Ce vei înțelege
- Distingi sedimentarea de decantare.
- Separi rolul densității de miscibilitate.
- Calculezi recuperarea unei componente.
Înainte să începi: Științe exploratorii; Proporții simple și citirea atentă a datelor dintr-un enunț.
Sedimentarea este depunerea particulelor sub acțiunea gravitației; decantarea este separarea unei faze prin transferul atent al alteia. Procesele pot fi folosite împreună, dar nu sunt sinonime și nu garantează o separare completă.
Mai întâi se formează straturile
Într-o suspensie de nisip în apă, grăunțele suficient de mari și mai dense decât lichidul tind să coboare. Mișcarea lor este influențată de dimensiune, formă și rezistența întâmpinată în fluid. Particulele foarte fine pot rămâne dispersate mult timp, astfel încât apa de deasupra nu devine imediat limpede.
Sedimentul este stratul depus. Lichidul de deasupra se numește supernatant. Dacă transferăm supernatantul fără să antrenăm sedimentul, realizăm o decantare. În practică, o parte din lichid rămâne între granule sau deasupra lor.
Și două lichide se pot separa în straturi
Lichidele nemiscibile pot forma faze distincte. Poziția lor depinde de densitate în condițiile date. Această observație nu trebuie generalizată la toate lichidele: apa și etanolul se amestecă, în timp ce apa și un ulei obișnuit pot forma două straturi.
Densitatea explică ordinea straturilor, dar miscibilitatea explică de ce există straturi separate. Două lichide de densități diferite nu se separă obligatoriu dacă interacțiunile dintre ele favorizează amestecarea. Este important să răspunzi la ambele întrebări, nu doar la „care este mai greu?”.
Exemplu rezolvat: cât material s-a separat
Un recipient conține 20 g nisip și 180 g apă. După sedimentare, se decantează 165 g de lichid, presupus apă fără particule în acest model. Nu există evaporare sau pierderi externe.
În recipient rămân 200 − 165 = 35 g de material. Din acestea, 20 g sunt nisip, deci 15 g sunt apă reținută. Proporția din apa inițială recuperată este 165/180 × 100 = 91,7%, rotunjit la o zecimală.
Nu spunem că randamentul separării nisipului este 91,7%, deoarece am calculat recuperarea apei. Dacă lichidul decantat ar conține particule de nisip, ar trebui un bilanț separat pentru fiecare componentă. Cuvântul „recuperare” trebuie legat de materialul urmărit.
Greșeala de evitat
O decantare rapidă poate tulbura sedimentul și transfera particule în lichidul separat. Mai mult timp de așteptare nu elimină toate limitele: unele particule sunt prea fine pentru depunere rapidă. Densitatea este un punct de pornire, iar clasificarea amestecurilor clarifică fazele.
Verificare scurtă
Din 100 g apă asociată unui sediment, decantezi 82 g apă în modelul fără particule antrenate. Recuperarea apei este 82%, iar 18 g rămân în vas. Aceste date nu spun nimic singure despre masa sedimentului sau despre puritatea chimică a apei.
Întrebări frecvente
Decantarea și filtrarea au același mecanism?
Nu. Decantarea folosește separarea fazelor și transferul lor; filtrarea folosește un mediu poros care reține anumite particule.
Un lichid limpede deasupra sedimentului este pur?
Nu neapărat. Poate conține substanțe dizolvate sau particule prea mici pentru a fi observate ușor.
Orice solid se depune la fund?
Nu. Contează densitatea față de lichid, dimensiunea, forma, umectarea și mișcarea fluidului. Unele particule pot pluti sau rămâne dispersate.
