Mieszaniny
Co łączy sałatkę owocową i powietrze? Są to mieszaniny. Zdarza się, że bardzo nam zależy, aby rozdzielić zmieszane składniki. Co zrobić, gdy przez pomyłkę do pojemnika z solą dosypiemy ryż?
z czego składają się substancje,
od czego zależą charakterystyczne właściwości substancji.
Wyjaśnisz, czym jest mieszanina.
Odróżnisz substancję złożoną od mieszaniny.
Wskażesz różnice między mieszaniną jednorodną a mieszaniną niejednorodną.
Przedstawisz sposoby rozdzielania mieszanin jednorodnych i mieszanin niejednorodnych.
1. Czym są mieszaniny?
W przyrodzie bardzo rzadko można spotkać pojedyncze substancje. Częściej mamy do czynienia z ich mieszaninami. MieszaninaMieszanina powstaje, gdy zmieszamy ze sobą co najmniej dwie różne substancje.
Mieszaniny mogą zostać utworzone z substancji stałych, cieczy lub gazów. Cząsteczki wchodzące w skład mieszanin nie zmieniają swoich właściwości. Natomiast utworzona przez nie mieszanina może różnić się właściwościami od swoich składników. Jeśli na przykład zmieszamy sól kuchenną i wodę, to otrzymamy mieszaninę, która ma niższą temperaturę topnienia niż czysta woda, ale właściwości składników tej mieszaniny pozostają takie same.
Cecha | Substancja prosta | Substancja złożona | Mieszanina |
Składniki | jeden pierwiastek | jeden związek chemiczny | dwa (lub więcej) pierwiastki lub związki chemiczne |
Określenie właściwości | takie same, jak pierwiastka, który ją tworzy | takie, jak związku chemicznego, ale inne niż pierwiastków tworzących ten związek | możliwość określenia właściwości poszczególnych składników |
Rozdzielanie składników | niemożliwa do rozłożenia na substancje prostsze | możliwość rozdzielenia wyłącznie na drodze reakcji chemicznych (zmieniających właściwości substancji) | możliwość rozdzielenia na składniki metodami fizycznymi (np. zmiana temperatury) |
Przykłady | tlen, wodór, rtęć, złoto | woda, kwarc, dwutlenek węgla, sól kuchenna | herbata, napój owocowy, koktajl mleczny, powietrze, mgła, piana |
2. Rodzaje mieszanin
Czasami, gdy zmieszamy ze sobą dwie substancje, np. wodę i piasek, potrafimy rozróżnić składniki mieszaniny tzw. ,,gołym okiem”. Mamy wtedy do czynienia z mieszaniną niejednorodnąmieszaniną niejednorodną. Widzimy, że piasek powoli opada na dno. Inaczej jest w przypadku zmieszania soli kuchennej z wodą. Sól rozpuszcza się w wodzie i otrzymujemy przejrzystą ciecz. Jeżeli nie jesteśmy w stanie rozróżnić składników mieszaniny, to jest to mieszanina jednorodnamieszanina jednorodna.
Sporządzenie mieszanin jednorodnych i mieszanin niejednorodnych.
woda,
sól kuchenna,
piasek,
pokruszona kreda,
3 łyżeczki,
3 szklanki.
Każdą ze szklanek napełnij do połowy wodą.
Do jednej szklanki nasyp pół łyżeczki piasku i dobrze wymieszaj składniki.
Do drugiej szklanki nasyp pół łyżeczki soli kuchennej. Dobrze wymieszaj składniki.
Do trzeciej szklanki nasyp pół łyżeczki pokruszonej kredy. Dobrze wymieszaj składniki.
Na podstawie obserwacji wskaż, która z powstałych mieszanin jest jednorodna, a która niejednorodna.
W wykonanym doświadczeniu otrzymuje się mieszaniny, które różnią się od siebie. Piasek zmącił wodę i powoli opadł na dno. Cząstki kredy unoszą się w wodzie. Natomiast sól kuchenna rozpuściła się w wodzie i nie widzimy jej. Zatem piasek z wodą oraz kreda z wodą tworzą mieszaniny niejednorodne, zaś sól kuchenna z wodą – mieszaninę jednorodną.
3. Rozdzielanie mieszanin
Składniki wielu mieszanin można rozdzielić. Metodę rozdziału dobiera się na podstawie właściwości składników oraz rodzaju mieszanin. Wyróżnia się metody mechaniczne, fizyczne oraz chemiczne.
Metoda mechaniczna polega na oddzielaniu składników ręcznie lub za pomocą narzędzi. Rozdzielanie mechaniczneRozdzielanie mechaniczne możemy stosować do niejednorodnych mieszanin substancji stałych.
Metoda mechaniczna wykorzystuje różnice:
w wyglądzie (np. sortowanie ręczne, przy użyciu sita – kawałki porcelany i piasek). Proces polega na przykład na wyjmowaniu za pomocą pęsety dużych kawałków substancji albo przesiewaniu mieszaniny przez sito;
we właściwościach magnetycznych (przy użyciu magnesu – siarka i żelazo);
w rozpuszczalności (np. w wodzie – kreda i sól; woda i olej).
Jeśli jeden ze składników mieszaniny jest ciekły, wówczas można zastosować filtracjęfiltrację (sączenie). Polega ona na przesączeniu mieszaniny niejednorodnej przez odpowiedni filtr. Na filtrze pozostaje substancja stała, a ciecz spływa do umieszczonego pod filtrem naczynia. Krystalizacja również ma zastosowanie do rozdzielania mieszanin jednorodnych – polega na wytrąceniu z roztworu przesyconego substancji stałej na skutek obniżenia temperatury.
Trudniej jest oddzielić składniki mieszaniny jednorodnej. Jedną z metod, którą można zastosować dla mieszaniny jednorodnej substancji stałej i cieczy, jest odparowanie. Polega ono na ogrzewaniu mieszaniny, w wyniku czego ciecz, np. woda, zamienia się w parę, a w naczyniu pozostaje substancja stała (w ten sposób uzyskuje się m.in. sól ze słonej wody).
Doświadczenie: Rozdzielanie składników mieszanin.
Problem badawczy: Jak rozdzielić mieszaninę wody, piasku i kamyków oraz wody i kredy?
Hipoteza: Mieszaniny można rozdzielić za pomocą bibuły filtracyjnej.
woda,
piasek,
kilka niewielkich kamyków,
sitko,
kreda,
łyżeczka,
talerz,
4 szklanki,
2 lejki,
bibuła filtracyjna.
Dwie szklanki napełnij do połowy wodą.
Do pierwszej szklanki wsyp płaską łyżeczkę piasku i kilka kamyków, po czym wymieszaj zawartość szklanki.
Do drugiej szklanki nasyp pół łyżeczki pokruszonej kredy. Wymieszaj zawartość.
Odczekaj kilka minut. Przygotuj filtry. W tym celu wytnij z bibuły 2 kółka i złóż je w ten sposób, by otrzymać 1/4 części koła. Filtry umieść w lejkach, zaś lejki – w pustych szklankach.
Przelej przez jeden filtr mieszaninę wody, piasku i kamyków, a przez drugi – mieszaninę wody i kredy.
Składniki pierwszej mieszaniny, które osadziły się na filtrze, rozłóż na bibule i pozostaw na kilka godzin do wyschnięcia.
Osuszone składniki przesiej przez sitko. Pod sitkiem ustaw talerz.
Do wydzielenia drobnych substancji stałych (piasku, sproszkowanej kredy), tworzących mieszaniny z cieczą, służy m.in. filtracja. Większe elementy (kamyki) można z takich mieszanin wyodrębnić na przykład za pomocą sita.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1MySRlmB6eZN
Film prezentuje przykłady mieszanin i metody ich rozdzielania. Lektor omawia wykonywane czynności.
Podobną do odparowania metodą rozdzielania mieszanin jest krystalizacja. W jej wyniku drobiny substancji stałej wytrącają się z mieszaniny i tworzą kryształy, czyli ciała stałe o regularnej budowie.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/R16BwIOSdVGzj
Film prezentuje krystalizację jako metodę rozdzielania mieszaniny jednorodnej.
Inne metody rozdzielania mieszanin to:
Destylacja – jest metodą rozdzielania ciekłych mieszanin. Polega na wykorzystaniu różnic w temperaturach wrzenia poszczególnych składników.
Sedymentacja – pozwala na rozdzielenie ciał stałych od cieczy. Pod wpływem różnicy gęstości cięższe cząstki ciała stałego opadają na dno zbiornika.
Desaturacja – jest procesem pozwalającym na oddzielenie gazu od cieczy. Zachodzi, gdy z roztworu pod wpływem zmiany temperatury wydziela się gaz. Dekantacja – polega na zlewaniu cieczy znad osadu, który pod wpływem sił grawitacji opadł na dno.
4. Więcej, a jednak mniej
Zdarza się, że substancje po zmieszaniu zajmują mniej miejsca niż każda z nich oddzielnie. Dzieje się tak, gdyż drobiny różnych substancji mają inną wielkość. Jeśli się je zmiesza, to mniejsze drobiny wypełniają miejsca między większymi.
Doświadczenie: Zbadanie, jak układają się drobiny w mieszaninie.
Problem badawczy: Jak układają się drobiny w mieszaninie?
Hipoteza: Wszystkie drobiny układają się w ten sam sposób.
2 szklanki,
flamaster,
ziarna fasoli,
nasiona maku,
linijka.
Jedną ze szklanek napełnij do 1/3 wysokości fasolą, a drugą makiem do tej samej wysokości.
Zaznacz flamastrem na każdej ze szklanek poziom, do którego zostały napełnione. Zmierz wysokość od dna szklanki do namalowanej linii.
Przesyp mak do szklanki z fasolą i wstrząśnij szklanką.
Zaznacz flamastrem poziom, do którego sięgnęła mieszanina maku i fasoli. Zmierz linijką odległość od dna do namalowanej linii. Czy odległość ta jest sumą odległości, do jakiej sięgał mak i fasola? Przyjrzyj się powstałej mieszaninie. Co obserwujesz?
Jeśli po wstrząśnięciu mieszanina ma mniejszą objętość, niż łączna objętość składników, to znaczy, że nasiona maku znalazły się między ziarnami fasoli.
a objętość mieszaniny jest mniejsza niż przed wymieszaniem
Podsumowanie
Mieszaniny powstają przez połączenie dwóch lub więcej substancji.
Mieszaniny dzielimy na jednorodne i niejednorodne.
Składników mieszanin jednorodnych nie można odróżnić gołym okiem ani przez lupę, zaś w mieszaninach niejednorodnych możemy wyróżnić poszczególne składniki.
W zależności od właściwości składników tworzących mieszaninę, do ich rozdzielenia stosować można wiele różnych metod, np. w przypadku mieszanin jednorodnych: destylację, filtrację, krystalizację; niejednorodnych: sączenie, zastosowanie rozdzielacza, sedymentację i dekantację, magnes, sito.
Praca domowa
Zaproponuj dwa różne sposoby rozdzielenia mieszaniny cukru i maku. Zastanów się, jakimi właściwościami różnią się składniki i które z tych właściwości można wykorzystać, aby je rozdzielić. Sprawdź w praktyce, która z proponowanych przez ciebie metod jest lepsza i zajmuje mniej czasu.
Słownik
układ złożony przynajmniej z dwóch różnych substancji
mieszanina, której składników nie można rozróżnić, np. powietrze, sok
mieszanina, w której gołym okiem lub za pomocą prostych urządzeń powiększających (np. lupy) można rozróżnić przynajmniej jeden składnik, np. mieszanina piasku i wody
proces przepuszczania mieszaniny niejednorodnej (ciecz + ciało stałe) przez filtr; na filtrze pozostaje ciało stałe, a ciecz spływa do naczynia
rozdzielenie składników mieszanin niejednorodnych za pomocą narzędzi (sita, magnesu itp.)
Zadania
Spośród podanych stwierdzeń wybierz to, które jest prawdziwe.
- W skład mieszaniny jednorodnej wchodzą substancje widoczne gołym okiem.
- W skład mieszaniny niejednorodnej wchodzą substancje widoczne gołym okiem.
- W skład każdej mieszaniny wchodzą tylko dwie substancje.
- W skład mieszaniny nie mogą wchodzić więcej niż dwie substancje.
Pogrupuj, poprzez przeciągnięcie na odpowiednie pola, przykłady mieszanin jednorodnych i niejednorodnych.
zupa jarzynowa, pieprz i sól, lody bakaliowe, mleko, powietrze, herbata, woda i pieprz, galaretka, makaron z twarogiem, sól i woda
| mieszaniny jednorodne | |
|---|---|
| mieszaniny niejednorodne |
Przyporządkuj mieszaninom odpowiedni dla nich sposób rozdzielania.
mieszanina kredy i wody, mieszanina ryżu i soli, mieszanina wody i soli kuchennej
| odparowanie wody | |
| przesiewanie | |
| filtrowanie |