Examen de prova sobre separació de substàncies

1. Amb un embut i un paper de filtre es pot fer una filtració. Raona en quin dels següents casos et serà útil fer una filtració i en quins casos no.

a) Una mescla de sal i pebre negre en pols.

No es pot filtrar, perquè les dues substàncies són sòlides i es quedarien en el paper de filtre.

b) Una mescla d'aigua i pebre negre en pols.

Sí que es pot filtrar. L’aigua es filtraria perquè és un líquid, però el pebre negre es quedaria en el filtre perquè és un sòlid que no es dissol amb aigua.

c)  Una mescla d'oxigen i aigua.

No es pot filtrar perquè com l’oxigen és un gas no es quedaria en el filtre i l’aigua sí que el travessaria.

d)  Una dissolució de nitrat de potassi en aigua. Dada: el nitrat de potassi és soluble en aigua.

No es pot separar. Perquè com el nitrat de potassi és soluble en aigua, les dues substàncies travessaran el filtre. 

e)  Una dissolució de sucre en aigua.

No es pot separar. Perquè el sucre és soluble en l’aigua i estarà dissolt en aquesta, per tant, les dues substàncies travessaran el filtre.

2. En un experiment es reparteix una mostra amb sorra, sal, llimadures de ferro i trossos xicotets de suro. Es separa la mescla en 4 passos seguint el procediment abaix indicat on W, X, Y i Z representen els 4 components de la mescla. Raona quina lletra representa a cada component.

W representa les llimadures de ferro perquè atrauen l’imant.

X representa els trossos xicotets de suro perquè aquests suren en l’aigua.

Y representa la sorra perquè aquesta no es dissol en l’aigua i es pot separar per filtració.

Z representa la sal perquè aquesta es dissol amb l’aigua.

3. La solubilitat de la cafeïna és molt major en diclormetà que en aigua. A més, el diclormetà és immiscible amb l'aigua i més dens que aquest. Per açò es pot extraure la cafeïna d'una beguda de cola. Explica quin procediment seguiràs en el laboratori per fer l'extracció de la cafeïna d'un refresc de cola.

Mesclem el refresc de cola amb el diclormetà en un embut de decantació, aleshores, la cafeïna es dissol en el diclormetà i la resta del refresc no es dissol. El diclormetà i la cafeïna al tindre major densitat que la resta del refresc es queden baix. Després deixem passar la mescla del diclormetà amb la cafeïna i la recollim en un vas de precipitats. 
La destil·lació és un procés que s'ha de fer més d'una vegada perquè sempre s'evapora i no s'aconsegueix una separació de substàncies completa. És més, amb la destil·lació només es pot aconseguir etanol del 96% de puresa.

4.   Explica raonadament quina propietat física es la responsable de que es puga separar l'alcohol d'una beguda alcohòlica en una destil·lació.

La destil·lació es bassa en el punt d’ebullició dels líquids, perquè l’alcohol i l’aigua tenen una temperatura d’ebullició diferent. Per tant, si calfem la mescla d’aigua en alcohol, l’alcohol s’evaporarà abans perquè la seua temperatura d’ebullició és inferior a la de l’aigua, quan s’arribe a la temperatura d’ebullició de l’alcohol, aquest s’evaporarà quedant només l’aigua. Aquest procés s'ha de fer varies vegades perquè en la destil·lació sempre s'evapora aigua i no s'aconsegueix una separació de substàncies completa. És més, amb la destil·lació només es pot aconseguir etanol del 96% de puresa.

5.   Explica raonadament com separaries una mescla de sulfat de coure (II) i sofre si tens en compte les característiques de les dos substàncies:

	Estat a temperatura ambient	Soluble en aigua	Propietats magnètiques
Sulfat de coure (II)	Sòlid	Sí	No
Sofre	Sòlid	No	No

Com podem veure en la taula, l’única diferència entre el sulfat de coure (II) i el sofre, és que el sulfat de coure (II) és soluble en aigua i el sofre no, ja que els dos són sòlids i cap d’ells té propietats magnètiques. Per tant, per a separar la mescla hem d’afegir-li aigua i així el sulfat de coure (II) es dissoldrà, després, per filtració separarem el sofre de l’aigua en la qual està dissolt el sulfat de coure (II). Ja tenim el sofre separat. Seguidament, per a separar el sulfat de coure (II) de l’aigua escalfarem la dissolució i l’aigua s’evaporarà i quedarà només el sulfat de coure (II).