science >> Wetenschap >  >> Fysica

Zout, zaagsel en ijzer scheiden als ze samen worden gemengd

Het scheiden van zout, zaagsel en ijzer als ze samen worden gemengd, is een klassieke wetenschappelijke uitdaging waarvoor verschillende materialen moeten worden gescheiden. 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 bieden aanwijzingen en uiteindelijk een oplossing.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Gebruik zout, zaagsel en ijzer om een magneet om het ijzer te scheiden. Voeg vervolgens water toe om het zout op te lossen en het zaagsel te laten drijven. Schep de oplossing af, zeef of filter om het zaagsel te scheiden. Laat het water verdampen en laat het zout achter.
Definieer de materialen

Denk aan de eigenschappen van elk materiaal. IJzer heeft een hoge dichtheid van 7,87 gram per kubieke centimeter en is magnetisch. Met zeldzame uitzonderingen 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 tussenliggende 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 pellets. Kennis van de deeltjesgrootte kan een andere mogelijke oplossing bieden.
Evalueer mogelijke oplossingen

Als de drie materialen voldoende verschillen in grootte, kunnen ze worden gescheiden met behulp van zeven of schermen met openingen van verschillende grootte. Zonder informatie over de deeltjesgrootte wordt deze oplossing echter onzeker.

Dichtheid kan ook worden gebruikt om de drie materialen te scheiden. Schudden van de materialen zou uiteindelijk leiden tot gelaagdheid, met het ijzer dat zich op de bodem van de container nestelt, zout dat de middelste laag vormt en zaagsel dat stijgt om de bovenste laag te vormen. Als de zoutdeeltjes aanzienlijk kleiner zijn dan de ijzerdeeltjes, kan het zout echter ruimtes tussen de ijzerdeeltjes vullen, althans in de bovenste ijzerlagen.

Het gebruik van de speciale eigenschappen van elk materiaal suggereert ook oplossingen. Als scheiding het doel is, zonder rekening te houden met de toestand van de materialen, dan kan het zaagsel worden weggebrand, waardoor het zout en ijzer achterblijven, waardoor het zout kan worden opgelost in water en het ijzer kan worden verlaten. Als alternatief kan het ijzer worden verwijderd met behulp van een magneet en vervolgens water worden toegevoegd aan het hout en zoutmengsel. Het zout lost op en het hout drijft, waardoor het resterende ijzer zinkt. Als de uitdaging het vastleggen van alle drie de materialen vereist, moet het verbranden van het hout als oplossing worden verwijderd.
Selecteer de praktische oplossing

Op basis van het vermoeden dat alle drie de materialen zonder schade moeten worden teruggewonnen, met behulp van de speciale eigenschappen lijken het meest praktisch. Daarom lijkt het gebruik van dichtheidsverschillen, water en een magneet de meest efficiënte oplossing.
Zout, zaagsel en ijzer scheiden

  1. Het ijzer scheiden

    Als de materialen moeten worden teruggewonnen en onbeschadigd, begin met een magneet om het ijzer te vangen en te isoleren. Verspreid het mengsel in een pan en trek de magneet door het materiaal, waarbij u het ijzer van het zout en het zaagsel vangt en scheidt. Herhaal dit totdat de magneet geen ijzer meer opneemt. Als het ijzer te moeilijk is om van de magneet te verwijderen, sleept u de magneet over de bodem van de container en verplaatst u het ijzer naar een kant zonder het ijzer rechtstreeks met de magneet aan te raken.

  2. Bedek het mengsel met water

    Plaats het resterende mengsel in een container 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 eventueel achtergebleven ijzer bezinken op de bodem van de container. Het zout lost op in het water en het zaagsel zweeft.

  3. Zaagsel afromen

    Trek het zaagsel er voorzichtig af en leg het opzij om te drogen. U kunt ook een zeef of filterpapier gebruiken om het zaagsel op te vangen.

  4. Water verdampen

    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 ijzer in de pot achterblijft, moet u ervoor zorgen dat het ijzer volledig droogt voordat u het toevoegt aan het eerder gescheiden ijzer. Als er nog water achterblijft, kan het ijzer gaan roesten.

    Voorbij de uitdaging kijken

    Voor degenen die graag verder gaan dan de uitdaging, kan de massa van de materialen worden gemeten om de methodologie te controleren. Meet voorafgaand aan het scheiden van het mengsel de massa van het totale mengsel. Na het scheiden en drogen van alle materialen, meet u de massa van elk materiaal. Voeg de drie massa's samen. Het totaal moet gelijk zijn aan de initiële massa als alle materialen tijdens het scheidingsproces opnieuw zijn opgenomen