparowanie i destylacja rozdzielają ten sam roztwór, ale przy odparowaniu rozpuszczalnik ucieka w powietrze, a destylacja oddaje oba składniki.

Gdzie te metody spotyka się naprawdę?

Wszędzie. Ekspres przelewowy sączy kawę przez filtr, oczyszczalnia ścieków zaczyna od sedymentacji w osadnikach, rafineria destyluje ropę naftową na benzynę i olej napędowy, warzelnia odparowuje solankę, a laboratorium antydopingowe rozdziela próbki chromatografią. Warto pokazać dziecku, że filtr do kawy i rafineria działają na tej samej zasadzie: różnicy właściwości.

Sposoby rozdzielania mieszanin

około 12 minut

W tej lekcji1/10

Katastrofa na półce z przyprawami: do słoika z solą wsypał się piasek, a z warsztatu doleciały opiłki żelaza. Wyrzucić? Nic z tego! Chemik odzyska wszystkie trzy składniki co do ziarenka — a pod koniec tej lekcji zaplanujesz taką akcję ratunkową samodzielnie.

Klucz do wszystkiego: różnica właściwości

Zasada jest jedna. Metodę rozdzielania dobiera się do różnicy właściwości składników — szukamy cechy, którą składniki się różnią, i na niej budujemy rozdzielanie.

składniki różnią się	metoda
właściwościami magnetycznymi	magnes
wielkością cząstek (jeden składnik nierozpuszczony w wodzie)	sączenie
temperaturą wrzenia	odparowanie, destylacja
gęstością (ciecze niemieszające się)	rozdzielacz

Piasek w wodzie: sedymentacja, dekantacja, sączenie

Piasek nie rozpuszcza się w wodzie — z tej jednej różnicy korzystają aż trzy metody.

Roztwór i dwie ciecze

Sól rozpuszczona w wodzie przechodzi przez każdy sączek — tu rozstrzyga temperatura wrzenia. Przy odparowaniu woda ucieka jako para, a sól zostaje i tworzy kryształki (krystalizacja).

Destylacja żyje z tej luki: alkohol wrze, woda jeszcze nie

Woda z alkoholem: alkohol wrze w $78\ ^\circ\text{C}$ , woda w $100\ ^\circ\text{C}$ . Destylacja ogrzewa mieszaninę i skrapla parę w chłodnicy — odzyskujemy oba składniki.

Woda z olejem nie mieszają się: w rozdzielaczu cięższa woda spływa dolnym kranikiem, olej zostaje.

Magnes i domowa chromatografia

Opiłki żelaza wyciągniesz z mieszaniny magnesem — żelazo jest przyciągane, piasek ani siarka nie.

Misja: piasek, sól i opiłki żelaza w jednym słoiku

1
Krok 1: magnes wyciąga żelazo, reszta czeka
Przesuń magnes nad mieszaniną: opiłki żelaza przyskakują do niego, piasek i sól zostają.
$\text{magnes} \to \text{opiłki żelaza}$
2
Krok 2: woda rozdziela to, co się rozpuszcza, od tego, co opada
Wsyp resztę do wody i zamieszaj: sól rozpuszcza się, piasek opada na dno.
$\text{sól} + \text{woda} \to \text{roztwór}$
3
Krok 3: sączek zatrzymuje piasek, roztwór soli przechodzi
Przesącz przez bibułę: piasek zostaje na sączku, roztwór soli przechodzi do zlewki.
$\text{na sączku: piasek}$
4
Cała akcja ratunkowa: trzy różnice właściwości, trzy odzyskane składniki
Odparuj przesącz: woda ucieka jako para, w parownicy krystalizuje czysta sól.
$\text{odparowanie} \to \text{kryształki soli}$
Wskazówka
Trzy składniki, trzy różnice właściwości: magnetyczność, rozpuszczalność, temperatura wrzenia. Każda różnica to jedna metoda.

Wszystkie kroki za Tobą!

Twoja kolej

Sos sałatkowy się rozwarstwił: olej pływa na occie (a ocet to głównie woda). Którą metodą rozdzielisz te dwie ciecze?

Pułapka! Odparowanie to nie destylacja

Źle: „odparuję roztwór soli i będę mieć w rękach obie substancje: sól i wodę”.

Twoja kolej

Chcesz sprawdzić, czy zielony tusz flamastra to jeden barwnik, czy mieszanina kilku. Która metoda to pokaże?

Ściąga do zapamiętania

Jak dobrać metodę rozdzielania mieszaniny?

Szukaj RÓŻNICY właściwości składników. Ciało stałe nierozpuszczalne w cieczy: sedymentacja i dekantacja albo dokładniejsze sączenie. Substancja rozpuszczona: odparowanie i krystalizacja (zachowasz tylko ją) albo destylacja (zachowasz też rozpuszczalnik — wykorzystuje różne temperatury wrzenia). Dwie niemieszające się ciecze: rozdzielacz. Żelazo w mieszaninie: magnes. Mieszanina barwników: chromatografia na bibule.

Dla rodzica

Jak pomóc dziecku w tym temacie?

Czy można to poćwiczyć w domu?: Kuchnia wystarczy w zupełności. Chromatografia: kropki różnych flamastrów na pasku filtra do kawy, brzeg paska w szklance z wodą — po kwadransie widać, z ilu barwników składa się każdy kolor. Krystalizacja: łyżka soli rozpuszczona w pół szklanki ciepłej wody, spodek na parapet — kryształki pojawią się po dwóch, trzech dniach. Magnes: wyławianie spinaczy z miski ryżu przez kartkę papieru.
Dziecko nie wie, którą metodę wybrać. Jest jakieś pytanie ratunkowe?: Są dwa, zawsze w tej kolejności. Pierwsze: „czym te składniki się różnią?” — bo metoda zawsze wykorzystuje jakąś różnicę właściwości (magnetyczność, rozpuszczalność, temperaturę wrzenia, gęstość). Drugie: „które składniki chcesz zachować?” — bo odparowanie i destylacja rozdzielają ten sam roztwór, ale przy odparowaniu rozpuszczalnik ucieka w powietrze, a destylacja oddaje oba składniki.
Gdzie te metody spotyka się naprawdę?: Wszędzie. Ekspres przelewowy sączy kawę przez filtr, oczyszczalnia ścieków zaczyna od sedymentacji w osadnikach, rafineria destyluje ropę naftową na benzynę i olej napędowy, warzelnia odparowuje solankę, a laboratorium antydopingowe rozdziela próbki chromatografią. Warto pokazać dziecku, że filtr do kawy i rafineria działają na tej samej zasadzie: różnicy właściwości.

Sprawdź się!

Woda zmieszana z alkoholem tworzy jednorodny roztwór. Którą metodą odzyskasz OBA składniki?

Mieszanina kredy i wody (kreda nie rozpuszcza się). Którą metodą najlepiej odzyskać i kredę, i wodę?

Które składniki mieszaniny rozdzielisz magnesem?

Kropka czarnego tuszu na pasku bibuły zanurzonym w wodzie rozjechała się w kilka kolorowych plam. Co to oznacza?

Chcesz odzyskać sól rozpuszczoną w wodzie. Sama woda nie jest ci potrzebna. Która metoda jest najprostsza?

Następny temat

Pierwiastki i związki chemiczne. Symbole pierwiastków