1. Jak można rozdzielać mieszaniny spotykane w życiu codziennym?

RE03UbkOzqGHN1

Ilustracja przedstawia cztery rysunki z różnymi sposobami rozdzielania mieszanin. Pierwszy, licząc od lewego górnego rogu, przedstawia tradycyjnego poszukiwacza złota płuczącego w rzece złotonośny piasek. Drugi rysunek ilustruje zasadę działania taśmociągu z magnesem do rozdzielania mieszanin substancji stałych z których jedna ma właściwości magnetyczne. Dzięki zastosowaniu mocnego magnesu na samym końcu taśmociągu, spadające z niego kopaliny układają się w dwóch osobnych stertach: na jednej substancja przyciągana przez magnes, a na drugiej pozostałe substancje. Trzeci rysunek przedstawia odcedzanie wody z ugotowanych ziemniaków przez durszlak. Czwarty to z kolei przykład sortowania ręcznego. Na obrazku znajduje się pudełko z pionkami do gry i kostką, a obok te same pionki stoją poukładane równo i według kolorów.

Czy wiesz, że poszukiwaczy złota, podobnych do tych z przekazów historycznych, można nadal spotkać w okolicach Złotoryi? Skrupulatnie przemywając występujące na tym terenie złotonośne piaski, wydobywają oni około po 0,5 kg kruszcu rocznie. Ilość ta jest 100 razy mniejsza niż w XII wieku, gdy nad rzeką Kaczawą wybuchła prawdziwa gorączka złota, a sprowadzeni w to miejsce niemieccy górnicy pozyskiwali do 50 kg żółtego kruszcu rocznie, przepłukując złotonośne piaski odsłaniające się na zboczu doliny Kaczawy lub szukając żył w obrębie twardych skał. Współcześni poszukiwacze podkreślają, że stosowana przez nich metoda jest bardzo prosta, przez co złota szukać mogą nawet dzieci. Polega ona na tym, że trzyma się miskę równo z taflą wody, zamieniając piach w zawiesinę. Potem okrężnymi ruchami należy pozbyć się go z naczynia, pilnując jednocześnie, żeby nie stracić ciężkich drobinek złota, które powinny osiąść na dnie naczynia. Ta pozornie łatwa czynność wymaga jednak doświadczenia, wystarczy jeden nieuważny ruch i można pożegnać się z marzeniami o złotych okruchach. Najwięcej drobin złota znajduje się w miejscach, gdzie rzeka meandruje, a jednocześnie na dnie nie ma zbyt wielu niesionych przez nurt fragmentów skał.
Przed rozpoczęciem kariery poszukiwacza złota trzeba zaopatrzyć się w wodery i miskę do płukania. Profesjonaliści używają płuczni, którą wstawia się w nurt rzeki – w jej przegrodach osadzają się cięższe drobiny, które potem przepłukuje się w misce.

RiQnnXG60VYiQ1

Ilustracja przedstawia cztery zdjęcia związane z poszukiwaniem złota. Dwa górne zdjęcia przedstawiają w zbliżeniu przyrządy do poszukiwania złota: płaską miskę do płukania o ściankach ukształtowanych w schodki oraz płucznię, czyli metalowe podłużne korytko montowane w nurcie rzeki pełniące podobną rolę, jak miska. Poniżej widoczne są dwa zdjęcia. Lewe przedstawia czarnoskórego mężczyznę wydobywającego z dziury w ziemi zawieszony na sznurze worek z kopalinami. Podpis obok tego zdjęcia głosi: Poszukiwanie złota jest źródłem utrzymania wielu ludzi między innymi w krajach Afryki. Zdjęcie po prawej stronie przedstawia zawody w płukaniu złota. Szereg umieszczonych obok siebie ponumerowanych stanowisk wypełnionych jest mętną wodą. W każdym stoi jeden zawodnik pochylony z misą, obok ma wiadro i inne narzędzia. Podpis głosi: Swoich sił w poszukiwaniu tego cennego kruszcu można spróbować także w naszym kraju. Mistrzostwa Polski w płukaniu złota odbywają się co roku w Złotoryi.

Oczyszczalnia ścieków – w jaki sposób można rozdzielić niektóre mieszaniny?

Rx6tSKJUni38y1

Ogólny widok oczyszczalni ścieków Przy omawianiu podświetlają się wymieniane elementy. Tu najpierw podświetla się na schemacie ogólnym pierwszy element (kraty i sita), a następnie pojawiają się ich zdjęcia na pierwszym planie. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Na schemacie ogólnym podświetla się kolejny element - piaskownik. Następnie na pierwszym planie pojawiają się zdjęcia piaskownika. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Na schemacie ogólnym podświetla się kolejny element osadnik wstępny. Następnie na pierwszym planie pojawiają się zdjęcia osadnika wstępnego. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Powrót do schematu ogólnego podświetla się kolejny element – komora osadu czynnego. Pojawia się zdjęcie komory osadu czynnego. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Powrót do schematu ogólnego podświetla się kolejny element – osadnik wtórny. Pojawia się zdjęcie osadnika wtórnego. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Powrót do schematu ogólnego podświetla się kolejny element – komora fermentacji. Pojawia się zdjęcie zbiornika metanu lub komory ferementacyjnej .Po chwili powrót do schematu ogólnego. Powrót do schematu ogólnego podświetla się woda, która płynie przez wszystkie etapy i wpływa do rzeki.

Ogólny widok oczyszczalni ścieków Przy omawianiu podświetlają się wymieniane elementy. Tu najpierw podświetla się na schemacie ogólnym pierwszy element (kraty i sita), a następnie pojawiają się ich zdjęcia na pierwszym planie. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Na schemacie ogólnym podświetla się kolejny element - piaskownik. Następnie na pierwszym planie pojawiają się zdjęcia piaskownika. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Na schemacie ogólnym podświetla się kolejny element osadnik wstępny. Następnie na pierwszym planie pojawiają się zdjęcia osadnika wstępnego. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Powrót do schematu ogólnego podświetla się kolejny element – komora osadu czynnego. Pojawia się zdjęcie komory osadu czynnego. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Powrót do schematu ogólnego podświetla się kolejny element – osadnik wtórny. Pojawia się zdjęcie osadnika wtórnego. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Powrót do schematu ogólnego podświetla się kolejny element – komora fermentacji. Pojawia się zdjęcie zbiornika metanu lub komory ferementacyjnej .Po chwili powrót do schematu ogólnego. Powrót do schematu ogólnego podświetla się woda, która płynie przez wszystkie etapy i wpływa do rzeki.

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl

Ogólny widok oczyszczalni ścieków Przy omawianiu podświetlają się wymieniane elementy. Tu najpierw podświetla się na schemacie ogólnym pierwszy element (kraty i sita), a następnie pojawiają się ich zdjęcia na pierwszym planie. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Na schemacie ogólnym podświetla się kolejny element - piaskownik. Następnie na pierwszym planie pojawiają się zdjęcia piaskownika. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Na schemacie ogólnym podświetla się kolejny element osadnik wstępny. Następnie na pierwszym planie pojawiają się zdjęcia osadnika wstępnego. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Powrót do schematu ogólnego podświetla się kolejny element – komora osadu czynnego. Pojawia się zdjęcie komory osadu czynnego. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Powrót do schematu ogólnego podświetla się kolejny element – osadnik wtórny. Pojawia się zdjęcie osadnika wtórnego. Po chwili powrót do schematu ogólnego. Powrót do schematu ogólnego podświetla się kolejny element – komora fermentacji. Pojawia się zdjęcie zbiornika metanu lub komory ferementacyjnej .Po chwili powrót do schematu ogólnego. Powrót do schematu ogólnego podświetla się woda, która płynie przez wszystkie etapy i wpływa do rzeki.

2. W jaki sposób można rozdzielić mieszaniny niejednorodne?

W celu zaplanowania metody rozdzielania mieszaniny należy przeanalizować właściwości jej składników i wykorzystać te, którymi się różnią. Metody mechaniczne (rozdzielanie mechanicznerozdzielanie mechanicznerozdzielanie mechaniczne) pozwalają rozdzielić składniki tworzące mieszaninę niejednorodną. Metody te wykorzystują różnice:

• wyglądu (np. sortowanie ręczne, przy użyciu sita – sól i pieprz);

• właściwości magnetycznych (przy użyciu magnesu – siarka i żelazo);

• różnic w rozpuszczalności (np. w wodzie – kreda i sól, woda, olej).

RQX5HhXgoTQS71

Sortowanie

Sortowanie

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl

Sortowanie

W jaki sposób rozdzielić mieszaninę niejednorodną wody i piasku?

RGY7GbpiNVlFu1

Rysunek przedstawia naczynie z płynem opisaną jako Mieszanina ciało stałe + ciecz, a obok aparaturę do odsączania. Ta druga składa się z drugiego, większego naczynia nad którym zawieszony jest lejek. W kielichu lejka rozłożony jest filtr zwany w terminologii chemicznej sączkiem.

Rp4Q0hCtl2opi1

Rysunek przedstawia proces przepuszczania rozdzielanej mieszaniny przez lejek z sączkiem. Mieszanina ze zlewki przelewana jest do lejka po szklanej pałeczce, czyli tak zwanej bagietce w celu zapewnienia powolnego, jednostajnego strumienia. Z sączka przez szyjkę lejka do większego naczynia przelewają się krople przezroczystego płynu.

RtEzWobPfvPJv1

Rysunek przedstawia zestaw do odsączania po przeprowadzeniu całego procesu. Naczynie, w którym na początku była mieszanina, jest puste. W dużym naczyniu pod lejkiem znajduje się przezroczysta ciecz opisana w schemacie jako przesącz. W lejku na dnie sączka znajduje się ciemna substancja odzyskana z mieszaniny opisana jako ciało stałe.

W jaki sposób wykorzystać siłę ciężkości do rozdzielenia mieszaniny wody i piasku?

R18yateJLFriS1

Rysunek przedstawia poszczególne etapy procesu sedymentacji, używanego do rozdzielania mieszanin niejednorodnych. Na pierwszym od lewej z sześciu rysunków do zlewki zawierającej piasek wlewana jest z drugiej zlewki woda. Drugi rysunek zawiera zlewkę z jednorodną mieszaniną wody i piasku, co jest punktem wyjścia dla procesu sedymentacji. W miarę upływu czasu, co ilustrują kolejne cztery rysunki, nierozpuszczalny w wodzie piasek opada na dno, pozostawiając nad sobą czystą wodę. Ostatni z sześciu rysunków, pierwszy od prawej przedstawia zlewkę, w której piasek i woda tworzą wyraźne warstwy.

W jaki sposób zlać ciecz znad osadu?

R9kpH4rCGGfYj1

Rysunek przedstawia sposób przeprowadzania dekantacji, czyli zlewania cieczy znad jej osadu. Po lewej stronie znajduje się początkowy etap procesu. Do dużej zlewki stojącej na stabilnym podłożu po szklanej bagietce zlewana jest ciecz z mniejszej zlewki, w której wymieszane substancje tworzą dwie wyraźne warstwy, z osadem na dnie naczynia. Po prawej stronie przedstawiono końcowy etap procesu, gdzie ciecz z większości znajduje się w dolnej zlewce, a w górnej zlewce pozostała substancja stała, czyli osad.

Mieszaninę niejednorodną można rozdzielić przez:

• filtrowanie (sączenie) – substancje stałe zostają zatrzymane na sicie, sączku lub filtrze; proces ten można zaobserwować, odcedzając na sitku makaron;

• sedymentację – opadanie substancji stałych pod wpływem siły ciężkości; wykorzystywana jest w oczyszczalniach ścieków;

• dekantacjędekantacjadekantację – zlewanie cieczy znad osadu; proces ten można zaobserwować podczas odcedzania ziemniaków po ugotowaniu, zlewania herbaty znad zaparzonych liści lub kawy znad fusów.

Mieszaninę niejednorodną, której składniki różnią się gęstością i tworzą wyraźną granicę pomiędzy fazami, można rozdzielić, stosując urządzenie zwane rozdzielaczemrozdzielaczrozdzielaczem. Przykładem mieszaniny niejednorodnej może być woda z olejem.

RDsKuWf0l39eN1

Rysunek przedstawia przezroczysty dzbanek z pokrywką i dzióbkiem służący do oddzielania tłuszczu od sosu, zupy lub wywaru z mięsa. Nasada dzióbka, czyli punkt w którym łączy się on z dzbankiem znajduje się nisko, bo tuż nad dnem naczynia, przez co jeśli tylko poziom płynu jest odpowiednio wysoki, to górna warstwa mieszaniny nawet po przechyleniu pozostaje w dzbanku i możliwe jest zlanie samej dolnej warstwy.

Rozdzielanie mieszaniny wody i oleju

Doświadczenie 4

Problem badawczy

W jaki sposób rozdzielić mieszaninę niejednorodną wody i oleju? Jak wybrać właściwy sposób rozdzielania mieszanin?

Hipoteza

Mieszaninę niejednorodną można rozdzielić, wykorzystując różnice we właściwościach jej składników.

Co będzie potrzebne

• woda,

• olej,

• rozdzielacz,

• zlewka.

Instrukcja

1. Do zlewki z wodą dodaj olej roślinny.

2. Mieszaninę przelej do rozdzielacza.

3. Poczekaj na utworzenie się dwóch warstw.

4. Otwórz kranik i zlej do zlewki ciecz tworzącą dolną warstwę.

Podsumowanie

Po dodaniu do wody oleju roślinnego utworzyły się dwie warstwy z widoczną granicą między nimi. Ta właściwość pozwoliła na zlanie dolnej warstwy (wody) do podstawionej zlewki. Olej pozostaje w rozdzielaczu lub ewentualnie może zostać przelany do drugiej zlewki.
Mieszanina wody i oleju jadalnego to mieszanina niejednorodna. Można ją rozdzielić za pomocą rozdzielacza, ponieważ olej nie rozpuszcza się w wodzie.

R1W03kPEVy8zn1

Ujęcie rozdzielacza, szklanego przyrządu laboratoryjnego mającego kształt odwróconej kropli z otworami u góry i u dołu. Dolny otwór wylotowy zaopatrzony jest w szklany zawór, natomiast górny w szklany korek. W rozdzielaczu znajduje się dwuwarstwowy płyn, mieszanina wody z olejem, w której doszło już do rozdzielenia warstw na wodę znajdującą się u dołu i olej wypełniający górną część naczynia. Zmiana na szerokie ujęcie rozdzielacza zamocowanego do statywu z podstawioną pod jego wylot zlewką. Otwarcie zaworu powoduje wypełnienie zlewki wodą. Olej pozostaje w rozdzielaczu wraz z resztką wody.

Ujęcie rozdzielacza, szklanego przyrządu laboratoryjnego mającego kształt odwróconej kropli z otworami u góry i u dołu. Dolny otwór wylotowy zaopatrzony jest w szklany zawór, natomiast górny w szklany korek. W rozdzielaczu znajduje się dwuwarstwowy płyn, mieszanina wody z olejem, w której doszło już do rozdzielenia warstw na wodę znajdującą się u dołu i olej wypełniający górną część naczynia. Zmiana na szerokie ujęcie rozdzielacza zamocowanego do statywu z podstawioną pod jego wylot zlewką. Otwarcie zaworu powoduje wypełnienie zlewki wodą. Olej pozostaje w rozdzielaczu wraz z resztką wody.

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl

Ujęcie rozdzielacza, szklanego przyrządu laboratoryjnego mającego kształt odwróconej kropli z otworami u góry i u dołu. Dolny otwór wylotowy zaopatrzony jest w szklany zawór, natomiast górny w szklany korek. W rozdzielaczu znajduje się dwuwarstwowy płyn, mieszanina wody z olejem, w której doszło już do rozdzielenia warstw na wodę znajdującą się u dołu i olej wypełniający górną część naczynia. Zmiana na szerokie ujęcie rozdzielacza zamocowanego do statywu z podstawioną pod jego wylot zlewką. Otwarcie zaworu powoduje wypełnienie zlewki wodą. Olej pozostaje w rozdzielaczu wraz z resztką wody.

Ciekawostka

Rozdzielanie mieszanin niejednorodnych. Metoda wirowania
Odwirowywanie odbywa się w wirówkach. W wyniku oddziaływania siły odśrodkowej zawiesina (np. kredy w wodzie) zostaje przemieszczona w kierunku dna naczynia, gdzie gromadzi się w postaci osadu, który można oddzielić przez zlanie cieczy. Technika ta wykorzystywana jest m.in. do określania zawartości środków dopingujących w próbkach krwi sportowców.

RAGzxGSECr2441

Ilustracja przedstawia wirówkę laboratoryjną, mającą postać szerszego u nasady cylindra, który w górnej części ma dwa ramiona służące do mocowania probówek pod kątem około 60 stopni do poziomu. Rysunek ma zaznaczoną oś obrotu ramion z probówkami, który odbywa się poziomo i zgodnie z ruchem wskazówek zegara patrząc od góry. Po prawej strony rysunku wirówki znajdują się rysunki dwóch probówek. Pierwsza, opisana jako Próbka przed wirowaniem zawiera płyn z widocznymi drobinkami białej zawiesiny w całej jego objętości. Druga, opisana jako próbka po wirowaniu zawiera czysty płyn z białym osadem zebranym na dnie.

*Rozdzielania zawiesin i emulsji wykonuje się przez wprawienie ich w szybki ruch obrotowy, którego stałe przyspieszenie znacznie przekracza przyspieszenie ziemskie, wielokrotnie zwiększając szybkość sedymentacji.
Umieszczone w wirówce laboratoryjnej probówki z zawiesiną są obracane z dużą prędkością. Cząstki stałe zostają odrzucone przez siłę odśrodkową na dno probówki, gdzie zbierają się w postaci ubitej warstwy osadu. Po zakończeniu wirowania ciecz znad osadu zlewa się lub odpipetowuje, a resztki cieczy usuwa się paskiem bibuły.

Ciekawostka

Jak powstaje masło? Rozdzielanie przez ubijanie
Większość osób lubi masło, tylko nieliczne spośród nich miały możliwość jego „ubijania”. Masło otrzymuje się drogą mechanicznego ubijania, które powoduje oddzielenie tłuszczów stałych od płynnych składników śmietany. Grudki tłuszczu stają się coraz większe, aż wreszcie odklejają się od płynu, tworząc masło. Pozostałością jest maślanka (płyn mleczny o niskiej zawartości tłuszczu).

RPBKMLFFUsiLM1

Kolaż prezentujący tradycyjny sposób ubijania masła. Widać maselnicę oraz wygarnianie masła już po ubiciu.

3. W jaki sposób można rozdzielić mieszaniny jednorodne?

Mieszaniny jednorodne rozdzielić można przez:

• odparowanieodparowanieodparowanie – ogrzewanie mieszaniny cieczy i rozpuszczonego w niej ciała stałego w celu odparowania cieczy; proces ten jest wykorzystywany podczas przygotowywania powideł, natomiast w krajach o ciepłym klimacie jest skutkiem odparowywania wody morskiej i tworzenia pokładów soli kamiennej;

• krystalizacjękrystalizacjakrystalizację – technika ta pozwala na wydzielenie kryształów substancji stałej z roztworu;

• destylacjędestylacjadestylację.

W jaki sposób rozdzielić mieszaninę jednorodną wody z solą?

RphhRgri9LxPf1

Ilustracja przedstawia proces odparowywania substancji oraz aparaturę laboratoryjną służącą do przeprowadzania tej czynności. Pierwszy obrazek, licząc od lewej strony przedstawia elementy składowe zestawu: palnik nad którym znajduje się stojak z naczyniem opisanym jako parownica. W naczyniu znajduje się substancja opisana jako mieszanina jednorodna ciała stałego i cieczy. Drugi, środkowy obrazek przedstawia ten sam zestaw bez opisów. Palnik jest włączony, z naczynia unoszą się pary ogrzewanej substancji. Ostatni obrazek przedstawia zestaw po zakończeniu procesu. Palnik jest wygaszony, w parowniku na dnie pozostały drobiny opisane jako ciało stałe.

W jaki sposób z mieszaniny pewnej soli z wodą otrzymać niebieskie kryształy?

R1Nx9a0uBYB1O1

Ilustracja zawiera trzy zdjęcia ułożone obok siebie. Na pierwszym znajdują się dwa naczynia, jedno z ciepłą wodą a drugie z niebieskim siarczanem miedzi (II). Drugie zdjęcie prezentuje roztwór CuSO4 w ciepłej wodzie w szerokiej zlewce zwanej krystalizatorem. Trzecie zdjęcie zawiera krystalizator po powolnym odparowaniu wody, w którym znajdują się duże, niebieskie kryształy.

Ciekawostka

Procesy krystalizacji i odparowania w otoczeniu człowieka
Saliny są to płytkie zbiorniki mocno zasolonej wody zlokalizowane w strefie przybrzeżnej mórz lub słonych jezior i oddzielone od nich groblami. W miarę stopniowego odparowywania wody z takiej solanki w regularnych, prostokątnych basenach rosną solne kryształki. Gdy już „dojrzeją”, są zbierane w białe kopce stojące w równych szeregach, skąd wywozi się je, aby później poddać oczyszczaniu i przeróbce.

R2wVmzKEzUmM41

Trzy zdjęcia przedstawiające saliny. Pierwsze od lewej przedstawia miasteczko i same leżące nad nim saliny oglądane ze wzgórza lub nisko lecącego samolotu. Miasteczko zajmuje dolną część kadru, a kwadratowe ułożone w szachownicę saliny ciągną się daleko aż po widoczne na horyzoncie wzgórza. Środkowe zdjęcie przedstawia wielkie saliny widoczne z lotu ptaka, ponownie w porównaniu z nimi obszary budynków są bardzo niewielkie. Saliny znajdują się nad brzegiem morza lub połączonych ze sobą jezior i odznaczają się bajecznymi barwami: czerwone, żółte i brązowe. Na trzecim zdjęciu, po prawej stronie prezentowany jest ciąg salin z bliska. W tej znajdującej się najbliżej pracuje człowiek zbierający sól w podłużny kopiec za pomocą przyrządu przypominającego grabie.

Warzelnia soli – zakład przemysłowy produkujący sól, czyli tzw. warzonkę, przez odparowanie wody z solanki (wodnego roztworu soli kamiennej). Proces ten jest przeprowadzany jest w naczyniach otwartych, nazywanych panwiami. Można też przeprowadzać go w naczyniach zamkniętych pod zmniejszonym ciśnieniem, tj. wyparkach. W Ciechocinku zabytkowa warzelnia soli funkcjonuje w sposób niezmieniony od ponad 170 lat. Wytwarza się tam sól oraz jej pochodne: szlam i ług, które mają właściwości lecznicze.

Mieszaninę jednorodną, której składniki różnią się temperaturą wrzenia, można rozdzielić, stosując technikę zwaną destylacją.

W jaki sposób montuje się zestaw do destylacji?

R12gqg71NdKZ01

Ujęcie prezentuje wnętrze laboratorium z widocznym fragmentem stołu laboratoryjnego. Kolba destylacyjna z mieszaniną jednorodną dwóch lub więcej cieczy różniących się temperaturą wrzenia umieszczona zostaje przez laboranta w czaszy grzejnej, przypominającej wklęsły metalowy piecyk zasilany prądem. Następuje zamontowanie na statywie chłodnicy destylacyjnej z lewej strony podłączonej do kolby w taki sposób, że prawa strona jest wyraźnie niżej od strony lewej. Przyłącze wody chłodnicy zostaje podłączone do źródła wody w sposób zgodny z opisem w komentarzu. Do dolnej, wylotowej końcówki chłodnicy podłączona zostaje i unieruchomiona mała kolba kulista nazwana odbieralnikiem. Następuje ujęcie górnej części zastawu z najwyższym wylotem chłodnicy, do którego laborant wsadza termometr uszczelniany gumowym korkiem. Film kończy szerokie ujęcie całego zmontowanego zestawu.

Ujęcie prezentuje wnętrze laboratorium z widocznym fragmentem stołu laboratoryjnego. Kolba destylacyjna z mieszaniną jednorodną dwóch lub więcej cieczy różniących się temperaturą wrzenia umieszczona zostaje przez laboranta w czaszy grzejnej, przypominającej wklęsły metalowy piecyk zasilany prądem. Następuje zamontowanie na statywie chłodnicy destylacyjnej z lewej strony podłączonej do kolby w taki sposób, że prawa strona jest wyraźnie niżej od strony lewej. Przyłącze wody chłodnicy zostaje podłączone do źródła wody w sposób zgodny z opisem w komentarzu. Do dolnej, wylotowej końcówki chłodnicy podłączona zostaje i unieruchomiona mała kolba kulista nazwana odbieralnikiem. Następuje ujęcie górnej części zastawu z najwyższym wylotem chłodnicy, do którego laborant wsadza termometr uszczelniany gumowym korkiem. Film kończy szerokie ujęcie całego zmontowanego zestawu.

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl

Ujęcie prezentuje wnętrze laboratorium z widocznym fragmentem stołu laboratoryjnego. Kolba destylacyjna z mieszaniną jednorodną dwóch lub więcej cieczy różniących się temperaturą wrzenia umieszczona zostaje przez laboranta w czaszy grzejnej, przypominającej wklęsły metalowy piecyk zasilany prądem. Następuje zamontowanie na statywie chłodnicy destylacyjnej z lewej strony podłączonej do kolby w taki sposób, że prawa strona jest wyraźnie niżej od strony lewej. Przyłącze wody chłodnicy zostaje podłączone do źródła wody w sposób zgodny z opisem w komentarzu. Do dolnej, wylotowej końcówki chłodnicy podłączona zostaje i unieruchomiona mała kolba kulista nazwana odbieralnikiem. Następuje ujęcie górnej części zastawu z najwyższym wylotem chłodnicy, do którego laborant wsadza termometr uszczelniany gumowym korkiem. Film kończy szerokie ujęcie całego zmontowanego zestawu.

W jaki sposób można rozdzielić mieszaninę jednorodną wody z alkoholem?

Rg0QbM8buTkhH1

Ilustracja przedstawia zestaw do destylacji składający się z kolby, chłodnicy wodnej, zlewki, palnika i termometru. Po lewej stronie znajduje się włączony palnik, nad którym na metalowym stojaku położona jest kulista kolba destylacyjna, której szyja rozdziela się na część pionową, w której szlifie znajduje się korek z termometrem oraz poziomą skierowaną w dół, do której podłączono chłodnicę wodną. Koniec wylotowy chłodnicy wyprowadzony jest tuż nad niewielką zlewki pełniącej rolę odbieralnika stojącą na podstawce. Wrząca i parująca substancja znajdująca się w kolbie popisana jest: mieszanina jednorodna dwóch cieczy (woda + alkohol). Cały rysunek nosi podpis: ogrzewanie roztworu wody i etanolu.

R1aHlHv18ZLDw1

Ilustracja przedstawia zestaw do destylacji z włączonym palnikiem. Termometr w kolbie wskazuje temperaturę 78 stopni Celsjusza, zawartość kolby podpisana jest mieszanina jednorodna dwóch cieczy (woda + alkohol), a opary w kolbie i chłodnicy podpisane są jako: opary etanolu. Przy przyłączach wody w kolbie znajdują się strzałki określające kierunek przepływu wody. Dolne przyłącze pełni rolę wlotu, a górne wylotu. Z końca wylotowego chłodnicy do zlewki kapią krople cieczy zbierającej się w zlewce. Płyn ten oznaczony jest jako: etanol. Cały rysunek nosi podpis: temperatura wrzenia etanolu.

ReyeOZLVWE99O1

Ilustracja przedstawia zestaw do destylacji z włączonym palnikiem. Termometr w kolbie wskazuje temperaturę 100 stopni Celsjusza. Przy przyłączach wody w kolbie znajdują się strzałki określające kierunek przepływu wody. Dolne przyłącze pełni rolę wlotu, a górne wylotu. Z końca wylotowego chłodnicy do zlewki kapią krople cieczy zbierającej się w zlewce. Płyn ten oznaczony jest jako: alkohol. Cały rysunek nosi podpis: temperatura wrzenia wody.

4. Ekstrakcja jako metoda rozdzielania mieszanin

EkstrakcjaekstrakcjaEkstrakcja polega na wymywaniu rozpuszczalnikiem pożądanych składników z mieszaniny stałej lub ciekłej oraz następującym potem odparowaniu rozpuszczalnika. Przykładem procesu ekstrakcji w układzie ciało stałe – ciecz jest proces parzenia herbaty lub kawy.
Parzenie kawy w ekspresie jest rodzajem ekstrakcji, w którym rozpuszczalnik (gorącą wodę – ciecz) dodaje się do substancji stałej (ziaren mielonej kawy) w celu rozpuszczenia jednego lub więcej składników.
Zawarte w kawie substancje smakowe dyfundują z ziarna do wody (ekstrahenta).
*Czas ekstrakcji przy przygotowywaniu kawy espresso powinien wynosić około 25 sekund. W tym czasie filiżanka powinna napełnić się ok. 25–30 ml naparu powstałego po przejściu wody przez 7 g (1 porcja) zmielonej kawy.
Gorąca woda zwiększa szybkość rozpuszczania składników, które mają być wyodrębnione. W ekspresie po etapie ekstrakcji zachodzi etap filtracji.

RzbTwxoqfD5Mc1

Ilustracja przedstawia dwa zdjęcia przyrządów działających w oparciu o zjawisko ekstrakcji. Na lewym znajduje się fragment stolika z pustą filiżanką z dwoma zaparzaczkami do wyposażonymi w rączki i wysuwane koszyczki. Na zaparzaczce znajdującej się na pierwszym planie widać, że przygotowywana jest w niej zielona herbata. Zdjęcie z prawej strony przedstawia w zbliżeniu element wylotowy ciśnieniowego ekspresu do kawy przystosowany do napełniania dwóch filiżanek na raz. Pod nim znajdują się dwie małe, właśnie napełniane szklane filiżanki do espresso .

Ciekawostka

Ekstrakcja – produkcja oleju
Ekstrakcja to proces, który wykorzystuje się do wypłukiwania tłuszczów z uprzednio zmiażdżonych roślin rozpuszczalnikami organicznymi. Ekstrakt (otrzymany roztwór) poddaje się destylacji w celu usunięcia rozpuszczalnika, którego można użyć ponownie.
Ekstrakcja jest najczęściej stosowaną metodą pozyskiwania olejów i tłuszczów roślinnych. Niemal wszystkie oleje roślinne, prócz oliwy z oliwek, są otrzymywane w ten sposób, aby później jako oleje rafinowane (w procesie tym usuwane są z oleju substancje, takie jak woda, kwasy oraz substancje białkowe) trafić na sklepowe półki.

R1Bv4O1noG4GT1

Zdjęcie przedstawia siedem butli o zróżnicowanych kształtach wypełnionych olejem lub oliwą stojących na zwierciadlanym podłożu, na białym tle. Intensywne oświetlenie sceny sprawia, że olej jest bardzo jasny i błyszczy jakby był podświetlony. Pomiędzy butlami dla ozdoby ułożono kilka kwiatów bawełny.

ChromatografiachromatografiaChromatografia służy do oczyszczania i identyfikacji substancji. Ta metoda analizy mieszanin jest wykorzystywana w badaniach biologicznych, podczas produkcji leków i w wielu innych dziedzinach. Nazwa chromatografia pochodzi od greckiego chromos oznaczającego „kolor”. Pierwsze zastosowanie tej metody pozwoliło na wydzielenie naturalnych barwników roślinnych, np. zielonego – chlorofilu, żółtego – ksantofilu, pomarańczowego – karotenu.

RvgNtUxR9oNhX1

Fazy rozwijania chromatografu

Ciekawostka

Zastosowanie chromatografii w otoczeniu człowieka
Chromatograf gazowy jest urządzeniem wykorzystywanym w kryminalistyce. Umożliwia on analizę składu chemicznego próbek. Służy do rozdzielania składników mieszanin poprzez wykorzystanie gazów lub lotnych cieczy. Pozwala on np. na wykrycie obecności leków w badanych próbkach włosów, drobinek gleby na garderobie podejrzanego bądź wykrycie śladów użycia broni palnej.

RoK0d5oXJhZqp1

Zdjęcie przedstawiające duże, białe urządzenie stojące w jakimś pomieszczeniu na niskim regale. Urządzeniem tym jest chromatograf gazowy, ma postać dużej skrzyni ze skomplikowanym panelem sterującym z boku. Jej głównym elementem jest piec termostatyczny W górnej części znajduje się jeden z ważnych elementów badawczych, kolumna, służący rozdzielaniu badanej substancji z wykorzystaniem gazów oraz inne elementy konstrukcji.

Podsumowanie

• Mieszaniny można rozdzielić przy użyciu różnych technik.

• Metody rozdzielania zależą od rodzaju mieszaniny i wykorzystują właściwości jej składników.

• Do metod rozdzielania mieszanin jednorodnych zaliczają się: odparowywanie rozpuszczalnika (np. wody), destylacja, krystalizacja, chromatografia.

• Do metod rozdzielania mieszanin niejednorodnych należą: sedymentacja, dekantacja, sączenie, rozdzielanie mechaniczne, rozdzielanie za pomocą rozdzielacza.

• Przy rozdzielaniu niektórych mieszanin należy zastosować kilka technik. Podczas rozdzielania mieszaniny soli kamiennej i kredy powinniśmy kolejno: rozpuścić mieszaninę w wodzie (sól kamienna się rozpuści), przesączyć (kreda pozostanie na sączku), odparować przesącz (pozostanie sól kamienna).

Słowniczek

Zadania