La plupart des séparations chimiques des mélanges reposent sur les différences entre les solubilités et / ou réactivités des ingrédients du mélange. Dans le cas du fer et du sable, le fer est un métal réactif, tandis que le sable, qui se compose essentiellement de dioxyde de silicium est un oxyde non métallique qui ne réagit pas facilement. La clé de leur séparation consiste donc à identifier un composé qui réagit avec le fer et le dissoudre, mais ne réagit pas avec le sable.
Fer, comme beaucoup de métaux, réagit avec les acides forts pour produire des sels ou des combinaisons de métaux et non-métaux, ainsi que de l'hydrogène gazeux. L'acide le plus facilement disponible fort est l'acide chlorhydrique, également connu comme l'acide chlorhydrique ou l'HCl, qui réagit avec le fer comme
Fe + 2 HCl ---> FeCl2 + H2.
Le sable, cependant, ne réagit pas avec l'acide chlorhydrique. Le sel de fer (II) ou le chlorure de FeCl2, se dissout dans l'eau, ce qui permet une séparation rapide et commode du mélange par filtration.
Instructions
1 Acheter l'acide chlorhydrique dans un magasin pool-alimentation ou de matériel. droppers oculaires devraient être disponibles dans les pharmacies. Les entonnoirs peuvent être achetés au matériel ou les magasins de fournitures automobiles. Le papier filtre est disponible dans les magasins de fournitures scientifiques sur Internet. Les filtres à café peuvent être remplacés par du papier filtre, mais ils doivent être utilisés dans des couches de 3 ou 4 filtres en raison de leur fragilité.
2 Remplir un récipient en verre avec 3-4 cuillères à soupe du mélange fer / sable, puis ajouter suffisamment d'eau pour couvrir le mélange. Ajouter de l'acide chlorhydrique concentré avec une pipette jusqu'à ce que les bulles sont observées. Effectuez cette opération dans un endroit bien ventilé à l'écart de toute source d'ignition potentielles.
3 Agiter le mélange jusqu'à ce que les bulles d'hydrogène ne semblent plus. Puis ajouter 3-4 gouttes supplémentaires et agiter à nouveau.
4 Répétez l'étape 4 jusqu'à ce que les bulles d'hydrogène ne sont plus respectées. La solution apparaît de couleur bleu clair en raison du chlorure de fer dissous (II).
5 Pliez un morceau de papier filtre en quarts et le placer dans l'entonnoir. Placez l'entonnoir à drainer dans un récipient en verre vide.
6 Remplir le verre avec de l'eau pour diluer l'acide restant, puis versez le mélange fer / sable sur le papier filtre. Le sable reste dans le papier-filtre, tandis que le fer (II), le chlorure circulera à travers dans le verre vide. Les deux composés sont ainsi séparés. Lorsque la séparation est terminée, le liquide contenant le fer (II) et l'acide chlorhydrique doit être neutralisé avec du bicarbonate de soude, avant d'être éliminé. Ajouter le bicarbonate de soude à la solution jusqu'à ce que les bulles ne sont plus respectées.
Conseils et avertissements
- L'acide chlorhydrique est très corrosif et produit des fumées blanches en contact avec de l'air. Éviter tout contact avec la peau et les yeux et éviter l'inhalation des fumées. Gants en caoutchouc et des lunettes de sécurité sont fortement recommandées. Saupoudrer du bicarbonate de soude sur un acide pour le neutraliser avant de tenter de le nettoyer renversé.
- Les bulles produites à partir de l'acide chlorhydrique et le fer sont de l'hydrogène gazeux. Le gaz hydrogène est explosif. Effectuez cette opération dans un endroit bien ventilé à l'écart de toute flamme ou de sources potentielles d'inflammation telles que les veilleuses dans les cuisinières à gaz et les fours.