Obohacení destilace

destilace směsi oddělit a očistit látky, je starobylá technika, a jeden, který je základem moderní společnosti. Vyrábí alkoholické nápoje a paliva, která pohánějí naše vozidla, a dokonce udržuje lékařské skenery v práci. Destilace se nachází v celém průmyslu.

mnoho použití destilace poskytuje bohatý zdroj příběhů pro rámování výuky., Například vodní cyklus je účinně obří destilační cyklus a může být spojen s mnoha etapami vzdělávání studentů. Oblasti světa bez přístupu k sladké vodě, které potřebují k výrobě pitné vody, poskytují příležitosti k diskusi o sociálních a environmentálních aspektech vědy.

Společnost silně spoléhá na rafinovaných produktů z ropy, spolu s látkami, oddělí od vzduchu frakční destilací, a to dává kontext diskuse destilace ekonomické aspekty., Užitečné produkty ze vzduchu zahrnují dusík, kyslík a vzácné plyny, které se hojně používají v medicíně, průmyslu a výzkumu. Například tekutý dusík udržuje skladované biologické vzorky v chladu, zatímco tekuté helium udržuje skenery MRI při studené pracovní teplotě. Kyslík a argon foukají v základním procesu výroby kyslíkové oceli a kryptonické lasery produkují mikroelektroniku. Parní destilace se také používá k čištění sloučenin, které jsou součástí mnoha spotřebních produktů, včetně vůní a potravin.,

rámování tématu v relevantních současných kontextech pomáhá studentům ocenit použitelnost vědeckého vzdělávání pro všechny, nejen pro ty, kteří hledají vědeckou kariéru.

v návaznosti na další koncepty

destilace kombinuje dva základní fyzikální procesy: odpařování a kondenzace. Studenti se s těmito myšlenkami setkávají brzy a poskytují základ pro postup k frakční destilaci.,

Vytváření vazeb mezi fyzické změny stavu a každodenní zkušeností studentů, kteří jim mohou pomoci překlenout koncepční rozdělit mezi makroskopického světa a abstraktní sub-mikroskopické a reprezentační modely se snažíme, aby jim pomohla vybudovat. Například odpařování lze odlišit od varu odkazem na sušení kaluží. Koupelnové zrcadlo po horké sprše je každodenní setkání s kondenzací., Navíc, koncept čištění může být konsolidovány pomocí jednoduchých vyšetření, např. na Poušti, přežití, praktické‘, že výzvy studentů k obnovení jejich poslední drahocennou vodu vylila na písku před dehydratovat.

Studenti vybudovat více komplexní a integrované chápání předmětu, spíše než sbírka izolovaných faktů, tím, že vazby mezi pojmy v chemii. Například jedním omezením modelu částic je nedostatečné zohlednění sil mezi částicemi., To lze diskutovat v souvislosti s energetikou destilace, například proč mají různé látky různé body varu.

Distillation practical work in GCSE specifications

GCSE specification	Practical work
AQA GCSE Chemistry (8462)	Required practical activity 8 – Analysis and purification of water samples from different sources, including pH, dissolved solids and distillation
Edexcel GCSE (9-1) Chemistry	Core practical 2.,td>OCR MATURITY (9-1) jedenadvacátého Století Chemie B
WJEC Eduqas MATURITY (9-1) Chemie	Zadané Praktické činnosti: SP1B – Separace kapalin destilací, např. ethanol od vody, a papírové chromatografie

Rozvoj praktických dovedností

Studenti ve věku 7-11 let mohou být zavedeni k měření teploty pomocí digitálních i analogových teploměrů. Jednoduchý experiment při pohledu na tři fáze vody je vhodnou aktivitou a může posílit rozdíl mezi odpařováním a vařením. Ve školách, kde je praktická práce omezena nedostatkem vybavení, by se dalo použít více Vřesovištního stylu., Například, dělat jednoduché solární pořád na výrobu destilované vody v půdě školy dává studentům relevantní kontext upevnit jejich pochopení.

Ve věku 11-14, studenti mohou provádět jednoduché destilace roztoku síranu měďnatého pomocí bočního ramene vroucí trubky, nebo erlenmeyerových baněk/vařící trubky s dodací trubice prochází zátkou. Výhody zbarvený roztok je bezbarvý destilát, a prohloubení barvy původního roztoku jako rozpuštěné látky se stává více koncentrovaná.,

zda je kapalina čistá, lze vyšetřit měřením jejího bodu varu, i když Nadmořská výška bodu varu bývá malá. Jednoduchý měřič vodivosti může prokázat relativní čistotu destilátu oproti původnímu roztoku. Ukázka zvýšení bodu varu může být lepší. Nasycený roztok cukru a vody má teplotu varu kolem 110°C. studenti budou moci vidět teplotu varu jasněji z digitálního teploměru nebo záznamníku dat. Tato demonstrace má další výhodu v tom, že ukazuje velmi vysokou rozpustnost cukru., Cukrové krystaly mohou být vyrobeny z výsledného koncentrovaného cukerného roztoku, což souvisí s krystalizací jako separační technikou.

zatímco jednoduché destilace je poměrně jednoduché nastavit, rozumné výsledky potřebují trpělivost od studentů.,ittle kondenzace

Wrap dodání trubek v tkání namočeným ve studené vodě Silné pachy, emitované z frakce při destilaci organických směsí Mějte sběrné zkumavky v ledové vodě, a šup, jakmile kolekce je kompletní

Pokročilé praktické destilace

Více pokročilé, ve věku 14-16 let, může opakovat jednoduché destilace upevnit znalosti a dovednosti, například s fluorescenční roztok, který se stává více živě zelené jako bezbarvý vodou destiluje pryč., Jednoduchá frakční destilace může být provedena za použití syntetické ropy. V rektifikační koloně, není potřeba, jak různé složky mají dostatečně odlišné body varu (>25°C bod varu jednotlivých frakcí). Stejně tak mohou třídy destilovat limonen z pomerančové kůry nebo jiných vonných sloučenin .

vzhledem k tomu, že školy pravděpodobně nebudou mít dostatečnou sadu nebo touhu pro mladší 16 let zpracovávat sklo Quickfit, namísto toho demonstrujte destilaci pomocí kondenzátoru Liebig ., Frakční destilace syntetické ropy s frakcionační kolonou by mohla být také ukázána jako součást obecné diskuse o různých metodách pro dosažení podobných výsledků.

ve věku 16-18 let se očekává, že studenti provedou jednoduchou destilaci s přístrojem QuickFit. To je obvykle v souvislosti s čištěním produktů nebo meziproduktů v organické syntéze., Pokud je zařízení k dispozici, studenti mohli také použít frakcionační sloupec s jednoduchou směsí, např. propan-1-ol (bp 97°C) a 2-methyl-propan-1-ol (bp 108°c). Kromě toho by studenti měli mít možnost využít topné pláště, pokud jsou k dispozici. Na bakalářské úrovni jsou nejčastější metodou ohřevu hliníkové topné bloky (např. V současné době se olejové lázně používají jen zřídka.

Mnoho z myšlenek v tomto článku bude také být užitečné pro další separační techniky, jako je například odpařování, krystalizace a filtrace, kterou se bude zabývat v dalším článku v této sérii.

David Paterson je učitel chemie na Aldenham School, Elstree