Χημεία (Β΄ Γυμνασίου) - Βιβλίο Μαθητή (Εμπλουτισμένο)

 

Αλυκή

Αλυκή

2.5 Διαχωρισμός μειγμάτων

Πρώτες σκέψεις: Όλες οι πρώτες ύλες που χρησιμοποιούμε στη βιομηχανία, στο χημικό εργαστήριο και στην καθημερινή ζωή βρίσκονται στη φύση ως μείγματα . Από αυτά λαμβάνουμε τα συστατικά τους άλλοτε με παραδοσιακές και άλλοτε με σύγχρονες μεθόδους. Για παράδειγμα, παίρνουμε το αλάτι από το θαλασσινό νερό με την πανάρχαια τεχνική των αλυκών, ενώ λαμβάνουμε τη βενζίνη από το πετρέλαιο με μια μέθοδο απόσταξης που είναι τεχνολογικά εξελιγμένη.

Μετά τη μελέτη αυτού του κεφαλαίου θα μπορείς:

  1. Να περιγράφεις τη διαδικασία που ακολουθείται κατά το διαχωρισμό των συστατικών ενός μείγματος.
  2. Να επιλέγεις και να εφαρμόζεις την κατάλληλη κατά περίπτωση μέθοδο διαχωρισμού των συστατικών ενός μείγματος.
key εκχύλιση, απόχυση Aπόχυση λάσπης, διήθηση Διήθηση ή φιλτράρισμα μείγματος θείου με νερό, εξάτμιση , απόσταξη, χρωματογραφία, φυγοκέντριση
img13

Παράθυρο στο εργαστήριο 1: Εξάτμιση διαλύματος

  1. Σε ένα ποτήρι ζέσεως Α βάζουμε νερό και το θερμαίνουμε.
  2. Όταν το νερό βράσει, προσθέτουμε φύλλα τσαγιού και διακόπτουμε τη θέρμανση.
  3. Παρατηρούμε ότι το χρώμα του νερού έγινε καστανό.

4. Με προσοχή γέρνουμε το ποτήρι ζέσεως Α και αδειάζουμε ένα μέρος του καστανού υγρού σε ένα άλλο ποτήρι Β, συγκρατώντας τα φύλλα του τσαγιού     με μια γυάλινη ράβδο.
5. Αδειάζουμε το περιεχόμενο του ποτηριού Α σε ένα χωνί με χάρτινο φίλτρο και λαμβάνουμε το υπόλοιπο υγρό σε ένα τρίτο ποτήρι Γ.

εκχύλιση  εκχύλιση  απόχυση απόχυση διήθηση διήθηση 

 

Στην άσκηση αυτή εφαρμόσαμε τρεις τεχνικές διαχωρισμού μειγμάτων:

  • Την εκχύλιση (στάδια 1-3), κατά την οποία κάποιες ουσίες (έγχρωμες, αρωματικές κτλ.) μεταφέρθηκαν από τα φύλλα του τσαγιού στο βραστό νερό, δηλαδή εκχυλίστηκαν.Εκχύλιση τσαγιού
  • Την απόχυση (στάδιο 4), κατά την οποία διαχωρίσαμε το υγρό ρόφημα από τα στερεά φύλλα του τσαγιού.
  • Τη διήθηση ή φιλτράρισμα, (στάδιο 5), κατά την οποία διαχωρίσαμε το υγρό ρόφημα από τα στερεά φύλλα του τσαγιού χρησιμοποιώντας ηθμό (φίλτρο).
img13

Παράθυρο στο εργαστήριο 2: Εξάτμιση διαλύματος Εξάτμιση διαλύματος

  1. Σε ποτήρι ζέσεως βάζουμε λίγο αλατόνερο (περίπου 5 mL).
  2. Τοποθετούμε το ποτήρι πάνω σε πλέγμα και θερμαίνουμε με λύχνο.
  3. Μετά από λίγη ώρα το νερό εξατμίζεται, ενώ στον πυθμένα του ποτηριού σχηματίζεται μία λευκή στερεή ουσία.

       

Στην άσκηση αυτή εφαρμόσαμε την τεχνική της εξάτμισης. Με αυτήν πήραμε ένα στερεό (αλάτι) από ένα υγρό διάλυμα (αλατόνερο).
img13

Παράθυρο στο εργαστήριο 3: Απόσταξη αλατόνερου Απόσταξη αλατόνερου

  1. Στη φιάλη της συσκευής απόσταξης Περιγραφή συσκευής κλασματικής απόσταξης Συναρμολόγηση συσκευής απόσταξηςβάζουμε αλατόνερο και προσθέτουμε μικρή ποσότητα χρωστικής ουσίας.
  2. Θερμαίνουμε τη φιάλη με το λύχνο.
  3. Συλλέγουμε το καθαρό νερό που στάζει από τον ψυκτήρα στο ποτήρι ζέσεως.
  4. Όταν ολοκληρωθεί ο βρασμός, παρατηρούμε ότι στη φιάλη παραμένει στερεό υπόλειμμα.

      

Η διαδικασία που προηγήθηκε ονομάζεται απόσταξη. Κατ’ αυτή διαχωρίζουμε ένα μείγμα στα συστατικά του, επειδή αυτά βράζουν σε διαφορετικές θερμοκρασίες.

 
Αποστακτική συσκευή του ΜεσαίωναΑποστακτική συσκευή του Μεσαίωνα
img13

Παράθυρο στο εργαστήριο 4: Χρωματογραφία Χρωματογραφία χάρτου

  1. Κόβουμε μία λωρίδα από διηθητικό χαρτί.
  2. Κοντά στο ένα άκρο της βάζουμε μια μικρή σταγόνα από μελάνι.
  3. Βάζουμε τη λωρίδα χαρτιού στο εσωτερικό ενός ποτηριού ζέσεως που περιέχει λίγο νερό, έτσι ώστε να βυθίζεται στο νερό η άκρη του χαρτιού αλλά όχι η σταγόνα από μελάνι.
  4. Μετά από λίγη ώρα παρατηρούμε ότι στο χαρτί έχουν δημιουργηθεί έγχρωμες κηλίδες.

Χρωματογραφία

Χρωματογραφία

Τα συστατικά ενός γαλακτώματος διακρίνονται με το μικροσκόπιο, ενώ τα συστατικά ενός διαλύματος δε διακρίνονται.

Στο πείραμα αυτό το νερό διαβρέχει το χαρτί και διαλύει το μελάνι. Το μείγμα (νερό και μελάνι) διέρχεται μέσα από το πορώδες υλικό του διηθητικού χαρτιού. Τα έγχρωμα συστατικά του μελανιού «τρέχουν» με διαφορετική ταχύτητα πάνω στο χαρτί και διαχωρίζονται.

Η μέθοδος αυτή ονομάζεται χρωματογραφία.

Μια άλλη μέθοδος με πολλές τεχνολογικές εφαρμογές είναι η φυγοκέντριση Φυγοκέντριση δείγματος αίματος. Με αυτή διαχωρίζουμε μείγματα μικροσκοπικών στερεών που αιωρούνται μέσα σε υγρά μείγματα σχηματίζοντας «γαλακτώματα». Το γάλα είναι ένα γαλάκτωμα.

Φυγοκέντριση 1  Φυγοκέντριση 2  Φυγοκέντριση 3

Φυγοκέντριση

 

 Για τη φυγοκέντριση χρησιμοποιούμε συσκευές οι οποίες περιστρέφουν με μεγάλη ταχύτητα το μείγμα, οπότε αυτό διαχωρίζεται στα συστατικά του. Έτσι διαχωρίζουμε το λάδι από τις πολτοποιημένες ελιές, το βούτυρο από το γάλα, καθώς και τα συστατικά του αίματος.

Συνοψίζοντας

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ

Στάση για εμπέδωση δυναμική οπτική αναπαράσταση

1. Συμπλήρωσε το σταυρόλεξο: (Στόχοι 1ος και 2ος)

ΟΡΙΖΟΝΤΙΩΣ
2. Ο διαχωρισμός αυτός στηρίζεται στη γρήγορη περιστροφική κίνηση του μείγματος.
10. Και έτσι μετατρέπονται τα υγρά σε αέρια.
12. Μία μέθοδος διαχωρισμού ενός υγρού από αδιάλυτο στερεό.
ΚΑΘΕΤΩΣ
1. Λέγεται και έτσι η μέθοδος για το διαχωρισμό υγρών από αδιάλυτες στερεές ουσίες.
5. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται για την παρασκευή ροφήματος τσαγιού.
9. Χρησιμοποιείται συχνά για το διαχωρισμό χρωστικών ουσιών.
11. Αλλαγή από την υγρή στην αέρια κατάσταση.
13. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για το διαχωρισμό ενός στερεού από το διαλύτη μέσα στον οποίο έχει διαλυθεί.

2. Στο αλάτι που παίρνουμε από τις αλυκές έχει μείνει και αρκετή άμμος . Ποια από τις παρακάτω διαδικασίες είναι η καταλληλότερη για να καθαρίσουμε το αλάτι αυτό και γιατί; (Στόχος 2ος)

α. Διήθηση – διάλυση – εξάτμιση

β. Διάλυση – εξάτμιση – διήθηση

γ. Διήθηση – εξάτμιση – διάλυση

δ. Διάλυση – διήθηση – εξάτμιση

3. Ένας αστυνομικός, για να εξιχνιάσει ένα έγκλημα, πρέπει να μάθει με ποιο από τα δύο διαφορετικά στυλό που βρήκε κατά την έρευνά του γράφτηκε ένα μήνυμα. Ποια ανάλυση νομίζεις ότι πρέπει να κάνει προκειμένου να το διαπιστώσει; (Στόχοι 1ος και 2ος).