Forrás: petereleven / .com
Az alkohol szeszfőzde
A lepárlás a keverékek, hogy külön tisztítjuk, az anyagok egy ősi technika, ami alátámasztja a modern társadalomban. Alkoholtartalmú italokat és üzemanyagokat állít elő, amelyek a járműveinket táplálják, sőt az orvosi szkennereket is működteti. A lepárlás az egész iparágban megtalálható.
a lepárlás számos felhasználása gazdag történetforrást biztosít a tanítás keretéhez., Például a vízciklus gyakorlatilag egy óriási desztillációs ciklus, amely a hallgatók oktatásának számos szakaszába kapcsolható. A világ olyan területei, amelyek nem férnek hozzá az édesvízhez, és amelyek ivóvizet termelnek, lehetőséget nyújtanak a tudomány társadalmi és környezeti vonatkozásainak megvitatására.
a társadalom nagymértékben támaszkodik a nyersolaj finomított termékeire, valamint a levegőtől frakcionált desztillációval elválasztott anyagokra, és ez összefüggést ad a lepárlás gazdasági vonatkozásainak megvitatására., A levegőből származó hasznos termékek közé tartozik a nitrogén, az oxigén és a nemesgáz, amelyeket széles körben használnak az orvostudományban, az iparban és a kutatásban. A folyékony nitrogén például hűvösen tartja a tárolt biológiai mintákat, míg a folyékony hélium hideg üzemi hőmérsékleten tartja az MRI szkennereket. Az oxigén és az argon az alapvető oxigénacél-előállítási folyamatban, a Kripton lézerek pedig mikroelektronikát termelnek. A gőzlepárlást olyan vegyületek tisztítására is használják, amelyek számos fogyasztói termék részét képezik, beleértve az illatanyagokat és az élelmiszereket is.,
a téma kortárs kontextusba helyezése segít a hallgatóknak értékelni a tudományos oktatás alkalmazhatóságát mindenki számára, nem csak azok számára, akik tudományos karriert keresnek.
más fogalmakra építve
A desztilláció két alapvető fizikai folyamatot egyesít: a párolgást és a páralecsapódást. A diákok Korán találkoznak ezekkel az ötletekkel, és ők biztosítják az alapot a frakcionált lepárláshoz.,
Progresszió fogalmak kapcsolatos lepárlás
Így linkek között halmazállapot változások a mindennapi tapasztalatok a diákok segíthet nekik híd a fogalmi szakadék a makroszkopikus világ az elvont al-mikroszkópos, illetve reprezentációs modellek próbálunk segíteni nekik építeni. Például a párolgás megkülönböztethető a forrástól a pocsolyák szárításával kapcsolatban. A forró zuhany után a fürdőszoba tükör mindennapi találkozás a kondenzációval., Ezenkívül a tisztítás fogalmát egyszerű vizsgálatokkal lehet megszilárdítani, például a “sivatagi túlélés gyakorlati”, amely arra készteti a hallgatókat, hogy visszaszerezzék a homokba ömlött utolsó értékes vizet, mielőtt kiszáradnának.
Az anyag szemcsés jellege kulcsfontosságú ötlet, amelyet a hallgatóknak meg kell tanulniuk, hogy teljes mértékben értékeljék a kémia számos aspektusát, beleértve a desztillációt is. A gondosan használt modellek segíthetnek a részecskemodell körüli tévhitekkel rendelkező hallgatóknak (megtudhatja, hogyan kell használni a kémiai tanítási modelleket a sorozat korábbi cikkével: rsc.li/2xzDLGY.,)
Az anyag szemcsés jellege kulcsfontosságú ötlet, amelyet a hallgatóknak meg kell tanulniuk, hogy teljes mértékben értékeljék a kémia számos aspektusát, beleértve a desztillációt is. A gondosan használt modellek segíthetnek a részecskemodell körüli tévhitekkel rendelkező hallgatóknak.
a diákok az izolált tények gyűjteménye helyett a téma átfogóbb és integráltabb megértését építik fel a kémia fogalmainak összekapcsolásával. Például a részecskemodell egyik korlátozása a részecskék közötti erők figyelmen kívül hagyása., Ezt meg lehet vitatni a desztilláció energetikájával összefüggésben, pl. miért vannak különböző anyagok különböző forráspontokkal.
Tudja meg, hogy a lepárlás hogyan illeszkedik a Nemzeti tantervbe, valamint a GCSE és a-szintű specifikációk a kémia oktatásának honlapján: rsc.li/EiCdistillation.,m (Word or pdf), and GCSE (Word or pdf) and A-level (Word or pdf) 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 GCSE (9-1) Húsz Első Század Tudományos Kémia B |
WJEC Eduqas GCSE (9-1) Kémia | Meghatározott Gyakorlati Munka: SP1B – Elkülönítés a folyadékok lepárlással, pl. etanol a víz, valamint a papír kromatográfiás |
Fejlődő gyakorlati készségek
a Lepárlás practicals igényel pontos megfigyelés, mérés, illetve manipulatív készségek beállításához használja az egyre bonyolultabb készülékek (megtudja, hogyan kell fejleszteni a tanulók megfigyelő készségek egy korábbi cikk ebben a sorozatban: rsc.,li/2gmem7v.)
a 7-11 éves diákok mind digitális, mind analóg hőmérők segítségével bevezethetők a hőmérséklet mérésére. Egy egyszerű kísérlet, amely a víz három fázisát vizsgálja, megfelelő tevékenység, és megerősítheti a párolgás és a forralás közötti különbséget. Azokban az iskolákban, ahol a gyakorlati munkát a felszerelés hiánya korlátozza, több Heath Robinson stílus használható., Például, hogy egy egyszerű nap még termelni desztillált víz az iskola területén ad a diákok egy megfelelő kontextusban, hogy megszilárdítsa a megértés.
11-14 éves korban a hallgatók egyszerű réz-szulfát-oldat lepárlását végezhetik oldalsó kar forró csövekkel vagy kúpos lombikokkal/forró csövekkel, a csövön áthaladó szállítócsővel. A színes oldat előnye a színtelen desztillátum, és az eredeti oldat mélyülő színe, ahogy az oldott anyag koncentráltabbá válik.,
meg lehet vizsgálni, hogy egy folyadék tiszta-e forráspontjának mérésével, bár a forráspont magassága általában kicsi. Egy egyszerű vezetőképességmérő bizonyíthatja a desztillátum relatív tisztaságát az eredeti oldat felett. A forráspont emelkedésének bemutatása jobb lehet. A telített cukor – vízoldatnak forráspontja körülbelül 110°C. A hallgatók jobban láthatják a forráshőmérsékletet egy digitális hőmérőből vagy adatrögzítőből. Ez a demonstráció további előnye, hogy megmutatja a cukor nagyon magas oldhatóságát., A kapott koncentrált cukoroldatból cukorkristályok állíthatók elő, amelyek elválasztási technikaként kapcsolódnak a kristályosodáshoz.
míg az egyszerű lepárlás viszonylag egyszerű a beállításhoz, az ésszerű eredményeknek türelemre van szükségük a hallgatóktól.,kis kondenzációs
Speciális gyakorlati lepárlás
fejlettebb tanulók, 14-16 éves, ismételje meg az egyszerű lepárlás, hogy megszilárdítsa a megértés, készségek, például a fluoreszcein megoldás, amely egyre élénkebben zöld, mint a színtelen víz átdesztillál le., Az egyszerű frakcionált desztillációt szintetikus nyersolaj felhasználásával lehet elvégezni. Frakcionáló oszlopra nincs szükség, mivel a különböző komponensek forráspontjai kellően eltérőek (>25°C az egyes frakciók forráspontja között). Ugyanígy az osztályok a limonént a narancshéjból vagy más illatos vegyületekből desztillálhatják .
mivel az iskolák valószínűleg nem rendelkeznek elegendő készlettel, vagy a 16 év alatti gyermekek vágya a Quickfit üvegáruk kezelésére, ehelyett Liebig kondenzátor használatával demonstrálja a lepárlást ., Frakcionált desztilláció szintetikus nyersolaj frakcionáló oszlop is látható részeként egy általános vita különböző módszerek elérése hasonló eredményeket.
forrás: Royal Society of Chemistry. 4. kép © ymgerman/. com
különböző módszerek a nyersolaj elválasztására: 1. normál forrásban lévő cső szögletes szállítási csővel; 2. oldalsó kar forró cső; 3. frakcionáló oszlop; 4., ipari frakcionálás
a nyersolaj elválasztásának három módszerét tartalmazó diák letöltése az osztályteremben történő felhasználásra: rsc.li/EiCdistillation
a nyersolaj elválasztásának három módszerét tartalmazó diák letöltése az osztályteremben (ppt vagy pdf).
16-18 éves korban a diákok várhatóan egyszerű desztillációt végeznek a QuickFit készülékkel. Ez általában a szerves szintézisben lévő termékek vagy intermedierek tisztítására vonatkozik., Ha rendelkezésre áll a berendezés, a diákok egy frakcionáló oszlopot is használhatnak egyszerű keverékkel, például propán-1-ol (bp 97°C) és 2-metil-propán-1-ol (bp 108°C). Ezenkívül a hallgatóknak lehetőséget kell kapniuk arra, hogy fűtőtesteket használjanak, ha rendelkezésre állnak. Egyetemi szinten a leggyakoribb fűtési módszer a forró lemezeken lévő alumínium fűtőblokkok (pl. Manapság az olajfürdőket ritkán használják.
a javasolt tanítási szekvencia elvégzésére Quickfit lepárlás korosztály 16-18 (HW: házi feladat., CW: classwork)
A cikk számos ötlete hasznos lesz más elválasztási technikákhoz is, mint például a párolgás, a kristályosodás és a szűrés, amelyeket ebben a sorozatban egy későbbi cikk tartalmaz.
töltse le a desztillációs oktatási források listáját, beleértve a kísérleteket, bemutatókat, videókat és animációkat a kémia oktatásának webhelyéről: rsc.li/EiCdistillation
David Paterson az Aldenham School kémia tanára, Elstree
Vélemény, hozzászólás?