Подумай, страница 16 - гдз по химии 7 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Подумай:

• Как выделить растворенную поваренную соль из воды?

Решение

Растворенная поваренная соль (хлорид натрия, $NaCl$) и вода ($H_2O$) образуют гомогенную (однородную) смесь, или раствор. В растворе частицы соли (ионы $Na^+$ и $Cl^−$) равномерно распределены между молекулами воды, поэтому их нельзя разделить механическими методами, такими как фильтрование или отстаивание. Для выделения соли из воды необходимо использовать физические методы разделения смесей, которые основаны на различии в физических свойствах компонентов. Ключевое различие в данном случае — это разница в летучести: вода является летучим веществом (легко испаряется при нагревании), а поваренная соль — нелетучим твердым веществом с очень высокой температурой кипения.

Существует несколько способов выделить растворенную соль из воды.

1. Выпаривание

Это наиболее простой и распространенный метод. Он основан на испарении растворителя (воды) для получения растворенного в нем нелетучего вещества (соли).

Ход процесса:

1. Солевой раствор наливают в термостойкую посуду, например, в фарфоровую чашку для выпаривания.

2. Раствор нагревают. При достижении температуры кипения (для воды это 100o C при нормальном давлении) вода начинает интенсивно превращаться в пар.

3. Нагревание продолжают до тех пор, пока вся вода не испарится.

4. На дне и стенках чашки останутся белые кристаллы поваренной соли.

Основной недостаток этого метода в том, что вода теряется, улетучиваясь в атмосферу.

Ответ: Соль можно выделить из воды методом выпаривания, нагревая раствор до полного испарения воды.

2. Кристаллизация

Этот метод является вариантом выпаривания, но протекает медленнее и позволяет получить более крупные и чистые кристаллы.

Ход процесса:

1. Готовят насыщенный солевой раствор (раствор, в котором при данной температуре больше нельзя растворить соль).

2. Раствор оставляют в открытой неглубокой емкости при комнатной температуре.

3. Вода медленно испаряется с поверхности раствора.

4. По мере испарения воды концентрация соли в растворе увеличивается, он становится пересыщенным, и "лишняя" соль начинает выпадать в виде кристаллов.

Этот процесс можно ускорить, немного подогревая раствор, или замедлить для выращивания больших монокристаллов.

Ответ: Соль можно выделить из воды методом медленной кристаллизации из насыщенного раствора, в ходе которой вода испаряется, а соль образует кристаллы.

3. Дистилляция (перегонка)

Дистилляция — это метод, который позволяет не только выделить соль, но и собрать чистую воду. Он основан на испарении жидкости с последующей конденсацией её паров.

Ход процесса:

1. Солевой раствор помещают в перегонную колбу (колбу Вюрца) и нагревают.

2. Вода закипает, и образовавшийся водяной пар поступает в холодильник (конденсатор).

3. В холодильнике пар охлаждается (например, проточной холодной водой) и конденсируется, превращаясь обратно в жидкую воду.

4. Чистая (дистиллированная) вода собирается в сосуде-приемнике.

5. Нелетучая соль остается в перегонной колбе.

Этот метод позволяет разделить исходную смесь на оба чистых компонента: соль и воду.

Ответ: С помощью дистилляции можно разделить солевой раствор, получив отдельно чистую воду (дистиллят) и кристаллическую соль (остаток в колбе).

4. Вымораживание

Этот метод основан на том, что температура замерзания солевого раствора ниже 0o C, и при его охлаждении первыми образуются кристаллы чистого льда.

Ход процесса:

1. Солевой раствор медленно охлаждают.

2. При достижении точки замерзания вода начинает кристаллизоваться, образуя лед. Ионы соли при этом вытесняются в оставшийся жидкий раствор.

3. Образовавшийся пресный лед можно механически удалить (например, с помощью сита).

4. В оставшейся жидкости концентрация соли будет выше, чем в исходном растворе.

Этот метод редко используется для полного разделения, так как он менее эффективен, и в кристаллах льда могут оставаться включения соленого раствора. Однако он применяется в некоторых технологиях, например, при опреснении морской воды.

Ответ: Частично разделить воду и соль можно методом вымораживания: при охлаждении раствора образуется пресный лед, который отделяют от более концентрированного соляного раствора.