Sursa: petereleven / .com
O distilerie de alcool
distilarea amestecurilor de a separa și purifica substanțe este o tehnica veche, și una care stă la baza societății moderne. Produce băuturi alcoolice și combustibili care alimentează vehiculele noastre și chiar menține scanerele medicale funcționale. Distilarea se găsește în întreaga industrie.numeroasele utilizări ale distilării oferă o sursă bogată de povești pentru a încadra predarea., De exemplu, ciclul apei este în mod eficient un ciclu de distilare gigant și pot fi legate în mai multe etape ale educației elevilor. Zonele lumii fără acces la apă dulce care trebuie să producă apă potabilă oferă oportunități pentru discutarea aspectelor sociale și de mediu ale științei.
societatea se bazează în mare măsură pe produse rafinate din țiței, împreună cu substanțe separate de aer prin distilare fracționată, iar acest lucru oferă context pentru discuții despre aspectele economice ale distilării., Produsele utile din aer includ azotul, oxigenul și gazele nobile, care sunt utilizate pe scară largă în medicină, industrie și cercetare. De exemplu, azotul lichid menține probele biologice stocate la rece, în timp ce heliul lichid menține scanerele RMN la o temperatură de lucru rece. Oxigenul și argonul suflă în procesul de bază de fabricare a oțelului de oxigen, iar laserele krypton produc microelectronică. Distilarea cu abur este, de asemenea, utilizată pentru purificarea compușilor care fac parte din multe produse de consum, inclusiv parfumuri și alimente.,încadrarea temei în contexte contemporane relevante îi ajută pe elevi să aprecieze aplicabilitatea unei educații științifice pentru toți, nu doar pentru cei care caută o carieră științifică.
bazându-se pe alte concepte
distilarea combină două procese fizice fundamentale: evaporarea și condensarea. Elevii întâlnesc aceste idei încă de la început și oferă baza pentru progresia către distilarea fracționată.,
Progresia conceptelor legate de distilare
de a Face legături între starea fizică schimbări și experiențe de zi cu zi a elevilor îi pot ajuta pod conceptual împărțiți între macroscopic lume și abstract sub-microscopice și modele de reprezentare suntem încercarea de a le ajuta să construiască. De exemplu, evaporarea se poate distinge de fierbere prin referire la uscarea bălților. Oglinda de baie după un duș fierbinte este o întâlnire de zi cu zi cu condens., În plus, conceptul de purificare poate fi consolidat folosind investigații simple, cum ar fi „practica de supraviețuire în deșert” care provoacă elevii să-și recupereze ultima apă prețioasă vărsată pe nisip înainte de a se deshidrata.natura particulelor materiei este o idee cheie pe care elevii trebuie să o stăpânească pentru a aprecia pe deplin multe aspecte ale chimiei, inclusiv distilarea. Utilizate cu atenție modele pot ajuta studenții cu concepții greșite în jurul particulelor model (afla cum să utilizați modele de chimie în predare cu un articol anterior din această serie: rsc.li/2xzDLGY.,natura particulelor materiei este o idee cheie pe care elevii trebuie să o stăpânească pentru a aprecia pe deplin multe aspecte ale chimiei, inclusiv distilarea. Modelele utilizate cu atenție pot ajuta studenții cu concepții greșite în jurul modelului de particule.studenții construiesc o înțelegere mai cuprinzătoare și mai integrată a subiectului, mai degrabă decât o colecție de fapte izolate, făcând legături între concepte în chimie. De exemplu, o limitare a modelului de particule este lipsa de luare în considerare a forțelor dintre particule., Acest lucru poate fi discutat în contextul energeticii distilării, de exemplu, de ce diferite substanțe au puncte de fierbere diferite.aflați cum distilarea se încadrează în Curriculum-ul național și specificațiile GCSE și A-level pe site-ul educație în chimie: 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) secolul al xxi-Lea Știința Chimie B |
| WJEC Eduqas GCSE (9-1) Chimie | se specifică lucrări Practice: SP1B – Separarea lichidelor prin distilare, de exemplu etanol din apă, și prin cromatografie pe hârtie |
Dezvoltarea abilităților practice
Distilare practice sunt necesare precise de observare, măsurare și manipulare aptitudinile necesare pentru a configura și de a folosi din ce în ce mai complexe aparate (afla cum să dezvolte elevilor abilități de observare cu un articol anterior din această serie: rsc.,li/2gmem7v.)
practicile de distilare necesită abilități precise de observare, măsurare și manipulare pentru a configura și utiliza aparatul din ce în ce mai complex.elevii cu vârste cuprinse între 7 și 11 ani pot fi introduși la măsurarea temperaturii folosind termometre digitale și analogice. Un experiment simplu privind cele trei faze ale apei este o activitate adecvată și poate consolida diferența dintre evaporare și fierbere. În școlile în care munca practică este limitată de lipsa echipamentului, ar putea fi folosit un stil mai Heath Robinson., De exemplu, a face un simplu solar încă pentru a produce apă distilată în școală oferă elevilor un context relevant pentru a-și consolida înțelegerea.la vârsta de 11-14 ani, elevii pot efectua distilarea simplă a soluției de sulfat de cupru folosind tuburi de fierbere cu braț lateral sau baloane conice/tuburi de fierbere cu tubul de livrare trecut printr-un coș. Beneficiile unei soluții colorate sunt distilatul incolor și culoarea profundă a soluției originale pe măsură ce substanța dizolvată devine mai concentrată.,
dacă un lichid este pur ar putea fi investigat prin măsurarea punctului său de fierbere, deși creșterea punctului de fierbere tinde să fie mică. Un simplu contor de conductivitate poate demonstra puritatea relativă a distilatului față de soluția originală. O demonstrație a înălțimii punctului de fierbere poate fi mai bună. O soluție saturată de apă cu zahăr are un punct de fierbere de aproximativ 110°C. elevii vor putea vedea mai clar temperatura de fierbere dintr-un termometru digital sau înregistrator de date. Această demonstrație are avantajul suplimentar de a arăta solubilitatea foarte mare a zahărului., Cristalele de zahăr pot fi produse din soluția concentrată de zahăr rezultată, iar acest lucru se leagă de cristalizare ca tehnică de separare.în timp ce distilarea simplă este relativ simplă de configurat, rezultatele rezonabile au nevoie de răbdare din partea studenților.,putin condens
Avansat practice de distilare
cei care învață Mai avansate, în vârstă de 14-16, se poate repeta distilarea simplă de a consolida înțelegerea și abilitățile, de exemplu cu o soluție de fluoresceină, care devine mai viu verde ca o apă incoloră distilă în proporție de minimum off., Distilarea fracționată simplă poate fi efectuată folosind țiței sintetic. Nu este necesară o coloană de fracționare, deoarece diferitele componente au puncte de fierbere suficient de diferite (>25°C între punctul de fierbere al fiecărei fracții). În mod similar, clasele pot distila limonenul din coaja de portocală sau alți compuși parfumați .deoarece este puțin probabil ca școlile să aibă un kit suficient sau dorința ca sub 16 ani să se ocupe de articolele din sticlă Quickfit, demonstrați distilarea folosind un condensator Liebig ., Distilarea fracționată a țițeiului sintetic cu o coloană de fracționare ar putea fi, de asemenea, prezentată ca parte a unei discuții generale despre diferite metode pentru obținerea unor rezultate similare.
Sursa: Societatea Regală de Chimie. Imaginea 4 © ymgerman/. com
diferite metode de separare a țițeiului: 1. tub normal de fierbere cu tub de livrare unghiular; 2. tub de fierbere braț lateral; 3. coloana de fracționare; 4., industriale de fracționare
Download slide-uri care conțin aceste imagini dintre cele trei metode de separare a petrolului brut pentru utilizarea în clasă: rsc.li/EiCdistillation
Download slide-uri care conțin aceste imagini dintre cele trei metode de separare a petrolului brut pentru utilizarea în clasă (ppt sau pdf).la 16-18 ani, elevii sunt așteptați să efectueze o distilare simplă cu aparate QuickFit. Acest lucru este, de obicei, în contextul purificării produselor sau intermediarilor în sinteza organică., Dacă echipamentul este disponibil, studenții ar putea folosi și o coloană de fracționare cu un amestec simplu, de exemplu propan-1-ol (bp 97°C) și 2-metil-propan-1-ol (bp 108°C). În plus, studenții ar trebui să aibă posibilitatea de a utiliza mantale de încălzire, dacă sunt disponibile. La nivel de licență, blocurile de încălzire din aluminiu (de exemplu, blocurile DrySyn) de pe plăcile fierbinți sunt cea mai obișnuită metodă de încălzire. În zilele noastre, băile de ulei sunt rareori folosite.
o secvență de predare sugerată pentru efectuarea distilării Quickfit cu vârste cuprinse între 16 și 18 ani (HW: temele., Multe dintre ideile din acest articol vor fi, de asemenea, utile pentru alte tehnici de separare, cum ar fi evaporarea, cristalizarea și filtrarea, care vor fi acoperite într-un articol ulterior din această serie.
a Descărca o listă de distilare resurse de predare, inclusiv experimente, demonstrații, clipuri video și animații de Educație în Chimie-ul: rsc.li/EiCdistillation
David Paterson este un profesor de chimie la Aldenham Școală, Elstree
Lasă un răspuns