Het scheiden van zout, zaagsel en ijzer wanneer ze met elkaar worden gemengd, is een klassieke wetenschappelijke uitdaging die het scheiden van verschillende materialen vereist. Hoewel de uitdaging in het begin misschien ontmoedigend lijkt, suggereert een zorgvuldige overweging van de materialen ideeën om het probleem aan te pakken. Met name de verschillen tussen de materialen geven aanwijzingen en uiteindelijk een oplossing.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Gebruik een magneet om het strijkijzer te scheiden om zout, zaagsel en ijzer te scheiden. Voeg vervolgens water toe om het zout op te lossen en het zaagsel te laten drijven. Schep, zeef of filter de oplossing om het zaagsel te scheiden. Laat het water verdampen en laat het zout achter.
Definieer de materialen
Overweeg de eigenschappen van elk materiaal. IJzer heeft een hoge dichtheid van 7,87 gram per kubieke centimeter en is magnetisch. Op enkele uitzonderingen na heeft hout een lage dichtheid, lager dan de dichtheid van water, wat betekent dat het zaagsel hoogstwaarschijnlijk in water zal drijven. Ook brandt hout. Zout heeft een gemiddelde dichtheid van 2,17 gram per kubieke centimeter en lost op in water. De zaagseldeeltjes kunnen al dan niet groter zijn dan de zoutkristallen. Het ijzer kan echter een poeder zijn of grotere korrels. Het kennen van de deeltjesgrootte zou een andere mogelijke oplossing kunnen bieden.
Evalueer mogelijke oplossingen
Als de drie materialen voldoende in grootte verschillen, kunnen ze worden gescheiden met behulp van zeven of zeven met openingen van verschillende grootte. Zonder informatie over deeltjesgrootte wordt deze oplossing echter onzeker.
Dichtheid kan ook worden gebruikt om de drie materialen te scheiden. Het schudden van de materialen zou uiteindelijk leiden tot gelaagdheid, waarbij het ijzer zich op de bodem van de container bezinkt, zout de middelste laag vormt en zaagsel opstijgt om de bovenste laag te vormen. Als de zoutdeeltjes echter aanzienlijk kleiner zijn dan de ijzerdeeltjes, kan het zout ruimten tussen de ijzerdeeltjes opvullen, althans in de bovenste ijzerlagen.
Het gebruik van de speciale eigenschappen van elk materiaal suggereert ook oplossingen. Als scheiding het doel is, zonder zorg voor de toestand van de materialen, dan zou het zaagsel kunnen zijn verbrand, waardoor het zout en het ijzer achterblijven, waardoor het zout in water kan worden opgelost en het ijzer achterblijft. Als alternatief kan het ijzer worden verwijderd met behulp van een magneet, waarna water aan het hout- en zoutmengsel wordt toegevoegd. Het zout lost op en het hout drijft, waardoor het overgebleven ijzer zinkt. Als de uitdaging echter het vangen van alle drie de materialen vereist, moet het verbranden van het hout als oplossing worden geëlimineerd.
Selecteer de praktische oplossing
Uitgaande van de veronderstelling dat alle drie de materialen schadevrij moeten worden teruggewonnen, lijkt het gebruik van de bijzondere eigenschappen het meest praktisch. Daarom lijkt het gebruik van dichtheidsverschillen, water en een magneet de meest efficiënte oplossing.
Hoe zout, zaagsel en ijzer te scheiden?
Als de materialen moeten worden teruggewonnen en onbeschadigd, begin dan met het gebruik van een magneet om het strijkijzer op te vangen en te isoleren. Verdeel het mengsel in een pan en trek de magneet door het materiaal, vang het ijzer op en scheid het van het zout en het zaagsel. Herhaal dit totdat de magneet geen ijzer meer vangt. Als het strijkijzer te hard is om van de magneet te verwijderen, sleept u de magneet over de bodem van de container en beweegt u het strijkijzer opzij zonder het strijkijzer rechtstreeks met de magneet aan te raken.
Plaats het resterende mengsel in een bak die groot genoeg is om de materialen te bevatten en met ruimte om water toe te voegen. Voeg water toe om het mengsel te bedekken en roer voorzichtig. Zorg ervoor dat je helemaal tot de bodem van de container roert. Terwijl het roeren doorgaat, zal het resterende ijzer naar de bodem van de container zakken. Het zout lost op in het water en het zaagsel gaat drijven.
Schud het zaagsel voorzichtig af en leg het opzij om te drogen. Gebruik anders een zeef of filtreerpapier om het zaagsel op te vangen.
Giet het water in een ondiepe pan. Laat het water op natuurlijke wijze verdampen of verwarm zachtjes om het verdampingsproces te versnellen. Het zout blijft achter.
Opmerking: als er nog ijzer in de pot zit, zorg er dan voor dat het strijkijzer volledig droog is voordat u het toevoegt aan het eerder gescheiden strijkijzer. Eventueel achtergebleven water kan ervoor zorgen dat het strijkijzer gaat roesten.
Verder kijken dan de uitdaging
Voor degenen die graag een stap verder gaan dan de uitdaging, kan de massa van de materialen worden gemeten om de methodologie te controleren. Meet de massa van het totale mengsel voordat u het mengsel gaat scheiden. Meet na het scheiden en drogen van alle materialen de massa van elk materiaal. Voeg de drie massa's samen. Het totaal zou gelijk moeten zijn aan de initiële massa als alle materialen tijdens het scheidingsproces zouden worden teruggevangen.