جواب فعالیت های فصل ۱ علوم هشتم؛ مخلوط و جداسازی مواد – صفحه ۲ تا ۸

پاسخ: در شکل ۱، نمک خوراکی و آب مقطر مواد خالص هستند؛ زیرا هرکدام از یک نوع ماده تشکیل شده‌اند.

پاسخ: آجیل و شربت آبلیمو مخلوط هستند؛ زیرا از دو یا چند ماده مختلف تشکیل شده‌اند.

مواد خالص	مواد مخلوط
مس	سکه
شکر	دوغ
—	آجیل
—	هوای درون بادکنک
—	آبلیمو

پاسخ:
آجیل: جامد
هوای درون بادکنک: گاز
آبلیمو: مایع

پاسخ:
آجیل: از چند نوع ماده جامد مانند پسته، بادام، کشمش، نخودچی و سایر اجزای آجیل تشکیل می‌شود.هوای درون بادکنک: مخلوطی از گازهای مختلف، به‌ویژه نیتروژن و اکسیژن است.

آبلیمو: از آب، مواد محلول موجود در لیمو و در آبلیموی طبیعی مقداری ذرات ریز میوه تشکیل شده است.

نتیجه مورد انتظار:
بشر شماره ۱، آب و خاک: مخلوط کدر است و ذرات خاک به طور یکنواخت و پایدار در آب حل نمی‌شوند. پس از مدتی نیز بخشی از آنها ته‌نشین می‌شود.بشر شماره ۲، آب و نمک: پس از حل شدن نمک، مخلوط شفاف و یکنواخت دیده می‌شود.

پاسخ: محتویات بشر شماره ۲ یعنی آب‌نمک شفاف و محتویات بشر شماره ۱ یعنی آب و خاک کدر است.

پاسخ: آب‌نمک، مخلوط همگن یا محلول است؛ زیرا نمک پس از حل شدن به طور یکنواخت در آب پراکنده می‌شود.

آب و خاک، مخلوط ناهمگن است؛ زیرا ذرات خاک به طور یکنواخت در آب پراکنده نمی‌مانند و اجزای مخلوط را می‌توان از یکدیگر تشخیص داد.

نمونه پاسخ: بله، ممکن است از چنین شربت‌هایی استفاده کرده باشیم. بسیاری از این شربت‌ها مخلوط ناهمگن و از نوع تعلیقه هستند و به همین دلیل معمولاً باید پیش از مصرف آنها را تکان داد.

پاسخ: از نمونه‌های دیگر می‌توان به آب گل‌آلود، شربت‌های دارویی تعلیقه‌ای، آب پرتقال پالپ‌دار و مخلوط آب و آرد اشاره کرد.

پاسخ: شکل نشان می‌دهد که ذرات موجود در یک تعلیقه پس از مدتی ته‌نشین می‌شوند. بنابراین تعلیقه یک مخلوط ناهمگن است که ذرات آن به صورت پایدار در مایع حل نشده‌اند و در صورت ساکن ماندن مخلوط، ممکن است در ته ظرف جمع شوند.

پاسخ: چون مقدار آب در همه بشرها یکسان ولی مقدار کات کبودِ حل‌شده متفاوت است. هرچه مقدار کات کبود در ۱۰۰ میلی‌لیتر آب بیشتر باشد، محلول غلیظ‌تر و رنگ آبی آن پررنگ‌تر می‌شود.

نتیجه: می‌توان با تغییر نسبت حل‌شونده به حلال، محلول‌هایی با غلظت‌های متفاوت تهیه کرد.

محلول	حالت محلول	حلال	حل‌شونده
سکه طلا	جامد	طلا ـ جامد	فلزهای دیگر مانند مس ـ جامد
نوشابه	مایع	آب ـ مایع	کربن‌دی‌اکسید ـ گاز و مواد دیگری مانند شکر ـ جامد
چای شیرین	مایع	آب ـ مایع	شکر و مواد حل‌شده چای
هوای درون استوانک (کپسول)	گاز	نیتروژن ـ گاز	اکسیژن و سایر گازها ـ گاز

پاسخ: کتاب بیان می‌کند که در دمای ۲۰ درجه سلسیوس، حدود ۳۸ گرم نمک خوراکی در ۱۰۰ میلی‌لیتر آب حل می‌شود. بنابراین اگر قبلاً ۲۰ گرم نمک حل کرده باشیم، تقریباً:

38 − 20 = 18 g

یعنی حدود ۱۸ گرم دیگر می‌توان به تدریج حل کرد. پس از رسیدن به حد انحلال‌پذیری، نمک اضافی در ته ظرف باقی می‌ماند.

نتیجه مورد انتظار: در ۱۰۰ میلی‌لیتر آب با دمای حدود ۳۰ درجه سلسیوس، تقریباً ۳۸ تا ۳۹ گرم سدیم کلرید حل می‌شود. مقدار دقیق به شرایط آزمایش و اندازه‌گیری دانش‌آموز بستگی دارد.

نتیجه مورد انتظار: در این دما حدود ۴۵ گرم پتاسیم نیترات در ۱۰۰ میلی‌لیتر آب حل می‌شود.

نتیجه‌گیری: مقدار حل شدن مواد مختلف در مقدار معینی آب یکسان نیست؛ بنابراین انحلال‌پذیری به نوع ماده و دما بستگی دارد.

توجه: چون این بخش یک آزمایش واقعی است، عدد به‌دست‌آمده ممکن است به علت تفاوت دمای دقیق آب، مقدار آب، شیوه هم‌زدن و دقت اندازه‌گیری کمی متفاوت باشد.

الف) چند بشر کوچک بردارید و در هر یک ۱۰۰ میلی‌لیتر آب بریزید و دمای آنها را به دمای داده‌شده در جدول برسانید.

ب) در هر بشر آن‌قدر نمک پتاسیم نیترات حل کنید تا دیگر حل نشود. مقدار نمک حل‌شده را در هر مورد در جدول زیر بنویسید.

نمونه داده مورد انتظار: مقادیر زیر تقریبی‌اند و در آزمایش واقعی ممکن است اندکی تفاوت داشته باشند.

دما (سلسیوس)	۲۰	۳۰	۴۰	۵۰
بیشترین مقدار پتاسیم نیترات حل‌شده (گرم)	حدود ۳۰	حدود ۴۵	حدود ۶۵	حدود ۸۸

پاسخ ترسیمی: روی محور افقی، دماهای ۲۰، ۳۰، ۴۰ و ۵۰ درجه سلسیوس و روی محور عمودی مقدار پتاسیم نیترات حل‌شده را قرار دهید.

سپس نقطه‌های تقریبی زیر را مشخص کنید:
۲۰ درجه ← ۳۰ گرم
۳۰ درجه ← ۴۵ گرم
۴۰ درجه ← ۶۵ گرم
۵۰ درجه ← ۸۸ گرم

نقطه‌ها را با یک خط یا منحنی افزایشی مناسب به یکدیگر وصل کنید. نمودار باید نشان دهد با افزایش دما، مقدار حل شدن پتاسیم نیترات افزایش می‌یابد.

پاسخ: با افزایش دما، انحلال‌پذیری پتاسیم نیترات در آب افزایش می‌یابد؛ یعنی در آب گرم‌تر مقدار بیشتری از این ماده می‌تواند حل شود.

پاسخ: دمای ۴۵ درجه بین ۴۰ و ۵۰ درجه قرار دارد. بر اساس داده‌های نمونه جدول، مقدار حل‌شده نیز باید بین ۶۵ و ۸۸ گرم باشد و از روی نمودار تقریباً ۷۶ تا ۷۷ گرم به دست می‌آید.

برای یک تقریب خطی:
65 + ((88 − 65) ÷ 2) = 76.5 g

نکته: در خود فعالیت، دانش‌آموز باید نمودار را بر اساس داده‌های واقعی آزمایش خودش رسم کند؛ بنابراین عدد ۴۵ درجه نیز باید از همان نمودار خوانده شود و ممکن است با نمونه بالا کمی تفاوت داشته باشد.

نمونه پاسخ پژوهشی:

قهوه: نوشیدنی قهوه مخلوطی از آب و مواد استخراج‌شده از دانه قهوه است.

روغن زیتون: مخلوطی از انواع چربی‌ها و مقدار کمی ترکیبات طبیعی دیگر موجود در میوه زیتون است.

شامپو: معمولاً از آب، مواد شوینده، مواد نرم‌کننده، رایحه، نگهدارنده‌ها و مواد افزودنی دیگر تشکیل می‌شود.

صابون: از مواد صابونی حاصل از چربی‌ها یا روغن‌ها و مواد افزودنی مختلف مانند آب، رایحه و رنگ تشکیل می‌شود.

پاسخ: روغن‌های مایع گیاهی مانند روغن زیتون معمولاً مقدار بیشتری چربی غیراشباع دارند. استفاده متعادل از این نوع روغن‌ها به جای چربی‌های جامدِ سرشار از چربی اشباع، انتخاب مناسب‌تری در یک برنامه غذایی سالم است.

نمونه نتیجه مورد انتظار: عدد دقیق pH به نوع و غلظت نمونه بستگی دارد؛ بنابراین نتیجه واقعی آزمایش ممکن است کمی متفاوت باشد.

ماده	pH تقریبی	نوع
لیمو	حدود ۲ تا ۳	اسیدی
مایع ظرفشویی	معمولاً بیشتر از ۷	بازی
شیر	حدود ۶ تا ۷	کمی اسیدی
آب پرتقال	حدود ۳ تا ۴	اسیدی

پاسخ: لیمو، شیر و آب پرتقال pH کمتر از ۷ دارند و اسیدی‌اند؛ البته شیر فقط کمی اسیدی است.

پاسخ: در نمونه‌های این فعالیت، مایع ظرفشویی معمولاً خاصیت بازی دارد و pH آن بیشتر از ۷ است.

وسیله	چه موادی را جدا می‌کند؟
کاغذ صافی	جامد نامحلول را از مایع جدا می‌کند؛ مانند جدا کردن ماسه از آب.
قیف جداکننده	دو مایع مخلوط‌نشدنی با چگالی متفاوت را جدا می‌کند؛ مانند آب و روغن.
کمباین	دانه‌های محصول را از بخش‌های دیگر گیاه مانند ساقه و کاه جدا می‌کند.

پاسخ:
دستگاه تقطیر: برای جداسازی مواد بر اساس تفاوت در نقطه جوش و انجام تبخیر و سپس میعان به کار می‌رود؛ مانند تهیه آب مقطر.دستگاه تصفیه آب: با استفاده از مراحل و صافی‌های مختلف، بخشی از ناخالصی‌های آب را جدا می‌کند.

دستگاه دیالیز: وقتی کلیه‌ها نتوانند کار خود را به خوبی انجام دهند، این دستگاه به جدا کردن مواد زائد و مقدار اضافی بعضی مواد از خون کمک می‌کند.

نکته: در همین صفحه کتاب به دستگاه گریزانه (سانتریفیوژ) نیز اشاره شده است. در صنعت با گریزانه می‌توان چربی را از شیر جدا کرد و در آزمایشگاه نیز از آن برای جدا کردن یاخته‌های خون از خوناب (پلاسما) استفاده می‌شود.

پاسخ: برای جداسازی ماسه و نمک مراحل زیر را انجام می‌دهیم:

۱- مقداری آب به مخلوط اضافه می‌کنیم تا نمک در آب حل شود؛ ماسه در آب حل نمی‌شود.
۲- مخلوط را از کاغذ صافی عبور می‌دهیم. ماسه روی کاغذ صافی باقی می‌ماند و محلول آب‌نمک از آن عبور می‌کند.
۳- آب محلول آب‌نمک را تبخیر می‌کنیم تا نمک باقی بماند.

به این ترتیب ابتدا از حل کردن و صاف کردن و سپس از تبخیر برای جداسازی کامل دو ماده استفاده می‌کنیم.

نکته مهم فصل: برای انتخاب روش مناسب جداسازی یک مخلوط باید به تفاوت ویژگی‌های اجزای آن توجه کرد. تفاوت در اندازه ذرات، حل شدن در آب، چگالی، نقطه جوش و سایر ویژگی‌های فیزیکی می‌تواند برای جدا کردن مواد از یکدیگر به کار رود.

جمع‌بندی فصل اول علوم هشتم: ماده خالص از یک نوع ماده تشکیل شده است، در حالی که مخلوط از دو یا چند ماده تشکیل می‌شود. مخلوط‌ها می‌توانند همگن یا ناهمگن باشند. محلول نوعی مخلوط همگن و دارای حلال و حل‌شونده است. مقدار حل شدن مواد به نوع ماده و در بسیاری از موارد به دما بستگی دارد. با کاغذ pH می‌توان اسیدی یا بازی بودن مواد را بررسی کرد. برای جداسازی اجزای مخلوط‌ها نیز بسته به ویژگی مواد از روش‌هایی مانند صاف کردن، قیف جداکننده، تقطیر، تبخیر و گریزانه استفاده می‌شود.