Eksperiment: skeiding van 'n water-sand-sout-mengsel
Filtrasie en distillasie :
Die skeiding van 'n mengsel van
water, sand en sout
JY word gevra om 'n eksperiment te doen om 'n mengsel van water, sand en sout van mekaar te skei. Al drie hierdie stowwe is so deeglik deurmekaar geroer dat dit vir jou lyk na 'n blywende, papperige gemors. Dit klink dalk vir jou onmoontlik om elk van die bestanddele afsonderlik te herwin, maar die verrassende nuus is dat dit wel gedoen kan word. Hoe gaan jy dan te werk?
Vir eers moet 'n mens onthou dat sout in water oplos, maar sand nie. Die eksperiment sal dus twee prosesse behels, naamlik filtrasie en distillasie. Dit sal al gaande vir jou duidelik word wat hierdie twee prosesse beteken.
Om mee te begin, sal jy 'n houer nodig hê (byvoorbeeld 'n glaskastrolletjie) waarin jy jou water-sand-sout-mengsel gooi.
As die sout nie alles opgelos is in die bepaalde hoeveelheid water in die mengsel nie, gooi jy nog water daarby en roer die hele mengsel totdat jy seker is dat al die sout opgelos is.
Daarna sal jy 'n tregter en filteerpapier nodig hê.
'n Filtreerpapier is eintlik maar soos 'n ronde stuk kladpapier, miskien so groot soos 'n CD, maar dit kan ook kleiner of groter wees. Jy vou dit eenmaal na binne toe en dan nog 'n maal, sodat dit nou lyk soos 'n driehoekie met een ronderige sy. Maak die "driehoekie" aan die binnekant oop sodat dit 'n keëlvorm aanneem en plaas dit binne-in die tregter.
Maak die tregter staan bo-op 'n bottel en gooi nou baie geduldig die water-sand-sout-mengsel bietjies-bietjies en met tussenposes bo-op die filtreerpapier sodat die water-sout-oplossing deur die papier in die bottel indrup, terwyl die sand bo-op die filtreerpapier bly lê (filtrasie).
Gebruik verskeie stukke filtreerpapier om op hierdie manier al die sand daarin vas te vang. Plaas die filtreerpapiere op 'n plek om droog te word en skraap uiteindelik al die sand bymekaar in 'n sakkie of ander houer. Die sand is nou van die water-sand-sout-mengsel geskei.
Nou moet die sout en water in die oorgeblewe sout-water-oplossing van mekaar geskei word.
Die beginsel is dat die water weggekook en die waterdamp opgevang en weer gekondenseer word om vloeibare water te word (distillasie). Die sout bly dan agter in die houer waarin die oplossing gekook word.
Dit kan jy met 'n eenvoudige distilleerapparaat doen. Heg 'n hittebestande rondeboomfles aan 'n staander vas, gooi die oplossing daarin en plaas 'n vlam daaronder. Jy moet ook 'n glasbuis (glaspypie) hê wat deur die prop van hierdie glasfles loop en uiteindelik in 'n proefbuis uitmond. Die proefbuis staan in 'n bak met koue water.
Wanneer die sout-water-oplossing in die rondeboomfles gekook word, verdamp die water, maar die waterdamp (of stoom) kondenseer weer as suiwer, soutvrye water in die verkoelde proefbuis.
DIe sout bly in die rondeboomfles agter.
Die sand, sout en water is nou al drie van mekaar geskei.
Waarskuwing: Wees baie versigtig met jou distilleerapparaat en gebruik slegs die regte materiaal. Minderwaardige prakseersels—en veral 'n rondeboomfles wat nie hittebestand is nie—kan dalk net breek of bars en 'n mens se oë beskadig of selfs erger. Wees ook baie versigtig met die brander onderkant die distilleerfles.
'n Meer gesofistikeerde distilleerapparaat (soos dié wat 'n mens in laboratoriums sal vind) kan lyk soos die een hieronder. Die waterdamp word veel beter verkoel, en dus baie doeltreffender gekondenseer, deur lopende koue water wat aanhoudend deur 'n buis vloei wat rondom 'n deel van die damp-afvoerleiding aangebring is.
Illustrasie: Scott Foresman, wat dit by die Wikipedia-projek op die wêreldwye web tot openbare besit veklaar het ("released into the public domain"). Effense verkleuring en Afrikaanse etikette deur Mieliestronk
As jy gevra word om 'n gevolgtrekking te skryf oor jou eksperiment, kan jy dit as volg doen:
Ek het met my eksperiment vasgestel dat sand en water nie waarlik meng soos sout en water nie. In 'n mengsel van sand en water sak die sand meestal ondertoe. En sekere van die fynste sanddeeltjies is miskien slegs in suspensie in die water, maar dit vorm nie 'n molekulêre binding daarmee nie. Die sand en water kon dus deur middel van eenvoudige filtrering van mekaar geskei word.
In 'n sout-en-water-mengsel word die sout egter in die water opgelos— "verdwyn" dit oënskynlik. Die sout word onsigbaar omdat dit 'n deel word van 'n water-sout-binding, om dit so te stel.
Dit is nie 'n chemiese verbinding nie, want die sout is nog sout en die water is steeds water, wat fisies inderdaad van mekaar geskei kan word. (Sout self is 'n chemiese verbinding van die elemente natrium en chloor, en water is ook 'n chemiese verbinding van die elemente waterstof en suurstof. Om die elemente in 'n chemiese verbinding van mekaar te skei, verg 'n chemiese of ander proses wat baiemaal veel ingewikkelder is.)
Ek het verder met my eksperiment vasgestel dat sout en water op die volgende manier fisies van mekaar geskei kan word: deur die water uit die oplossing uit te damp en weer te laat kondenseer, ten gevolge waarvan die droë sout apart in die verhitte houer agtergebly het.