Kan du skilja blandningen åt?

Vad finns i bägaren?

Vi vill kunna skilja tre ämnen åt som är blandade: vatten, sand och salt. Vi har dem i en bägare. Sanden ser vi som korn på botten. Saltet ser vi inte, för det har löst sig. Det betyder att saltet har delats upp i pyttesmå partiklar som har spridits ut bland vattnets partiklar. Nyckeln är att ämnena har olika egenskaper. Sandkornen är stora och löser sig inte. Saltet är löst. Vatten kan koka bort.

Filtrering: stort fastnar, smått går igenom

Ett filterpapper har pyttesmå hål. Sandkornen är större än hålen och fastnar i filtret. Vattnet och de lösta saltpartiklarna är mycket mindre än hålen och går rakt igenom. Det som rinner igenom kallas filtrat. Filtratet ser klart ut, men det är fortfarande saltvatten. Nu har vi fått ut sanden.

Avdunstning: vattnet går, saltet stannar

Nu har vi saltvatten. Vi värmer det. Vattnets partiklar får mer energi, lämnar vätskan och blir vattenånga i luften. Saltets partiklar kan inte koka bort vid den temperaturen, så de blir kvar. När allt vatten har avdunstat ligger saltet kvar som vita kristaller. Då har vi fått ut saltet, men vattnet har blivit vattenånga och spridits ut i luften.

Destillation: fånga vattnet också

Om vi vill ha kvar vattnet leder vi ångan genom ett kallt rör. Där kyls ångan och blir flytande vatten igen. Det kallas kondensation. Dropparna samlas i en ny bägare. Kokning, kylning och uppsamling tillsammans kallas destillation. Nu har vi separerat alla tre ämnena: sanden i filtret, saltet i kolven och vattnet i den nya bägaren.

Klart är inte samma sak som rent

Titta på de tre glasen. Alla ser likadana ut, men de innehåller olika saker. Det första är kranvatten. Det andra är saltvatten efter filtret. Det tredje kan innehålla bakterier. Lösta ämnen och bakterier syns inte med ögat. Därför kan man aldrig avgöra om vatten går att dricka bara genom att titta på det. Man måste mäta och testa.

Kromatografi och extraktion

Vi vill skilja ämnen åt som har löst sig. Då hjälper ett filter inte, men ämnenas olika egenskaper gör det. Vid papperskromatografi sugs vatten upp genom papperet och tar med sig tuschens färgämnen. De löser sig olika bra och vandrar olika långt, så svart tusch kan delas i blått, rött och gult. Vid extraktion låter man ett ämne lösa sig i ett lösningsmedel, som när rödkålens lila färg löser sig i varmt vatten.

Sammanfattning

Vi vill få ut varje ämne för sig: sand, salt och vatten. Ett filter kan fånga sandkornen medan vatten och löst salt passerar. Saltet är fortfarande kvar i vattnet även om lösningen ser klar ut.

När vattnet avdunstar blir saltet kvar. Om vattenångan också kyls och samlas upp får man destillation. Ett klart vatten är inte automatiskt säkert att dricka.

Destillation kräver att vattnet kokar. Därför gör ni den med din lärare i skolan. Läraren visar hur ångan kyls i ett rör och samlas som rent vatten i ett annat kärl.

Fler metoder bygger på samma idé: ämnen har olika egenskaper. Vid papperskromatografi sätter du en prick tusch på ett papper och låter vatten sugas uppåt. Färgämnena löser sig olika bra och vandrar olika långt. Då syns att svart tusch ofta är en blandning av flera färgämnen.

Kromatografi kan du göra hemma med ett kaffefilter, vattenlösliga tuschpennor och ett glas vatten, gärna med en vuxen. Torka upp och tvätta händerna efteråt.

Vid extraktion utnyttjar man att olika ämnen löser sig olika bra i olika lösningsmedel. Häller man varmt kranvatten över hackad rödkål löser sig det lila färgämnet i vattnet, medan resten av kålen blir kvar. Låt en vuxen skära kålen och hälla upp vattnet.

Granska påståenden om vatten. Ett klart vatten kan innehålla lösta ämnen, så utseendet visar inte vad ett filter tar bort. Fråga efter mätningar före och efter filtret, gjorda av någon som inte säljer det.

Blandning → filtrering → sand i filtret + saltvatten. Saltvatten → avdunstning → salt kvar i kärlet.

Vanliga missförstånd

• Många tror: Ett ämne som har löst sig har försvunnit.

  Men saltet finns kvar i vattnet även om lösningen ser klar ut. När vattnet avdunstar blir saltet kvar i kärlet.

• Många tror: Ett filter fångar det lösta saltet.

  Men ett filter fångar bara större korn, som sand. Saltets joner är spridda bland vattenmolekylerna och går igenom filtret tillsammans med vattnet.

• Många tror: Vattnet skapar de nya färgerna i kromatografin.

  Men färgämnena fanns redan i tuschet. De löser sig olika bra och vandrar olika långt med vattnet, och därför syns att svart tusch ofta är en blandning.

Källor

1. Separating Mixtures (filtrering, avdunstning, destillation med kylare), Chemistry LibreTexts (CK-12)
2. Phases and Classification of Matter (grundämne, förening, blandning; blandningar skiljs åt fysikaliskt), OpenStax Chemistry 2e
3. Filtrering (filtrat), Nationalencyklopedin
4. Destillation, Nationalencyklopedin
5. Dricksvatten, Livsmedelsverket
6. Vattenprov och analys av dricksvattnet (problem kan finnas utan att det syns, luktar eller smakar), Livsmedelsverket
7. Lösning (kemi), Wikipedia på svenska
8. Kommentarmaterial till kursplanen i kemi (extraktion: olika ämnen löser sig i olika lösningsmedel; papperskromatografi), Skolverket
9. Paper chromatography (färgämnena löser sig olika bra och vandrar olika långt), Wikipedia (engelska)
10. Kursplan i kemi, Lgr22, Skolverket