הפרדת מלח, נסורת וברזל כאשר הם מעורבבים יחד הוא אתגר מדעי קלאסי הדורש הפרדה בין חומרים מגוונים. אמנם האתגר עשוי להיראות מרתיע בהתחלה, אך בחינה מדוקדקת של החומרים מציעה רעיונות לתקיפת הבעיה. בפרט, ההבדלים בין החומרים מספקים רמזים ובסופו של דבר, פיתרון.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
כדי להפריד בין מלח, נסורת וברזל, השתמשו במגנט כדי להפריד בין הברזל. לאחר מכן, הוסיפו מים להמסת המלח והצפו את הנסורת. יש לרדת, לסנן או לסנן את התמיסה להפרדת הנסורת. תן למים להתאדות ולהשאיר את המלח מאחור.
הגדר את החומרים
שקול את המאפיינים של כל חומר. לברזל צפיפות גבוהה של 7.87 גרם לסנטימטר מעוקב והוא מגנטי. למעט יוצאי דופן נדירים, עץ הוא בעל צפיפות נמוכה, נמוכה מצפיפות המים, מה שאומר שנסורת ככל הנראה תצוף במים. כמו כן, עץ נשרף. למלח צפיפות ביניים של 2.17 גרם לסנטימטר מעוקב ומתמוסס במים. חלקיקי הנסורת עשויים להיות גדולים יותר מגבישי המלח. הברזל, לעומת זאת, עשוי להיות אבקה או עשוי להיות כדורים גדולים יותר. ידיעת גודל החלקיקים עשויה להציע פיתרון אפשרי אחר.
הערך פתרונות אפשריים
אם שלושת החומרים שונים מספיק בגודלם, ניתן להפריד אותם באמצעות מסננות או מסכים עם פתחים בגודל שונה. ללא מידע על גודל החלקיקים, עם זאת, פיתרון זה הופך להיות לא בטוח.
ניתן להשתמש בצפיפות גם כדי להפריד בין שלושת החומרים. טלטול החומרים יביא בסופו של דבר לשכבות, כאשר הברזל ישקע בתחתית המיכל, מלח יצר את השכבה האמצעית, ונסורת עלתה ליצירת השכבה העליונה. אם חלקיקי המלח קטנים משמעותית מחלקיקי הברזל, עם זאת, המלח עשוי למלא רווחים בין חלקיקי הברזל, לפחות בשכבות הברזל העליונות.
שימוש בתכונות המיוחדות של כל חומר מציע גם פתרונות. אם ההפרדה היא המטרה, ללא חשש למצב החומרים, הרי הנסורת יכולה להיות נשרף, משאיר את המלח והברזל, מה שמאפשר להמסת המלח במים ומשאיר את הברזל. לחלופין ניתן היה להסיר את הברזל באמצעות מגנט ואז להוסיף מים לתערובת העץ והמלח. המלח מתמוסס והעץ צף ומשאיר את כל הברזל שנותר לשקוע. אם האתגר דורש לכידת שלושת החומרים, עם זאת, יש לבטל את שריפת העץ כפתרון.
בחר בפתרון המעשי
בהתבסס על ההנחה שיש להחזיר את כל שלושת החומרים ללא נזק, השימוש בתכונות המיוחדות נראה מעשי ביותר. לכן, שימוש בהבדלי צפיפות, מים ומגנט נראה כפתרון היעיל ביותר.
כיצד להפריד מלח, נסורת וברזל
אם יש לשחזר ולפגוע בחומרים, התחל באמצעות מגנט כדי ללכוד ולבודד את הברזל. מורחים את התערובת בתבנית ושואבים את המגנט דרך החומר, לוכדים ומפרידים את הברזל מהמלח והנסורת. חזור על הפעולה עד שהמגנט לא לוכד עוד ברזל. אם המגהץ קשה מדי להסרה מהמגנט, גרור את המגנט על קרקעית המכולה והעביר את המגהץ לצד אחד מבלי לגעת ישירות במגהץ במגנט.
מניחים את התערובת שנותרה בכלי גדול מספיק כדי להכיל את החומרים ועם מקום להוסיף מים. מוסיפים מים לכיסוי התערובת ואז מערבבים בעדינות. הקפידו לערבב עד לתחתית המיכל. עם המשך הערבול, כל ברזל שנותר יתייצב בתחתית המיכל. המלח יתמוסס במים, והנסורת תצוף.
רזה בזהירות את הנסורת והניח אותה בצד לייבוש. לחלופין, השתמש במסננת או בנייר סינון כדי ללכוד את הנסורת.
יוצקים את המים לתבנית רדודה. תנו למים להתאדות באופן טבעי או לחמם בעדינות כדי להאיץ את תהליך האידוי. המלח נשאר מאחור.
הערה: אם נשאר ברזל בצנצנת, וודא שהמגהץ מתייבש לחלוטין לפני הוספתו למגהץ שהופרד בעבר. כל מים שנותרו עלולים לגרום להחלדת הברזל.
מסתכל מעבר לאתגר
למי שאוהב לחרוג מעבר לאתגר, ניתן למדוד את מסת החומרים כדי לבדוק את המתודולוגיה. לפני הפרדת התערובת יש למדוד את מסת התערובת הכוללת. לאחר ההפרדה והייבוש של כל החומרים, מדדו את המסה של כל חומר. הוסף את שלוש ההמונים יחד. הסך הכל אמור להיות שווה למסה הראשונית אם כל החומרים נלכדו מחדש במהלך תהליך ההפרדה.