Tecniche di separazione dei miscugli

Quando si prepara il caffè con una caffettiera a filtro, l'acqua calda attraversa il caffè macinato e la carta trattiene i fondi, come mostra la figura.

Quale tecnica di separazione avviene dentro la caffettiera?

Dopo aver fritto, in un pentolino restano acqua e olio che formano due strati: l'olio sopra e l'acqua sotto. Se lasci riposare il pentolino e rimuovi con cura lo strato superiore, quale tecnica di separazione stai usando?

Dopo aver cotto un brodo, il grasso resta a galla formando uno strato giallastro in superficie. I cuochi lasciano riposare la pentola e poi tolgono quello strato con un mestolo. Quale tecnica di separazione usano? Quale proprietà del grasso rende possibile il funzionamento di questa tecnica?

In un'officina si sono mescolate limatura di ferro e sabbia. Avvicinando una calamita, la limatura si attacca a essa e la sabbia no, come mostra la figura.

Quale tecnica di separazione si sta usando? Perché funziona?

Alla nonna si sono mescolati ceci e lenticchie nello stesso cassetto. Poiché i ceci sono più grandi, usa un colino: le lenticchie passano attraverso i fori e i ceci restano dentro, come mostra la figura.

Come si chiama questa tecnica?

Nel forno del quartiere setacciano la farina prima di impastare: la farina fine attraversa la rete del setaccio e i grumi restano sopra. Che tecnica è questa? Su quale proprietà delle particelle si basa?

In un impianto di riciclaggio, un nastro trasporta resti di ferro mescolati con plastica e alluminio, e alla fine del nastro c'è un enorme magnete. Quale materiale separa il magnete dal resto? Perché l'alluminio non si attacca al magnete?

In laboratorio vuoi recuperare il sale disciolto in un bicchiere di acqua salata. Scaldi la soluzione: l'acqua evapora a poco a poco e il sale resta sul fondo, come mostra la figura.

Come si chiama questa tecnica?

L'acqua e l'alcol si mescolano perfettamente, ma l'alcol bolle a una temperatura inferiore a quella dell'acqua. Per separarli si scalda il miscuglio: l'alcol evapora per primo, poi quel vapore si raffredda e si raccoglie ormai liquido in un altro recipiente, come mostra la figura.

Qual è la tecnica?

L'evaporazione e la distillazione iniziano allo stesso modo: riscaldando la miscela perché il liquido si trasformi in vapore. In che cosa si differenziano dopo? Pensa a che cosa si recupera in ciascun caso: il solido disciolto o il liquido?

Nelle saline, l'acqua del mare viene lasciata in vasche poco profonde al sole e al vento per settimane, finché sul fondo compare uno strato di sale, come mostra la figura.

Quale tecnica di separazione avviene nelle saline? Che cosa si ottiene e che cosa è successo all'acqua?

Una bottiglia contiene una miscela omogenea di acqua e alcol.

1. a) Spiega perché né la filtrazione né la decantazione servono a separarli.
2. b) Su quale proprietà diversa di acqua e alcol si basa la distillazione per ottenere la separazione?

Immagina di distillare acqua di mare in laboratorio.

1. a) Quale sostanza si raccoglie alla fine, dopo aver raffreddato il vapore? Che cosa resta nel recipiente che viene riscaldato?
2. b) Con questo metodo si potrebbe ottenere acqua potabile dal mare. Perché secondo te non si fa così su larga scala ovunque? Pensa all'energia necessaria.

Nico prova a separare il sale dall'acqua salata con un filtro da caffè, ma il filtro non trattiene nulla. Spiega perché la filtrazione funziona con la sabbia ma non con il sale disciolto, e indica quale tecnica dovrebbe usare Nico per recuperare il sale.

Completa la frase con il nome della tecnica adatta: «Per separare un solido non disciolto da un liquido usiamo la $\dots$; per separare due liquidi che non si mescolano, la $\dots$; e per recuperare un solido disciolto lasciando evaporare il liquido, la $\dots$».

Il filtro di un acquario fa passare l'acqua attraverso una spugna che trattiene le particelle di sporco, e l'acqua torna pulita nella vasca. Quale tecnica di separazione utilizza quel filtro?

Sabbia e sale sono stati mescolati nello stesso barattolo. Metti in ordine i passaggi per separarli e recuperarli entrambi:

1. a) Scaldare l'acqua finché evapora e resta il sale.
2. b) Aggiungere acqua e mescolare perché il sale si sciolga (la sabbia no).
3. c) Versare il miscuglio su una carta da filtro per trattenere la sabbia.

Hai raccolto acqua piovana in un bidone e vuoi pulirla con un filtro casalingo fatto a strati: ghiaia grossa, sabbia fine e cotone, come mostra la figura.

1. a) Quale tecnica di separazione imita questa invenzione?
2. b) Spiega a che cosa serve mettere la ghiaia più grossa nello strato superiore e la sabbia fine sotto.

In laboratorio hai una miscela di sabbia, limatura di ferro e sale, e devi recuperare i tre componenti separatamente. Progetta il procedimento completo: indica ogni passaggio, la tecnica che usi e su quale proprietà dei materiali ti basi.

Ti è caduto del sale nel barattolo del riso. Pensi a due modi per rimediare: separarli a secco con un colino fine, oppure versare tutto in acqua per sciogliere il sale.

1. a) Descrivi ciascun procedimento e indica la tecnica o le tecniche che usa.
2. b) Quale sceglieresti tu? Motiva la tua scelta pensando a che cosa succederebbe al riso con ciascun metodo.

Un gruppo in escursione vuole bere l'acqua di un fiume che scende torbida.

1. a) Metti in ordine ciò che dovrebbero fare: filtrare l'acqua con un panno, lasciarla riposare a lungo, farla bollire.
2. b) Spiega che cosa elimina ciascun passaggio.
3. c) Perché è necessario far bollire l'acqua anche se dopo la filtrazione sembra già pulita?

In un bicchiere mescoli acqua, olio e sabbia, agiti con forza e lasci riposare.

1. a) Prevedi che cosa vedrai dopo un po': quanti strati si formano e che cosa c'è in ciascuno?
2. b) Progetta come separare i tre componenti usando prima la decantazione e poi la filtrazione.

Tre compagni hanno scelto male la tecnica. Trova l'errore di ciascuno e correggilo:

1. a) Alice vuole separare acqua e olio avvicinando una calamita.
2. b) Mario filtra acqua e sale per tenere il sale nel filtro.
3. c) Sofia cerca di separare sabbia e zucchero setacciando, anche se i due granelli hanno la stessa dimensione.

Su un'isola deserta hai solo acqua di mare, un recipiente largo, un foglio di plastica trasparente, un bicchierino e molto sole. Monti il dispositivo della figura: lasci il recipiente con acqua di mare al sole, metti il bicchierino al centro (senza che vi entri acqua di mare) e copri tutto con il foglio di plastica, con un piccolo peso proprio sopra il bicchierino. Dopo alcune ore, il bicchierino contiene acqua pulita.

1. a) Quali due processi (passaggi di stato) avvengono all'interno dell'invenzione? Quale tecnica di laboratorio imita nel suo insieme?
2. b) Perché il sale non arriva mai nel bicchierino?
3. c) Quale fenomeno naturale fa qualcosa di molto simile con l'acqua del mare?