Условие
Дана смесь из железных опилок, песка и поваренной соли. Предложи порядок её разделения на три чистых вещества и объясни, на различии каких свойств основан каждый шаг. Отдельно ответь, почему нельзя начать с выпаривания.
Что известно и что ищем
- Известно, из чего состоит смесь и что это неоднородная смесь: железо и песок видны по отдельности.
- Известны свойства компонентов: железо притягивается магнитом, песок в воде не растворяется, соль растворяется.
- Ищем последовательность действий, а не один «лучший» способ: порядок шагов диктуется тем, какое свойство мы используем.
Ход решения
- Шаг 1. Начинаем с самого простого различия — магнитного. Железные опилки притягиваются магнитом, а песок и соль нет. Поэтому первым делом магнитом или просеиванием отделяем железо и получаем его как отдельное вещество.
- Шаг 2. Добавляем к оставшейся смеси воду. Соль растворяется, а песок остаётся твёрдыми частицами. Так смесь превращается в неоднородную систему из раствора и песка, которые уже можно различить.
- Шаг 3. Фильтруем. Песок задерживается на фильтре, а раствор соли проходит через него. Получили песок и раствор соли отдельно.
- Шаг 4. Выпариваем раствор. Вода испаряется, а соль остаётся кристаллами. Так возвращаем третий компонент.
- Шаг 5. Объясняем порядок. Каждый следующий шаг возможен только после предыдущего: выпаривание всей исходной смеси сразу дало бы спёкшийся комок из соли и песка, а соль при этом не отделилась бы от песка. Кроме того, каждое действие опирается на различие свойств: магнетизм, растворимость, размер частиц, летучесть воды.
- Шаг 6. Формулируем вывод общим правилом. Смесь разделяют, подбирая для каждого компонента свойство, которым он отличается от остальных; способ разделения выбирают по различию свойств, а не наугад.
Проверь себя
- Ответ: магнитом убираем железо, водой растворяем соль, фильтрованием отделяем песок, выпариванием возвращаем соль.
- Проверка вывода: спросите, изменились ли вещества при разделении. Правильный ответ — нет: железо, песок и соль остались теми же, потому что все приёмы физические. Если бы вещества изменились, это была бы уже химическая реакция, а не разделение смеси.
- Ловушка: считать, что «главное — нагреть». Нагревание здесь работает только на последнем шаге и только потому, что вода испаряется легче, чем соль плавится.
Как объяснить ребёнку
«Разделить смесь — это как разобрать корзину с разными игрушками, только вместо рук у нас свойства веществ. Железо хватается магнитом, соль прячется в воде и ждет, пока её вернут выпариванием, а песок никуда не девается из фильтра. Ошибиться можно только в порядке: если сначала выпаривать, соль с песком схватятся вместе, и разбирать будет нечего».
Тема для отчёта родителю
«Разделение смесей: отстаивание, фильтрование, выпаривание, дистилляция, действие магнитом».
Формулировка задания — наш аналог по теме, а не текст из учебника.