Oddělování soli, pilin a železa, když jsou smíchány dohromady, je klasickou vědeckou výzvou, která vyžaduje oddělování různých materiálů. I když se výzva může na první pohled zdát skličující, pečlivé zvážení materiálů naznačuje nápady, jak problém zaútočit. Zejména rozdíly mezi materiály poskytují vodítka a nakonec řešení.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
K oddělení soli, pilin a železa použijte žehličku pomocí magnetu. Poté přidejte vodu, aby se sůl rozpustila, a piliny vyplujte. Oddělte, prosívejte nebo filtrujte, abyste oddělili piliny. Nechte vodu odpařit a nechte sůl.
Definujte materiály
Zvažte vlastnosti každého materiálu. Železo má vysokou hustotu 7,87 gramů na centimetr krychlový a je magnetické. Až na vzácné výjimky má dřevo nízkou hustotu, nižší než hustotu vody, což znamená, že piliny budou pravděpodobně plavat ve vodě. Také hoří dřevo. Sůl má střední hustotu 2,17 gramů na centimetr krychlový a rozpouští se ve vodě. Částice pilin mohou nebo nemusí být větší než krystaly soli. Žehličkou však může být prášek nebo větší pelety. Znalost velikosti částic může nabídnout další možné řešení.
Vyhodnoťte možná řešení
Pokud se tyto tři materiály dostatečně liší velikostí, lze je oddělit pomocí sít nebo sít s otvory různých velikostí. Bez informací o velikosti částic se však toto řešení stává nejistým.
Hustotu lze také použít k oddělení tří materiálů. Třepání s materiály by nakonec způsobilo vrstvení, přičemž železo by se usazovalo na dně nádoby, střední vrstva by tvořila sůl a stoupající piliny by vytvářely horní vrstvu. Pokud jsou částice soli výrazně menší než částice železa, může sůl vyplňovat mezery mezi částicemi železa, alespoň v horních vrstvách železa.
Použití speciálních vlastností každého materiálu také navrhuje řešení. Pokud je cílem oddělení, bez obav o stav materiálů, pak by to mohly být piliny vyhořel a zanechal sůl a železo, což umožňuje, aby se sůl rozpustila ve vodě a zanechala železo. Alternativně lze železo odstranit pomocí magnetu a poté přidat vodu do směsi dřeva a soli. Sůl se rozpustí a dřevo se vznáší a zbývající železo nechává klesnout. Pokud výzva vyžaduje zachycení všech tří materiálů, je třeba jako řešení vyloučit spalování dřeva.
Vyberte praktické řešení
Na základě předpokladu, že všechny tři materiály musí být regenerovány bez poškození, se použití speciálních vlastností jeví jako nejpraktičtější. Proto se při použití rozdílů hustoty zdá nejúčinnějším řešením voda a magnet.
Jak oddělit sůl, piliny a železo
Pokud materiály musí být regenerovány a nepoškozeny, začněte pomocí magnetu k zachycení a izolaci železa. Rozložte směs na pánvi a protáhněte magnet materiálem, zachyťte a oddělte železo od soli a pilin. Opakujte, dokud magnet nezachytí žádné další železo. Pokud je žehlička z magnetu příliš těžká, přetáhněte magnet přes dno nádoby a posuňte žehličku na jednu stranu bez přímého dotyku žehličky s magnetem.
Zbývající směs vložte do nádoby dostatečně velké, aby pojala materiály, a do místnosti přidejte vodu. Přidejte vodu, aby byla směs pokryta, a poté jemně promíchejte. Nezapomeňte ji promíchat až na dno nádoby. Jak míchání pokračuje, veškeré zbývající železo se usadí na dně nádoby. Sůl se rozpustí ve vodě a piliny budou plavat.
Opatrně odřízněte piliny a odložte je stranou, aby uschly. Alternativně použijte k zachycení pilin síto nebo filtrační papír.
Nalijte vodu do mělké pánve. Nechejte vodu přirozeně se odpařit nebo opatrně zahřejte, aby se proces odpařování urychlil. Sůl po sobě zůstala.
Poznámka: Pokud v nádobě zůstane nějaké železo, ujistěte se, že žehlička zcela vysuší, než ji přidáte do dříve oddělené žehličky. Jakákoli zbývající voda může způsobit žehlení železa.
Pohled za výzvu
Pro ty, kteří rádi překonají výzvu, bylo možné změřit hmotnost materiálů, aby si ověřili metodiku. Před oddělením směsi změřte hmotnost celé směsi. Po oddělení a vysušení všech materiálů změřte hmotnost každého materiálu. Přidejte tři hmoty dohromady. Celková hodnota by se měla rovnat počáteční hmotnosti, pokud byly všechny materiály během procesu separace znovu zachyceny.