Практическая работа № 5. Очистка поваренной соли

Определения и обозначения

Неочищенная поваренная соль — образец соли с примесями, которые требуется отделить. Примесью называют постороннее вещество, попавшее в образец. Это понятие помогает определить, что именно нужно удалить при очистке.

Фильтрование — отделение нерастворимых частиц от жидкости с помощью фильтра. Фильтр пропускает жидкость, но задерживает достаточно крупные твёрдые частицы. Этот способ нужен, чтобы отделить, например, песок от раствора соли.

Выпаривание — удаление растворителя из раствора при нагревании. Вода постепенно переходит в пар, а растворённое вещество остаётся в посуде. Выпаривание используют, когда нужно вернуть растворённую соль в твёрдое состояние.

Кристаллизация — образование кристаллов растворённого вещества при охлаждении или испарении растворителя. Кристалл — твёрдая частица вещества с упорядоченной формой. Кристаллизация позволяет получить соль из раствора после удаления части или всей воды.

Как это устроено

Соль очищают, чтобы отделить её от посторонних веществ и получить более чистый образец. Примеси бывают растворимыми и нерастворимыми: первые способны переходить в раствор вместе с солью, а вторые остаются твёрдыми частицами. Поэтому одной операцией не всегда можно удалить всё лишнее. В этой работе сначала отделяют нерастворимые примеси, а затем получают соль из раствора.

Воду добавляют потому, что поваренная соль в ней растворяется, а песок — нет. Частицы соли распределяются в воде и образуют раствор, который выглядит однородным. Нерастворимый песок остаётся отдельными твёрдыми частицами и может осесть на дно. Так разные свойства компонентов смеси позволяют разделить их без изменения самой соли.

Раствор пропускают через фильтр, чтобы убрать частицы, которые не растворились в воде. Бумажный фильтр складывают и помещают в воронку, а раствор переливают аккуратно, не переполняя фильтр. Песок и другие нерастворимые частицы остаются на его поверхности. Жидкость, прошедшую через фильтр, называют фильтратом; в ней находится растворённая соль.

Чтобы получить соль из фильтрата, воду удаляют выпариванием. При нагревании вода испаряется, поэтому раствор становится более концентрированным, а затем в нём начинают появляться кристаллы соли. Если раствор выпаривают осторожно, часть соли можно увидеть в виде твёрдого остатка. Фильтрование не удаляет растворённую соль, потому что она проходит через поры вместе с водой.

Сначала соль смешивают с водой и перемешивают до растворения, затем пропускают раствор через фильтр. Фильтрат собирают в подходящую посуду и нагревают только по указанию учителя, постоянно наблюдая за процессом. Нельзя наклоняться над нагреваемой посудой или допускать разбрызгивания раствора. После нагревания посуду оставляют остывать и не касаются её руками: кристаллы собирают только после безопасного охлаждения.

Этапы очистки поваренной соли

Таблица показывает не только порядок действий, но и причину каждого этапа. Проследи, где находятся соль и примеси после каждого шага. Если перепутать фильтрование и выпаривание, нерастворимые частицы останутся в конечном образце.

Разбор задач

Задача 1. В образце соли есть песок. Нужно описать, как отделить его от соли. Рассуждаем так: соль растворяется в воде, а песок остаётся твёрдым, поэтому компоненты можно разделить фильтрованием. Важно сначала растворить соль, а не пытаться просеять сухую смесь.

1. Добавить к смеси немного воды и перемешать, чтобы соль растворилась.
2. Пропустить полученную смесь через фильтр: песок останется на нём, а солёная вода пройдёт.
3. Если требуется получить твёрдую соль, выпарить воду из фильтрата по инструкции учителя.

Ответ: растворить соль, отфильтровать песок и при необходимости выпарить воду из фильтрата. Так песок отделяется как нерастворимая примесь.

Задача 2. После фильтрования получен прозрачный раствор соли. Нужно выделить из него соль. Прозрачность показывает, что видимых нерастворимых частиц в жидкости нет, но сама соль в ней растворена. Поэтому фильтрование повторять бессмысленно: соль пройдёт через фильтр вместе с водой.

1. Перелить фильтрат в подходящую для нагревания посуду.
2. Осторожно нагревать его под наблюдением, чтобы вода испарялась.
3. Когда воды станет меньше, соль начнёт оставаться в виде твёрдого остатка или кристаллов; дать посуде остыть.

Ответ: соль выделяют выпариванием воды, а образовавшиеся кристаллы собирают после остывания. Во время нагревания нельзя оставлять раствор без наблюдения.

Задача 3. Ученик смешал соль с песком, растворил смесь в воде, отфильтровал её и выпарил фильтрат. Нужно объяснить назначение каждого действия. Все шаги нужны, потому что соль и песок обладают разной растворимостью, а вода из раствора удаляется отдельным способом. Рассмотрим ход процесса по порядку.

1. При растворении соль переходит в воду, а песок остаётся твёрдым.
2. При фильтровании песок задерживается на фильтре, а раствор соли проходит в сосуд.
3. При выпаривании вода удаляется, поэтому соль остаётся в виде твёрдого вещества или кристаллов.

Ответ: растворение отделяет соль от песка по растворимости, фильтрование удаляет песок, а выпаривание возвращает соль из раствора в твёрдое состояние. Если пропустить фильтрование, песок останется в смеси с солью.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что фильтр задержит растворённую соль. Так думают, потому что соль была твёрдой до добавления воды, но после растворения она проходит через фильтр вместе с водой. Проверь себя: фильтр задерживает нерастворимые частицы, а прозрачный фильтрат всё ещё может содержать растворённое вещество.

Ошибка — выпаривать смесь до фильтрования. При этом вода уйдёт, но песок и другие нерастворимые примеси останутся рядом с солью. Такую последовательность выбирают, если забывают, что выпаривание не отделяет твёрдые частицы от растворённого вещества. Проверь порядок: сначала растворение и фильтрование, затем выпаривание.

Ошибка — слишком сильно нагревать раствор или оставлять его без наблюдения. При резком кипении жидкость может разбрызгаться, а значит, это опасно и может привести к потере образца. Не ускоряй работу за счёт сильного нагрева и выполняй указания учителя. Проверка простая: за нагреваемой посудой постоянно наблюдают.

Ошибка — собирать соль до полного удаления воды или трогать горячую посуду. Влажный образец ещё содержит воду, а нагретая посуда может обжечь. Иногда кажется, что если нагревание закончилось, то посуда уже остыла, но это не так. Дай ей остыть и приступай к сбору кристаллов только безопасным способом.

Связь с другими темами

Перед работой нужно знать, что вещества по-разному растворяются в воде, и понимать, что такое раствор. Раствор состоит из растворителя и растворённого вещества; в этой работе вода служит растворителем, а соль — растворённым веществом. Эти знания помогают предсказать, какие части смеси пройдут через фильтр.

Очистка соли — пример разделения смеси с использованием различий в свойствах её компонентов. Растворимость помогает отделить соль от песка, фильтрование убирает нерастворимые примеси, а выпаривание позволяет получить соль снова. Такие способы пригодятся при изучении получения и очистки чистых веществ.

Что запомнить

• Соль растворяется в воде, а песок — нет.
• Растворение позволяет отделить растворимую соль от нерастворимых примесей.
• При фильтровании твёрдые нерастворимые частицы остаются на фильтре.
• Растворённая соль проходит через фильтр вместе с водой.
• При выпаривании вода удаляется, а соль остаётся.
• Нагревать раствор нужно осторожно и под наблюдением.