یکی از کاربردهای عملی شیمی این است که می توان از آن برای جداسازی یک ماده از ماده دیگر استفاده کرد. دلایل جداسازی مواد می تواند به تفاوت هایی مانند اندازه (جداسازی سنگ ها از شن)، حالت ماده (جداسازی آب از یخ)، قابلیت حل، بار الکتریکی یا نقطه ذوب مربوط باشد. در ادامه به توضیح چگونگی جداسازی نمک و شن به چند روش می پردازیم.

چگونه نمک و شن را جدا کنیم

• معمولاً از دانش آموزان خواسته می شود که نمک و شن را جدا کنند تا با ترکیب ها آشنا شوند و تفاوت های اشکال ماده که می تواند برای جداسازی اجزای ترکیب استفاده شود، را بررسی کنند.
• سه روش که برای جداسازی نمک و شن استفاده می شود عبارتند از جداسازی فیزیکی (انتخاب قطعات یا استفاده از چگالی برای هدایت شن به سمت بالا)، حل کردن نمک در آب، یا ذوب کردن نمک.
• به احتمال زیاد، ساده ترین روش برای جداسازی این دو ماده حل کردن نمک در آب، ریختن مایع دور از شن و سپس تبخیر آب برای بازیابی نمک است.

جداسازی فیزیکی نمک و شن

از آنجا که هم نمک و هم شن جامد هستند، می توانید از یک ذره بین و موچین استفاده کنید و در نهایت ذرات نمک و شن را انتخاب کنید.

روش دیگری برای جداسازی فیزیکی بر اساس چگالی های متفاوت نمک و شن است. چگالی نمک 2.16 گرم بر سانتی متر مکعب و چگالی شن 2.65 گرم بر سانتی متر مکعب است. به عبارتی، شن کمی سنگین تر از نمک است. اگر یک تابه حاوی نمک و شن را تکان دهید، در نهایت نمک به سمت بالا می رود. روش مشابهی برای جداسازی طلا استفاده می شود، زیرا طلا چگالی بالاتری نسبت به بیشتر مواد دیگر دارد و در یک ترکیب فرو می رود.

چگونه نمک و شن را با استفاده از قابلیت حل جدا کنیم

یکی از روش های جداسازی نمک و شن بر اساس قابلیت حل است. اگر یک ماده قابل حل باشد، به این معناست که در یک حلال حل می شود. نمک (کلرید سدیم یا NaCl) یک ترکیب یونی است که در آب حل می شود. شن (عمدتاً دی اکسید سیلیکون) این گونه نیست.

1. مخلوط نمک و شن را در یک تابه بریزید.
2. آب اضافه کنید. نیازی به افزودن مقدار زیادی آب نیست. قابلیت حل یک ویژگی است که تحت تأثیر دما قرار دارد، بنابراین نمک بیشتری در آب گرم حل می شود تا در آب سرد. اگر نمک در این مرحله حل نشود، اشکالی ندارد.
3. آب را گرم کنید تا نمک حل شود. اگر به جایی برسید که آب در حال جوشیدن است و هنوز نمک جامد وجود دارد، می توانید کمی آب بیشتر اضافه کنید.
4. تابه را از حرارت خارج کنید و اجازه دهید تا خنک شود تا ایمن برای دست زدن باشد.
5. آب نمک را در یک ظرف جداگانه بریزید.
6. حالا شن را جمع آوری کنید.
7. آب نمک را به تابه خالی برگردانید.
8. آب نمک را تا زمانی که آب به جوش بیاید گرم کنید. ادامه دهید تا آب تمام شود و فقط نمک باقی بماند.

روش دیگری که می توانید برای جداسازی آب نمک و شن استفاده کنید، هم زدن آب نمک/شن و ریختن آن از طریق یک فیلتر قهوه برای جمع آوری شن است.

چگونه نمک و شن را با استفاده از نقطه ذوب جدا کنیم

یکی دیگر از روش ها برای تفکیک اجزای یک مخلوط بر اساس نقطه ذوب است. نقطه ذوب نمک ۱۴۷۴ درجه فارنهایت (۸۰۱ درجه سانتی گراد) است، در حالی که نقطه ذوب شن ۳۱۱۰ درجه فارنهایت (۱۷۱۰ درجه سانتی گراد) می باشد. نمک در دمای پایین تری از شن ذوب می شود. برای تفکیک این اجزا، مخلوط نمک و شن را بالای ۸۰۱ درجه سانتی گراد و پایین تر از ۱۷۱۰ درجه سانتی گراد گرم می کنند. نمک ذوب شده را می توان تخلیه کرد و شن باقی می ماند. معمولاً، این روش جدا کردن، عملی ترین نیست زیرا هر دو دما بسیار بالا هستند. در حالی که نمک جمع آوری شده خالص خواهد بود، برخی از نمک مایع ممکن است شن را آلوده کند، مانند تلاش برای جدا کردن شن از آب با تخلیه آب.

نکات و سوالات

شما می توانید به سادگی بگذارید آب از ظرف تبخیر شود تا نمک باقی بماند. اگر تصمیم به تبخیر آب داشتید، یکی از روش هایی که می توانستید فرآیند را تسریع کنید، ریختن آب نمک به یک ظرف بزرگ و کم عمق بود. افزایش سطح نتیجه می داد در نرخ تبادل بخار آب که می توانست به هوا وارد شود.

نمک با آب نمی جوشد؛ زیرا نقطه جوش نمک بسیار بالاتر از آب است. تفاوت بین نقاط جوش می تواند برای تصفیه آب از طریق تقطیر استفاده شود. در تقطیر، آب جوشیده می شود، اما سپس خنک می شود تا بخار دوباره به آب تبدیل شده و جمع آوری شود. جوشاندن آب آن را از نمک و سایر ترکیباتی مانند شکر جدا می کند، اما باید به طور دقیق کنترل شود تا از مواد شیمیایی با نقاط جوش پایین تر یا مشابه جدا شود.

در حالی که این تکنیک می تواند برای جدا کردن نمک و آب یا شکر و آب استفاده شود، نمی تواند نمک و شکر را از مخلوطی که شامل نمک، شکر و آب است جدا کند. آیا می توانید راهی برای جداسازی شکر و نمک فکر کنید؟

آماده چالش های بیشتر هستید؟ سعی کنید نمک را از نمک سنگی تصفیه کنید.