Mieszaniny
W starterze postawiono pytanie zachęcające do poszukiwania związku między powietrzem a sałatką owocową. Zamieszczono ilustrację przedstawiającą trzy różne kolory farby z wyjaśnieniem, że mieszaniny powstają przez zmieszanie dwóch lub więcej substancji. Zawarto też wykaz treści, które uczeń powinien znać oraz cele nauczania zapisane w języku ucznia - kryteria sukcesu.
W materiale wyjaśniono pojęcie mieszanina. Dokonano porównania substancji prostej, złożonej i mieszaniny w formie zestawienia tabelarycznego. Na schemacie przedstawiono podział materii ze względu na jej skład.
W materiale opisano mieszaniny jednorodne i niejednorodne. Przykłady wymienionych rodzajów mieszanin przedstawiono w galerii zdjęć. Zamieszczono też instrukcję do samodzielnego sporządzenia mieszanin.
W materiale opisano różne metody rozdzielania mieszanin jednorodnych i niejednorodnych. Metody te zostały zaprezentowane na filmie.Zamieszczono też instrukcję do samodzielnego przeprowadzenia doświadczenia w zakresie rozdzielania składników mieszanin. W formie ciekawostki przedstawiono na filmie proces krystalizacji jako przykład metody rozdzielania mieszanin jednorodnych.
W materiale zamieszczono instrukcję do zbadania, jak układają się drobiny w mieszaninie. Do tekstu dołączono galerię złożoną z czterech zdjęć ukazujących kolejne fazy tworzenia mieszaniny fasoli i maku.
Słowniczek, w którym zestawiono pojęcia: mieszanina, mieszanina jednorodna, mieszanina niejednorodna, filtracja, rozdzielanie mechaniczne
Zestaw trzech ćwiczeń interaktywnych z możliwością sprawdzenia poprawności odpowiedzi. Zadania na dobieranie sprawdzają umiejętność odróżniania mieszanin jednorodnych od mieszanin niejednorodnych oraz dobierania metody rozdzielania do rodzaju mieszaniny.
Mieszaniny
Co łączy sałatkę owocową i powietrze? Są to mieszaniny. Zdarza się, że bardzo nam zależy, aby rozdzielić zmieszane składniki. Co zrobić, gdy przez pomyłkę do pojemnika z solą dosypiemy ryż?
Mieszaniny powstają przez zmieszanie dwóch lub więcej substancji
Już wiesz
że substancje składają się z drobin;
że właściwości substancji zależą od tego, z jakich drobin są zbudowane.
Nauczysz się
podawać przykłady mieszanin;
odróżniać substancję złożoną od mieszaniny na podstawie ich budowy drobinowej;
wymieniać różnice między mieszaniną jednorodną a niejednorodną oraz wskazywać w swoim otoczeniu przykłady takich mieszanin;
proponować sposoby rozdzielania składników mieszanin.
1. Czym są mieszaniny?
W przyrodzie bardzo rzadko można spotkać pojedyncze substancje. Częściej mamy do czynienia z ich mieszaninami. Mieszanina powstaje, gdy zmieszamy ze sobą co najmniej dwie różne substancje.
Mieszaniny mogą zostać utworzone z substancji stałych, cieczy lub gazów. Drobiny wchodzące w skład mieszanin nie zmieniają swoich właściwości. Natomiast utworzona przez nie mieszanina może różnić się właściwościami od swoich składników. Jeśli na przykład zmieszamy sól kuchenną i wodę, to otrzymamy mieszaninę, która ma niższą temperaturę topnienia niż czysta woda, ale właściwości składników tej mieszaniny pozostają takie same.
Porównanie substancji prostej, złożonej i mieszaniny
Cecha Substancja
prosta Substancja złożona Mieszanina
Składniki jeden
pierwiastek jeden związek chemiczny
dwa lub więcej
pierwiastków lub związków chemicznych
Określenie właściwości
takie same, jak pierwiastka, który ją tworzy
takie, jak związku chemicznego, ale inne niż pierwiastków tworzących ten związek
możliwość określenia właściwości
poszczególnych składników
Rozdzielanie składników
niemożliwa do rozłożenia na substancje prostsze
możliwość rozdzielenia wyłącznie na drodze reakcji chemicznych (zmieniających właściwości substancji)
możliwość rozdzielenia na składniki metodami fizycznymi (np. zmiana temperatury)
Przykłady tlen, wodór, rtęć, złoto
woda, kwarc, dwutlenek węgla, sól kuchenna
herbata, napój owocowy, koktajl mleczny, powietrze, mgła, piana
Podział materii ze względu na jej skład
2. Rodzaje mieszanin
Czasami, gdy zmieszamy ze sobą dwie substancje, np. wodę i piasek, potrafimy rozróżnić składniki mieszaniny. Mamy wtedy do czynienia z mieszaniną niejednorodną. Widzimy, że piasek powoli opada na dno. Inaczej jest w przypadku zmieszania soli kuchennej z wodą. Sól rozpuszcza się w wodzie
i otrzymujemy przejrzystą ciecz. Jeżeli nie jesteśmy w stanie rozróżnić składników mieszaniny, to jest to mieszanina jednorodna.
Przykłady mieszanin niejednorodnych
Trawienie polega na rozłożeniu pokarmu na pojedyncze cząsteczki przyswajalne przez komórki
Źródło: Jessica Spengler (h ps://www.flickr.com), licencja: CC BY 2.0.
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Źródło: Oven Fresh (h p://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY-SA 3.0.
Źródło: John Loo (h p://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY 2.0.
Źródło: James Stewart (h ps://www.flickr.com), licencja: CC BY 2.0.
Źródło: Eurico Zimbres (h p://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY-SA 2.5.
Przykłady mieszanin jednorodnych
Benzyna jest mieszaniną wielu związków chemicznych zbudowanych głównie z węgla i wodoru
Brąz jest mieszaniną miedzi i cyny
Soki owocowe to mieszanina wody, cukru i witamin, a także wielu innych substancji
Ocet jest mieszaniną kwasu octowego i wody
Obserwacja 1
Sporządzenie mieszanin jednorodnych i niejednorodnych.
Co będzie potrzebne
woda, sól kuchenna, piasek,
pokruszona kreda, 3 łyżeczki,
3 szklanki.
Instrukcja
1. Każdą ze szklanek napełnij do połowy wodą.
2. Do jednej szklanki nasyp pół łyżeczki piasku i dobrze wymieszaj.
3. Do drugiej szklanki nasyp pół łyżeczki soli kuchennej. Dobrze wymieszaj składniki.
4. Do trzeciej szklanki nasyp pół łyżeczki pokruszonej kredy. Dobrze wymieszaj.
5. Na podstawie obserwacji zdecyduj, czy powstała mieszanina jest jednorodna czy niejednorodna.
Podsumowanie
W doświadczeniu otrzymuje się mieszaniny, które różnią się od siebie. Piasek zmącił wodę i powoli opadł na dno. Cząstki kredy unoszą się w wodzie. Natomiast sól kuchenna rozpuściła się w wodzie i nie widzimy jej.
Zatem piasek z wodą oraz kreda z wodą tworzą mieszaniny niejednorodne, zaś sól kuchenna z wodą – mieszaninę jednorodną.
3. Rozdzielanie mieszanin
Składniki wielu mieszanin można rozdzielić. Metodę rozdziału dobiera się na podstawie właściwości
składników.
Metoda mechaniczna polega na oddzielaniu składników ręcznie lub za pomocą narzędzi. Rozdzielanie mechaniczne możemy stosować do niejednorodnych mieszanin substancji stałych. Proces polega na przykład na wyjmowaniu za pomocą pęsety dużych kawałków substancji albo przesiewaniu mieszaniny przez sito. Jeśli jeden ze składników mieszaniny jest ciekły, wówczas można zastosować filtrację. Polega ona na przesączeniu mieszaniny niejednorodnej przez odpowiedni filtr. Na filtrze pozostaje substancja stała, a ciecz spływa do umieszczonego pod filtrem naczynia.
Trudniej jest oddzielić składniki mieszaniny jednorodnej. Jedną z metod, którą można zastosować dla mieszaniny jednorodnej substancji stałej i cieczy, jest odparowanie. Polega ono na ogrzewaniu mieszaniny, w wyniku czego ciecz, np. woda, zamienia się w parę, a w naczyniu pozostaje substancja stała (w ten sposób uzyskuje się m.in. sól ze słonej wody).
Obserwacja 2
Rozdzielanie składników mieszanin.
Co będzie potrzebne
woda, piasek,
kilka niewielkich kamyków, sitko,
kreda, łyżeczka, talerz 4 szklanki, 2 lejki,
bibuła filtracyjna.
Instrukcja
1. Dwie szklanki napełnij do połowy wodą.
2. Do pierwszej szklanki wsyp płaską łyżeczkę piasku i kilka kamyków, po czym wymieszaj zawartość szklanki.
3. Do drugiej szklanki nasyp pół łyżeczki pokruszonej kredy. Wymieszaj zawartość.
4. Odczekaj kilka minut. Przygotuj filtry. W tym celu wytnij z bibuły 2 kółka i złóż je w ten sposób, by otrzymać 1/4 część koła. Filtry umieść w lejkach, zaś lejki – na pustych szklankach.
5. Przelej przez filtry zawartość szklanek pierwszej i drugiej.
6. Składniki pierwszej mieszaniny, które osadziły się na filtrze, rozłóż na bibule i pozostaw na kilka godzin do wyschnięcia.
7. Osuszone składniki przesiej przez sitko. Pod sitkiem ustaw talerz.
Podsumowanie
Do wydzielenia drobnych substancji stałych (piasku, sproszkowanej kredy), tworzących mieszaniny z cieczą, służy m.in. filtracja. Większe elementy (kamyki) można z takich mieszanin wyodrębnić na przykład za pomocą sita.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Składniki różnych mieszanin można rozdzielać na wiele sposobów. Dobór metody jest zależny od właściwości składników mieszaniny
Film prezentuje przykłady mieszanin i metod ich rozdzielania.
Ciekawostka
Podobną do odparowania metodą rozdzielania mieszanin jest krystalizacja. W jej wyniku drobiny substancji stałej wytrącają się z mieszaniny i tworzą kryształy, czyli ciała stałe o regularnej budowie. ()
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Krystalizacja jest metodą rozdzielenia mieszaniny jednorodnej. W jej wyniku otrzymujemy kryształy czystej substancji
Film prezentuje krystalizację jako metodę rozdzielania mieszaniny jednorodnej.
4. Więcej, a jednak mniej
Zdarza się, że substancje po zmieszaniu zajmują mniej miejsca niż każda z nich oddzielnie. Dzieje się tak, gdyż drobiny różnych substancji mają inną wielkość. Jeśli się je zmiesza, to mniejsze drobiny wypełniają miejsca między większymi.
Obserwacja 3
Zbadanie, jak układają się drobiny w mieszaninie.
Co będzie potrzebne
2 szklanki, flamaster, ziarna fasoli, nasiona maku, linijka.
Instrukcja
1. Jedną ze szklanek napełnij do 1/3 wysokości fasolą, a drugą makiem do tej samej wysokości.
2. Zaznacz flamastrem na każdej ze szklanek poziom, do którego zostały napełnione. Zmierz wysokość od dna szklanki do namalowanej linii.
3. Przesyp mak do szklanki z fasolą i wstrząśnij szklanką.
4. Zaznacz flamastrem poziom, do którego sięgnęła mieszanina maku i fasoli. Zmierz linijką odległość od dna do namalowanej linii. Czy odległość ta jest sumą odległości, do jakiej sięgał mak i fasola? Przyjrzyj się powstałej mieszaninie. Co obserwujesz?
Podsumowanie
Jeśli po wsypaniu maku do fasoli powstała mieszanina nie zajmuje tyle, ile łączna objętość składników, to znaczy, że nasiona maku znalazły się między ziarnami fasoli.
Objętość mieszaniny jest zwykle mniejsza niż łączna objętość jej składników przed zmieszaniem
Jako model drobin posłużą nam nasiona maku i ziarna fasoli
Kiedy wsypiemy mak do fasoli, mak zacznie przesypywać się między ziarnami fasoli
Kiedy potrząśniemy naczyniem, mak wypełni wolne przestrzenie między ziarnami fasoli. Objętość mieszaniny maku i fasoli będzie znacznie mniejsza, niż łączna objętość składników przed wymieszaniem
Podsumowanie
Mieszaniny powstają przez połączenie dwóch lub więcej substancji.
Mieszaniny dzielimy na: jednorodne i niejednorodne.
Składników mieszanin jednorodnych nie można odróżnić gołym okiem ani przez lupę, zaś w mieszaninach niejednorodnych możemy wyróżnić przynajmniej jeden składnik.
W zależności od właściwości składników tworzących mieszaninę do ich rozdzielenia stosować można wiele różnych metod, np. rozdzielanie mechaniczne, filtrację i odparowanie.
Praca domowa Polecenie 1.1
Zaproponuj dwa różne sposoby rozdzielenia mieszaniny cukru i maku. Zastanów się, jakimi właściwościami różnią się składniki i które z tych właściwości można wykorzystać, aby je rozdzielić. Sprawdź w praktyce, która z proponowanych przez ciebie metod jest lepsza i zajmuje mniej czasu.
Zobacz także
Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:
Roztwory
Słowniczek
mieszanina
substancja złożona przynajmniej z dwóch różnych substancji mieszanina jednorodna
Taka sama zasada obowiązuje w przypadku drobin: mniejsze drobiny wypełniają przestrzenie między większymi
mieszanina, której składników nie można rozróżnić, np. powietrze, sok mieszanina niejednorodna
mieszanina, w której gołym okiem lub za pomocą prostych urządzeń powiększających (np. lupy) można rozróżnić przynajmniej jeden składnik, np. mieszanina piasku i wody
filtracja
proces przepuszczania mieszaniny niejednorodnej (ciecz + ciało stałe) przez filtr; na filtrze pozostaje ciało stałe, a ciecz spływa do naczynia
rozdzielanie mechaniczne
rozdzielenie składników mieszanin niejednorodnych za pomocą narzędzi (sita, magnesu itp.)
Zadania
Ćwiczenie 1
Pogrupuj, poprzez przeciągnięcie na odpowiednie pola, przykłady mieszanin jednorodnych i niejednorodnych.
zupa jarzynowa, pieprz i sól, lody bakaliowe, mleko, powietrze, herbata, woda i pieprz, galaretka, makaron z twarogiem, sól i woda
mieszaniny jednorodne
mieszaniny niejednorodne
Ćwiczenie 2
Przyporządkuj mieszaninom odpowiedni dla nich sposób rozdzielania.
mieszanina kredy i wody, mieszanina ryżu i soli, mieszanina wody i soli kuchennej
odparowanie wody przesiewanie filtrowanie Ćwiczenie 3
Spośród podanych stwierdzeń wybierz to, które jest prawdziwe.
W skład mieszaniny jednorodnej wchodzą substancje widoczne gołym okiem.
W skład mieszaniny niejednorodnej wchodzą substancje widoczne gołym okiem.
W skład każdej mieszaniny wchodzą tylko dwie substancje.
W skład mieszaniny nie mogą wchodzić więcej niż dwie substancje.
