در فصل اول علوم هشتم با عنوان «مخلوط و جداسازی مواد» با مواد خالص و مخلوط، مخلوطهای همگن و ناهمگن، محلول، حلال و حلشونده، انحلالپذیری مواد، تأثیر دما بر حل شدن، اسیدی و بازی بودن مواد و روشهای جداسازی اجزای مخلوط آشنا میشویم.
در ادامه جواب فصل اول علوم هشتم شامل پاسخ کامل سؤالهای داخل متن، خود را بیازماییدها، فعالیتها، آزمایش کنید، فکر کنید، اطلاعات جمعآوری کنید، جدولها، نمودار و پرسشهای تصویری صفحات ۲ تا ۸ کتاب علوم هشتم به ترتیب ارائه شده است.
جواب سوالات صفحه ۲ علوم هشتم
الف) موادی که از یک نوع ماده تشکیل شده باشند، مواد خالص نامیده میشوند. مواد خالص را در شکل بالا مشخص کنید.
پاسخ: در شکل ۱، نمک خوراکی و آب مقطر مواد خالص هستند؛ زیرا هرکدام از یک نوع ماده تشکیل شدهاند.
ب) موادی را که از دو یا چند ماده تشکیل شده باشند، مواد ناخالص یا مخلوط مینامند. در شکل بالا مخلوطها را مشخص کنید.
پاسخ: آجیل و شربت آبلیمو مخلوط هستند؛ زیرا از دو یا چند ماده مختلف تشکیل شدهاند.
جواب خود را بیازمایید صفحه ۲ علوم هشتم
مواد زیر را به دو دسته خالص و مخلوط دستهبندی کنید.
| مواد خالص |
مواد مخلوط |
| مس |
سکه |
| شکر |
دوغ |
| — |
آجیل |
| — |
هوای درون بادکنک |
| — |
آبلیمو |
تصویرهای زیر چند نمونه مخلوط را نشان میدهند. حالت فیزیکی هر یک را مشخص کنید.
پاسخ:
آجیل: جامد
هوای درون بادکنک: گاز
آبلیمو: مایع
هر کدام این مخلوطها از چه اجزایی تشکیل شدهاند؟
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.
جواب فعالیت صفحه ۳ علوم هشتم
دو بشر انتخاب، و آنها را شمارهگذاری کنید و در هر دو به مقدار یکسان آب بریزید.
در بشر شماره ۱، یک قاشق خاک و در بشر شماره ۲، یک قاشق نمک بریزید. محتویات بشرها را کاملاً هم بزنید. مشاهدات خود را بنویسید.
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.
الف) محتویات کدام بشر پس از هم زدن شفاف است؟ کدام کدر است؟
پاسخ: محتویات بشر شماره ۲ یعنی آبنمک شفاف و محتویات بشر شماره ۱ یعنی آب و خاک کدر است.
ب) در برخی از مخلوطها ذرههای مواد تشکیلدهنده مخلوط به طور یکنواخت در هم پراکندهاند. این نوع مخلوطها را مخلوط همگن یا محلول مینامند. کدام یک از مخلوطهایی که تهیه کردهاید، محلول و کدام مخلوط ناهمگن است؟ چرا؟
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.
جواب سوالات صفحه ۳ علوم هشتم
آیا تا به حال به دستور پزشک از شربت پادزیست (آنتیبیوتیک) یا شربتهای دیگر مانند شربت معده استفاده کردهاید؟
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.
دوغ، آبلیمو و شربت خاکشیر نمونههای دیگری از مخلوطهای تعلیقهاند. شما چه موارد دیگری را میشناسید؟
پاسخ: از نمونههای دیگر میتوان به آب گلآلود، شربتهای دارویی تعلیقهای، آب پرتقال پالپدار و مخلوط آب و آرد اشاره کرد.
جواب فکر کنید صفحه ۴ علوم هشتم
شکل زیر کدام ویژگی تعلیقه (سوسپانسیون) را نشان میدهد؟
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.
جواب فعالیت صفحه ۴ علوم هشتم
پنج بشر را شمارهگذاری کنید و در هر یک از آنها ۱۰۰ میلیلیتر آب بریزید. در هر بشر به ترتیب ۱، ۲، ۳، ۴ و ۵ گرم کات کبود بریزید و محتویات آن را به هم بزنید. چرا رنگ محلولها با یکدیگر متفاوت است؟
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.
جواب خود را بیازمایید صفحه ۵ علوم هشتم
۱ـ حالت فیزیکی هر یک از محلولهای زیر را مشخص کنید.
۲ـ حلال و حلشوندههای هر یک را مشخص کنید و حالت آنها را بنویسید.
| 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 |
جواب سوالات صفحه ۵ علوم هشتم
۱۰۰ میلیلیتر آب را در یک لیوان بریزید و مقدار ۲۰ گرم نمک خوراکی را در آن حل کنید. آیا تا به حال از خود پرسیدهاید، چه مقدار دیگر از این نمک را باید در آب بریزید و حل کنید تا دیگر نمک در آن حل نشود و در ته لیوان تهنشین شود؟
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.
جواب آزمایش کنید صفحه ۵ علوم هشتم
الف) در ۱۰۰ میلیلیتر آب در دمای ۳۰ درجه سلسیوس چه مقدار نمک خوراکی (سدیم کلرید) حل میشود؟ با انجام دادن آزمایش، درستی یا نادرستی پیشبینی خود را بررسی کنید.
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.
ب) در ۱۰۰ میلیلیتر آب در دمای ۳۰ درجه سلسیوس به جای نمک سدیم کلرید، نمک پتاسیم نیترات بریزید. مقدار نمک حلشده را پیشبینی و آزمایش کنید. از آزمایشهای بالا چه نتیجهای میگیرید؟
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.
جواب فعالیت صفحه ۵ و ۶ علوم هشتم
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 |
پ) دما را روی محور افقی و مقدار ماده حلشده را روی محور عمودی در نظر بگیرید و نمودار را رسم کنید.
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.
ت) از این نمودار چه نتیجهای میگیرید؟
پاسخ: با افزایش دما، انحلالپذیری پتاسیم نیترات در آب افزایش مییابد؛ یعنی در آب گرمتر مقدار بیشتری از این ماده میتواند حل شود.
ث) در دمای ۴۵ درجه سلسیوس چند گرم نمک در آب حل میشود؟ روی نمودار نشان دهید.
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.
جواب اطلاعات جمع آوری کنید صفحه ۷ علوم هشتم
با مراجعه به منابع معتبر و اینترنت درباره مواد سازنده هریک از مخلوطهای نشان داده شده در شکل ۵، اطلاعاتی جمعآوری، و نتایج را به صورت پردهنگار (پاورپوینت) به کلاس گزارش کنید.
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.
روغنهای مایع مانند روغن زیتون چه مزیتی نسبت به روغنهای جامد دارند؟
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.
جواب فعالیت صفحه ۷ علوم هشتم
الف) تکهای از کاغذ پیاچ (pH) را به هر یک از مواد زیر آغشته کنید.
ب) رنگ بهدستآمده روی کاغذ پیاچ (pH) را با الگوی زیر مقایسه و آن را به عدد تبدیل کنید.
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 |
پ) موادی که پیاچ آنها از هفت کمتر است، اسیدیاند. آنها را مشخص کنید.
پاسخ: لیمو، شیر و آب پرتقال pH کمتر از ۷ دارند و اسیدیاند؛ البته شیر فقط کمی اسیدی است.
ت) موادی که پیاچ آنها از هفت بیشتر است، خاصیت بازی دارند. مواد بازی برخلاف اسیدها که ترشمزهاند، مزه تلخ دارند. مواد بازی را بین نمونههای بالا مشخص کنید.
پاسخ: در نمونههای این فعالیت، مایع ظرفشویی معمولاً خاصیت بازی دارد و pH آن بیشتر از ۷ است.
جواب گفت و گو کنید صفحه ۸ علوم هشتم
در هر یک از تصویرهای زیر مشخص کنید هر وسیله چه اجزایی را از هم جدا میکند.
| 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. |
در شکلهای زیر برخی از دستگاههایی که از آنها برای جداسازی استفاده میشود، نشان داده شده است. درباره کاربردهای آنها در کلاس گفتوگو کنید.
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.
جواب فکر کنید صفحه ۸ علوم هشتم
مخلوطی از ماسه و نمک در اختیار دارید. آزمایشی برای جداسازی آنها از یکدیگر پیشنهاد کنید و آن را انجام دهید.
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.
