Puede separar arena y sal para obtener los componentes o para explorar la química de separación. La separación es un método de purificación basado en diferencias físicas o químicas entre dos o más materiales. Aquí hay cuatro formas de separar la arena y la sal y un vistazo a los principios involucrados. Este es un gran proyecto de ciencias para estudiantes de cualquier grado porque los hace pensar en las propiedades de la materia usando materiales familiares. Pueden aplicar el método científico para probar diferentes métodos de separación.
Separar la arena y la sal Mecánicamente
Los componentes de cualquier mezcla, como la arena y la sal, se separan en función de sus diferencias. Tanto la arena como la sal son sólidos con partículas de tamaño similar. Sin embargo, las partículas se ven diferentes bajo aumento. Un método para separar la arena y la sal es usar pinzas para separar mecánicamente los granos, pieza por pieza. No es un método de separación eficiente, pero funciona.
Separar la arena y la sal por densidad
Puede separar la arena y la sal mucho más rápidamente utilizando las diferentes densidades de las dos sustancias. La densidad de la sal es de 2,16 g / cm3, mientras que la densidad de la arena es de 2,65 g/cm3. Dicho de otra manera, si llenaras un cubo con sal y otro con arena, el de arena pesaría más. La arena es ligeramente más pesada que la sal.
Por lo tanto, si agitas una sartén con arena y sal, la sal subirá a la parte superior de la sartén. Puedes raspar la capa superior de sal para separarla de la arena. El mismo principio se usa para buscar oro. El oro es más pesado que la mayoría de las otras sustancias, por lo que permanece en el fondo de la sartén.
Separar la Arena y la Sal por la Solubilidad
La sal se disuelve en agua, pero la arena no. En otras palabras, la sal es soluble en agua, mientras que la arena no lo es. Por lo tanto, puede usar la diferencia de solubilidad para separar una mezcla de arena y sal. Agregue agua a la mezcla hasta que la sal se disuelva. La solubilidad aumenta con la temperatura, por lo que necesitarás menos agua si está caliente. Una vez que la sal se disuelva, puedes recoger la arena. Una forma de hacerlo es verter la arena y el agua salada a través de un filtro de café o un colador fino. Puedes recuperar la sal hirviendo el agua salada hasta que toda el agua se evapore. Alternativamente, puede verter el agua salada en una sartén y dejar que el agua se evapore lentamente. La gente obtiene sal marina esparciendo agua de mar sobre un área grande y dejando que el sol evapore el agua.
Separar la arena y la Sal por Punto de fusión
La sal (cloruro de sodio) y la arena (dióxido de silicio) tienen diferentes puntos de fusión. El punto de fusión de la sal es de 1474°F (801°C), mientras que el de la arena es de 3110°F (1710°C). Por lo tanto, si aplica calor, la sal se derrite antes que la arena. Puede utilizar la diferencia de punto de fusión para separar una mezcla de arena y sal calentando la mezcla por encima de 801 ° C, pero por debajo de 1710°C. Vierta la sal fundida, dejando la arena. Si bien es posible separar los componentes de la mezcla utilizando el punto de fusión, no es muy práctico. Las altas temperaturas están involucradas y la arena se contaminará con un poco de sal. Cuando viertas la sal líquida, un poco contaminará la arena, como cuando viertes agua de la arena.
Preguntas y respuestas para los estudiantes
Aquí hay algunas preguntas para hacer a los estudiantes para que piensen en cómo funciona la separación:
- ¿Qué método funciona mejor para separar arena y sal? Respuesta: La solubilidad funciona mejor porque no queda arena en el agua salada, mientras que queda muy poca sal en la arena. Si enjuagas la arena restante con agua, puedes hervirla para recuperar la sal restante.
- ¿Algún método recupera el 100% de la sal y la arena de la mezcla? Respuesta: En realidad no. Aunque es lento, recoger partículas individuales de arena y sal probablemente proporcione la mejor separación. Sin embargo, a nivel molecular, probablemente haya un poco de sal en la superficie de la arena. La purificación siempre implica una pequeña pérdida.
- ¿Cómo se puede hacer que la separación mediante la solubilidad sea más eficiente? Respuesta: Use agua hirviendo para disolver la sal y minimizar la cantidad de agua que se necesita. Para recuperar la sal, vierta el agua salada en una capa delgada para aumentar la superficie y acelerar la velocidad de evaporación.
- Usando el método de solubilidad, ¿por qué la sal no se evapora con el agua? Respuesta: El agua tiene una presión de vapor mucho más alta que la sal. El agua también tiene un punto de ebullición mucho más bajo que la sal. El uso de diferentes puntos de ebullición es la base del método de separación llamado destilación.
- ¿Funcionaría alguno de estos métodos para separar la sal y el azúcar? Respuesta: Puedes separarlos usando pinzas con aumento (aunque odiarías tu vida). Los cristales de sal son cúbicos, mientras que los cristales de azúcar son prismas hexagonales. Podrías usar solubilidad. El azúcar se disuelve en alcohol, mientras que la sal no lo hace. Si bien los dos compuestos tienen diferentes puntos de ebullición, debe tener cuidado para evitar quemar el azúcar.