Le tecniche utilizzate per separare le sostanze che compongono le miscele omogenee ed eterogenee tengono conto del numero di fasi, della natura dei componenti e delle loro proprietà.
Usa le seguenti domande per testare le tue conoscenze e completare i tuoi studi con la risoluzione commentata.
domanda 1
Mettere in relazione il metodo di separazione delle miscele con la proprietà utilizzata nel processo di separazione.
IO. decantazione
II. Distillazione
III. Estrazione mediante solvente
IL. solubilità
B. Densità
. temperatura di ebollizione
Risposta corretta: I.B; II.C. e III.A.
I.B: A decantare è un processo di separazione di miscele eterogenee, dove la separazione naturale avviene attraverso il through densità dei componenti immiscibili di una miscela solido-liquido o liquido-liquido.
Ad esempio, in una vasca di trattamento delle acque, i materiali solidi si depositano e si depositano sul fondo perché più densi.
II.C: A distillazione è un processo di separazione di miscele, i cui componenti hanno differenti temperature di ebollizione.
Ad esempio, un componente di una miscela che ha un punto di ebollizione basso tende a passare per primo allo stato gassoso e quindi a separarsi dagli altri. Il componente separato può quindi essere condensato (restituito ad un liquido) e raccolto.
III.A: A estrazione mediante solvente viene eseguito in conformità con il solubilità dei composti in una miscela.
Ad esempio, quando prepariamo il caffè, utilizziamo l'acqua calda nella polvere, che trascina con sé i composti solubili. Questo perché il caffè contiene sostanze solubili in acqua calda.
Domanda 2
Rivedi le seguenti affermazioni e giudica come vere (V) o false (F).
( ) Nella filtrazione, solido e liquido sono separati dalla differenza nella dimensione delle particelle.
( ) La centrifugazione è un processo di decantazione accelerato dalla forza di gravità.
( ) La separazione in cromatografia avviene per interazione dei componenti della miscela con la fase mobile e la fase stazionaria.
Risposta corretta: V; F; v.
(V) Nella filtrazione, solido e liquido sono separati dalla differenza nella dimensione delle particelle.
Le particelle solide vengono separate in una miscela solido-liquida poiché vengono trattenute nel mezzo filtrante, poiché hanno dimensioni maggiori e non possono superare i pori del filtro.
(F) La centrifugazione è un processo di decantazione accelerato dalla forza di gravità.
La centrifugazione avviene per azione della forza centrifuga, che accelera il processo di decantazione mediante movimento circolare, facendo depositare il materiale più denso sul fondo del contenitore.
(V) La separazione in cromatografia avviene per interazione dei componenti della miscela con la fase mobile e la fase stazionaria.
Nel metodo cromatografico, la miscela dei componenti viene inserita nella fase stazionaria, un materiale in grado di trattenere le sostanze da separare. Quando la fase mobile passa attraverso i composti, può trascinarli attraverso la fase stazionaria interagendo con essi. Maggiore è l'interazione della fase mobile con un componente della miscela, maggiore è la sua migrazione attraverso la fase stazionaria.
Domanda 3
(Vunesp) Durante la preparazione del caffè, l'acqua calda entra in contatto con la polvere e viene separata nel colino. Le operazioni coinvolte in questa separazione sono, rispettivamente:
a) distillazione e decantazione.
b) filtrazione e distillazione.
c) distillazione e coercizione.
d) estrazione e filtrazione.
e) estrazione e decantazione.
Alternativa corretta: d) estrazione e filtrazione.
a) SBAGLIATO. La distillazione separa due liquidi miscelati in base al loro punto di ebollizione. La decantazione è la separazione di una miscela di solido e liquido per gravità.
b) SBAGLIATO. La filtrazione utilizza un mezzo filtrante per trattenere i solidi e la distillazione separa i liquidi in base al punto di ebollizione.
c) SBAGLIATO. La distillazione viene utilizzata per separare una miscela omogenea di liquidi. La filtrazione è il modo popolare di chiamare la filtrazione del caffè, che utilizza un filtro.
d) CORRETTO. L'estrazione del solvente viene effettuata con acqua che, a contatto con il caffè, solubilizza i componenti che erano nel solido e li trascina via. La polvere viene trattenuta nel filtro, che rappresenta il mezzo filtrante per la filtrazione.
e) SBAGLIATO. Sebbene l'estrazione sia rappresentata dall'uso di acqua calda come solvente, la decantazione non fa parte di questo processo.
saperne di più su Separazione di miscele.
domanda 4
(Unirio) Una miscela formata da benzina, acqua, segatura e sale da cucina può essere separata nei suoi vari componenti seguendo i passaggi seguenti:
a) filtrazione, decantazione e distillazione.
b) raccolta e decantazione.
c) sublimazione e distillazione.
d) pressatura e travaso.
e) distillazione e decantazione.
Alternativa corretta: a) filtrazione, decantazione e distillazione.
La miscela composta da componenti di benzina, acqua, segatura e sale da cucina ha 3 fasi:
| Fase 1 | Benzina |
| Livello 2 | segatura |
| Fase 3 | acqua e sale |
a) CORRETTO. La filtrazione separa la fase 2 dalle altre fasi, in quanto la segatura, le particelle solide, vengono trattenute nel mezzo filtrante.
La decantazione separa la fase 1 dalla fase 3, poiché i liquidi hanno densità diverse e per le loro caratteristiche chimiche non si mescolano, poiché l'acqua è polare e la benzina non è polare.
La distillazione favorisce l'evaporazione del solvente, l'acqua, e il solido disciolto, il sale da cucina, cristallizza nuovamente.
b) SBAGLIATO. Lo scavenging corrisponde alla separazione di solidi con diverse dimensioni delle particelle, il che non è il caso presentato nella domanda. La decantazione è solo in grado di separare i componenti dell'acqua e della benzina.
c) SBAGLIATO. La sublimazione non è un processo di separazione di miscele, ma un cambiamento di stato fisico, che corrisponde al passaggio da uno stato solido a uno gassoso, senza passare per lo stato liquido. La distillazione è solo in grado di separare i componenti dell'acqua e del sale da cucina.
d) SBAGLIATO. La pressione corrisponde all'operazione fisica di compressione di un oggetto, che non si applica al caso presentato nella domanda. La decantazione è solo in grado di separare i componenti dell'acqua e della benzina.
e) SBAGLIATO. La distillazione separa il sale da tavola dall'acqua, che viene evaporata nel processo. La decantazione rimuove la benzina a causa della differenza di densità con l'acqua. Tuttavia, le due operazioni da sole non bastano a separare tutti i componenti, in quanto mancherebbe ancora la segatura.
domanda 5
(Unicid) Numera la seconda colonna in base alla prima, quindi scegli l'opzione corrispondente alla numerazione corretta, dall'alto verso il basso
| miscele | Principali metodi di separazione |
|---|---|
| 1) Ossigeno e azoto | (///) Distillazione |
| 2) Olio e acqua | (///) Filtrazione |
| 3) Alcool e acqua | (///) Separazione magnetica |
| 4) Ferro e zolfo | (///) Decantazione |
| 5) Aria e polvere | (///) Liquefazione |
a) 1 - 4 - 5 - 2 - 3
b) 1 - 5 - 4 - 3 - 2
c) 3 - 2 - 4 - 5 -1
d) 3 - 5 - 4 - 2 - 1
e) 5 - 1 - 3 - 4 - 2
Alternativa corretta: d) 3 - 5 - 4 - 2 - 1.
Distillazione separa alcool e acqua (3), in quanto i due componenti hanno temperature di ebollizione diverse.
filtrazione separa aria e polvere (5), perché a causa della dimensione delle particelle, la polvere viene trattenuta in un filtro.
separazione magnetica separa ferro e zolfo (4), poiché il ferro ha proprietà magnetiche ed è attratto da un magnete.
decantazione separa olio e acqua (2), in quanto i due componenti della miscela hanno densità diverse e non sono miscibili.
Liquefazione separa ossigeno e azoto (1) poiché i due gas creano una miscela omogenea. In questo processo, l'aria viene raffreddata finché non diventa liquida. Successivamente, la miscela viene riscaldata e i componenti vengono separati mediante punto di ebollizione in una colonna di distillazione.
domanda 6
(Cesgranrio) In una delle fasi del trattamento delle acque che alimenta una città, l'acqua viene conservata per un certo tempo in cisterne in modo che i solidi sospesi si depositino sul fondo. Questa operazione si chiama:
a) filtrazione.
b) sedimentazione.
c) sifonamento.
d) centrifugazione.
e) cristallizzazione.
Alternativa corretta: b) sedimentazione.
a) SBAGLIATO. Questa operazione separa i solidi sospesi dal liquido con una carta da filtro, che trattiene le particelle mentre la miscela lo attraversa.
b) CORRETTO. Questa operazione, per azione della gravità, fa sì che le particelle più dense raggiungano il fondo del serbatoio e si depositino quando l'acqua è a riposo.
c) SBAGLIATO. Questa operazione corrisponde al trasporto di un liquido da un livello superiore ad uno inferiore, cioè il liquido scorre nel contenitore inferiore.
d) SBAGLIATO. Questa operazione fa sì che la separazione di una miscela avvenga applicando la forza centrifuga acquisita dalle rotazioni del dispositivo.
e) SBAGLIATO. Questa operazione esegue la separazione di solido e liquido mediante evaporazione del solvente. Il solido disciolto viene ricristallizzato.
Per completare la lettura, suggeriamo il testoTrattamento delle acque.
domanda 7
(Unifor) Un solido A è completamente sciolto in un liquido B. È possibile separare il solvente B dalla miscela mediante:
a) centrifugazione.
b) sifonamento.
c) decantazione.
d) filtrazione.
e) distillazione.
Alternativa corretta: e) distillazione.
a) SBAGLIATO. La centrifugazione separa i solidi sospesi in un liquido.
b) SBAGLIATO. Il sifonamento trasporta il liquido da un punto più alto ad uno più basso.
c) SBAGLIATO. La decantazione separa i componenti con densità diverse per forza di gravità.
d) SBAGLIATO. La filtrazione trattiene le particelle solide sospese in un liquido utilizzando un mezzo filtrante.
e) CORRETTO. La distillazione è in grado di far evaporare il solvente B e il solido A viene cristallizzato.
domanda 8
(UnB) Giudica i seguenti elementi, segnando C per corretto ed E per sbagliato.
1) L'evaporazione consente la separazione di due liquidi altamente volatili.
2) È possibile separare un materiale liquido-liquido omogeneo mediante distillazione frazionata.
3) La separazione dei componenti del petrolio si basa sulla differenza tra le rispettive temperature di ebollizione.
4) Il principio della distillazione frazionata si basa sulla differenza di solubilità dei solidi in un materiale.
1) SBAGLIATO. L'evaporazione è un cambiamento di stato fisico, che corrisponde al passaggio da uno stato liquido a uno stato gassoso. Se i due liquidi sono altamente volatili, hanno punti di ebollizione molto vicini, il che rende difficile la separazione.
2) CORRETTO. I liquidi sono separati da diversi punti di ebollizione. Il liquido con il punto di ebollizione più basso viene rimosso per primo dal sistema.
3) CORRETTO. Il petrolio è una miscela complessa di idrocarburi che hanno proprietà fisiche e chimiche diverse. Le torri di distillazione separano i componenti della miscela in base alla loro volatilità, poiché i punti di ebollizione variano con la dimensione della catena di carbonio.
4) SBAGLIATO. Si basa sui diversi punti di ebollizione dei componenti della miscela.
domanda 9
(UFRGS) Un sistema bifasico eterogeneo è formato da tre diversi liquidi A, B e C. È risaputo che:
- A e B sono miscibili tra loro;
- C è immiscibile con A e con B;
- A è più volatile di B.
Sulla base di queste informazioni, i metodi più adatti per separare i tre liquidi sono:
a) centrifugazione e decantazione.
b) decantazione e fusione frazionata.
c) filtrazione e centrifugazione.
d) filtrazione e distillazione frazionata.
e) decantazione e distillazione frazionata.
Alternativa corretta: e) decantazione e distillazione frazionata.
Secondo i dati del comunicato, il sistema presenta due fasi:
| Fase 1 | Liquidi A e B |
| Livello 2 | C. netto |
a) SBAGLIATO. La centrifugazione non può essere utilizzata in quanto è adatta per separare particelle sospese in un liquido.
b) SBAGLIATO. La fusione frazionata non può essere utilizzata in quanto è adatta per separare solidi con diversi punti di fusione.
c) SBAGLIATO. La filtrazione non può essere utilizzata in quanto è adatta per separare i solidi in liquidi. Allo stesso modo, la centrifugazione non è utile in quanto è un processo accelerato di separazione solido-liquido.
d) SBAGLIATO. La filtrazione non può essere utilizzata in quanto utile nella separazione di sistemi solido-liquido eterogenei.
e) CORRETTO. La decantazione favorisce la separazione della fase 1 con i componenti A e B della fase 2, che corrisponde al componente C per differenza di densità.
La distillazione favorisce la separazione di A e B in base al punto di ebollizione delle sostanze. La miscela viene riscaldata e il componente a basso punto di ebollizione viene prima evaporato e raccolto in un altro contenitore.
domanda 10
(Ufba) Sulla base del diagramma sottostante, è corretto affermare:
a) Il processo X è la filtrazione.
b) Il solido A è carbonato di calcio, CaCO3.
c) Il processo Y sta travasando.
d) Il sistema C è un materiale omogeneo.
e) Il sistema D ha una sostanza.
f) Il processo Z è una semplice distillazione.
g) L'acqua distillata è un materiale.
Alternative corrette: a, b, c, f.
a) CORRETTO. Il solido A è stato separato dal sistema B poiché non era disciolto in esso. La filtrazione trattiene le particelle solide, che rimangono sulla carta da filtro, mentre il liquido che è passato attraverso l'imbuto viene raccolto in un altro contenitore.
b) CORRETTO. Il riscaldamento ha provocato una reazione chimica. In esso si sono formate nuove sostanze dalla decomposizione del carbonato di calcio (CaCO3).
CaCO3 CO2(g) + CaO(S)
c) CORRETTO. Essendo la miscela composta da liquidi immiscibili, la separazione è avvenuta per differenza di densità. Durante la decantazione, utilizzando un imbuto di bromo, i componenti si separano spontaneamente.
d) SBAGLIATO. Se il sistema è monofase, ha una sola fase e può essere una miscela omogenea o una sostanza pura.
e) SBAGLIATO. Il sistema D è una miscela omogenea di acqua e componenti di carbonato di calcio (CaCO)3).
f) CORRETTO. Essendo il sistema D omogeneo, composto da liquido e solido, per distillazione il liquido può essere evaporato e successivamente condensato per essere raccolto in un altro contenitore.
g) SBAGLIATO. L'acqua distillata è una sostanza, poiché possiede proprietà fisse e invariabili in tutta la sua interezza.
domanda 11
(PUC-MG) Quando si posiziona l'esano (d = 0,66 g/cm3), acqua (d = 1 g/cm3) e sale (NaCl) in una vetreria da laboratorio nota come imbuto separatore (immagine sotto), segnare l'aspetto appropriato osservato dopo un certo periodo di riposo.
aa
b) B
c) C
d) D
Alternativa corretta: c) C.
L'esano ha una densità inferiore a quella dell'acqua, quindi è il componente nella parte superiore dell'imbuto di decantazione.
Quando mettiamo il sale nell'acqua, gli ioni si dissociano, come mostrato dall'equazione chimica:
Essendo un composto ionico e idrosolubile, il cloruro di sodio subisce un'alterazione, scomponendosi nei suoi ioni, quindi acqua e sale rappresentano una fase del sistema.
Il risultato è un prodotto con una densità intermedia tra quella dell'acqua e quella del sale, che è di 2,16 g/cm³. Questo perché l'acqua non è più una sostanza pura ed è diventata una miscela.
Ottieni maggiori conoscenze leggendo su Trasformazioni fisiche e chimiche.
domanda 12
(Cairu) Per quanto riguarda i processi di separazione dei materiali, indicare l'alternativa corretta.
a) La filtrazione del caffè, un processo di separazione dei materiali, è un fenomeno fisico.
b) Fase di un sistema sono i componenti che compongono quel sistema.
c) Uno dei processi spesso utilizzati per separare l'acqua di mare dal sale è la filtrazione.
d) Quando le sostanze cambiano da solide a liquide, vi è evidenza che si è verificata una reazione chimica.
e) La distillazione frazionata è un processo spesso utilizzato per separare due solidi.
Alternativa corretta: a) La filtrazione del caffè, un processo di separazione dei materiali, è un fenomeno fisico.
a) CORRETTO. Filtrare il caffè equivale a filtrarlo. Quindi è un fenomeno fisico.
b) SBAGLIATO. La fase corrisponde alla regione del sistema che presenta gli stessi aspetti in tutta la sua estensione.
c) SBAGLIATO. Il processo spesso utilizzato è l'evaporazione. L'acqua, che ha un punto di ebollizione più basso del sale, viene separata per prima.
d) SBAGLIATO. Il cambiamento di stato fisico rappresenta una trasformazione fisica. Una reazione chimica avviene quando si formano nuove sostanze.
e) SBAGLIATO. La distillazione frazionata viene spesso utilizzata per separare i componenti liquidi da una miscela omogenea, ovvero le sostanze sono miscibili. Pertanto, la distillazione si separa in base ai diversi punti di ebollizione.
Vedi anche: Esercizi su miscele omogenee ed eterogenee.