Concetti Chiave
- La separazione con calamita sfrutta il ferromagnetismo del ferro, che si attacca alla calamita mentre il solfato di rame rimane separato.
- Sciogliendo la miscela in acqua, il solfato di rame passa nella fase liquida, ma si verifica una trasformazione chimica in cui il colore della soluzione cambia e si deposita una polvere rossiccia.
- Il passaggio da una miscela a una soluzione verde bottiglia indica una reazione chimica, che altera completamente le proprietà delle sostanze originali.
- Le trasformazioni chimiche rendono impossibile separare i componenti originali tramite metodi fisici, poiché le sostanze si trasformano in nuove sostanze.
- La manipolazione e l'osservazione sperimentale sono fondamentali per comprendere le differenze tra le separazioni fisiche e chimiche nel contesto della miscelazione di sostanze.
Che cos'è la separazione con calamita?
Supponi di avere come compito la separazione di una miscela formata da cristalli di solfato di rame, blu, solubile in acqua, e di ferro ridotto in polvere. Le ipotesi che di solito vengono proposte sono due.
1. Usare una calamita: infatti il ferro insieme a poche altre sostanze, é attirato dai campi magnetici (ferromagnetismo), mentre non lo é il solfato di rame.
Avvicinando una calamita alla miscela, il ferro si attaccherà alla calamita mentre i cristalli di solfato di rame no. Questa ipotesi si puo' verificare sperimentalmente. Ferro e solfato di rame sono ancora presenti, mantengono le loro proprietà e sono separabili mediante processi che sfruttano le diverse proprietà fisiche delle due sostanze.
2.
Scioglimento e filtrazione
Sciogliere la miscela in acqua e quindi filtrare: l'idea é che il solfato di rame passerà nella fase acquosa, mentre i lferro non solubile resterà sul fondo e potrà essere filtrato (o al limite centrifugato). Verificando sperimentalmente questa ipotesi, si osserva che invece di trovare una soluzione blu con un deposito sul fondo di polvere mettalica grigia di ferro, la soluzione diventa verde bottiglia (nel tempo tende anche a cambiare colore diventando gialla), mentre sul fondo si deposita una polvere rossiccia che alla luce ha una lucentezza metallica. Inoltre il becher si scalda sensibilmente.
Trasformazione chimica
Come si spiega questo? La miscela di solfato di rame e ferro é cambiata completamente: non é più possibile con alcuno dei metodi fisici di separazione isolare il ferro e il solfato di rame. Se si filtra il solido sul fondo e sifa evaporare l'acqua si ottengono una polvere rossiccia e dei cristalli verdastri. Si é verificato qualcosa che ha cambiato completamente la materia. In una miscela, le proprietà del miscuglio stesso richiamano quelle dei singolo componenti, in questo caso cio' che si é ottenuto non assomiglia più alle sostanze di partenza. Quando una trasformazione produce un profondo cambiamento nelle sostanze coinvolte trasformandole in sostanze completamente diversi si definisce trasformazione chimica.
Domande da interrogazione
- Qual è il principio alla base della separazione con calamita?
- Cosa accade quando si scioglie la miscela di solfato di rame e ferro in acqua?
- Come si definisce il cambiamento che avviene nella miscela di solfato di rame e ferro?
La separazione con calamita si basa sul fatto che il ferro, essendo ferromagnetico, viene attratto dai campi magnetici, mentre il solfato di rame non lo è. Avvicinando una calamita alla miscela, il ferro si attacca alla calamita, permettendo la separazione delle due sostanze (testo).
Sciogliendo la miscela in acqua, si osserva che il solfato di rame passa nella fase acquosa, ma invece di ottenere una soluzione blu, si forma una soluzione verde bottiglia con un deposito di polvere rossiccia sul fondo, evidenziando un cambiamento chimico (testo).
Il cambiamento che avviene nella miscela è definito trasformazione chimica, poiché le sostanze coinvolte si trasformano in sostanze completamente diverse, rendendo impossibile la separazione fisica dei componenti originali (testo).
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