Séparer les constituants d'un mélange : décantation, filtration, évaporation, ampoule à décanter, distillation
SciencesMatière et matériaux11–12 ansLaboratoire virtuel
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À suivre dans Matière et matériaux
Choisissez un mélange (sable–eau, sel–eau, huile–eau, éthanol–eau ou eau boueuse) et une méthode de séparation, regardez le déroulement puis vérifiez le résultat : séparation complète, partielle ou impossible, et pourquoi. Les élèves peuvent changer de méthode directement dans la barre d'outils pour trouver celle qui convient aux propriétés des substances. L'écran Autres méthodes ajoute le tri à la main, le battage, le vannage (le vent emporte la balle légère loin du grain), le tamisage selon la taille des particules, le barattage de la crème en beurre, la sublimation du chlorure d'ammonium, la centrifugation du lait à une vitesse choisie et la floculation de l'eau boueuse à l'alun avant décantation ; chaque méthode indique la propriété utilisée. L'écran de planification permet d'ordonner les étapes qui séparent un mélange de plusieurs substances.
Leçon : Méthodes de séparation : décantation, filtration, évaporation, ampoule à décanter, distillation ; fondées sur les propriétés différentes des substances
Ce qu’elle montre
On peut séparer un mélange parce que ses constituants gardent leurs propriétés, et chaque méthode exploite une différence. La décantation et la filtration utilisent l'insolubilité et la masse volumique, l'évaporation récupère un solide dissous, l'ampoule à décanter sépare des liquides non miscibles et la distillation utilise les températures d'ébullition. D'autres méthodes utilisent la taille (tamisage, tri à la main), la masse face au vent (vannage après battage), la masse volumique dans une rotation rapide (centrifuger la crème du lait), la sublimation (chlorure d'ammonium et sel), la floculation (l'alun fait déposer l'argile fine) et l'agglomération de la matière grasse (baratter le beurre). Plusieurs méthodes dans le bon ordre séparent un mélange de nombreuses substances.
Mode d’emploi
Sur le premier écran, choisissez un Mélange, prévoyez la bonne Méthode de séparation, puis observez et lisez le verdict. Sur Autres méthodes, choisissez une méthode, réglez sa variable (Vitesse du vent, Taille des trous, Température de la crème, Température de chauffage, Vitesse et Durée de rotation, ou Dose d'alun) et cliquez sur Lancer ; pour le tri à la main, touchez les cailloux. Les résultats vont dans le tableau ; la centrifugeuse et l'alun ont des tâches. Sur Planifier une séparation, choisissez le Mélange à séparer, ajoutez les étapes dans l'ordre et cliquez sur Vérifier le plan pour voir l'effet de chaque étape.
Paramètres modifiables
- Mélange Sable et eau, Sel de cuisine dissous dans l'eau, Huile de cuisine et eau, Éthanol (alcool) et eau, Eau boueuse (limon)
- Méthode de séparation Décantation, Filtration, Évaporation, Ampoule à décanter, Distillation
- Vitesse de l'animation 0,5–3 ×
- Afficher la méthode conseillée
- Écran Filtration, évaporation, distillation, Autres méthodes, Planifier une séparation
- Méthode Tri à la main, Battage, Vannage, Tamisage, Barattage, Sublimation, Centrifugation, Alun puis décantation
- Vitesse du vent 0–10 m/s
- Taille des trous 0,5–10 mm
- Température de la crème 4–30 °C
- Température de chauffage 100–400 °C
- Vitesse de rotation 0–6000 tr/min
- Durée de rotation 1–30 min
- Dose d'alun 0–60 mg/L
- Mélange à séparer Sable, sel et chlorure d'ammonium, Blé moissonné (avec cailloux), Eau boueuse et salée, Lait entier
Questions à explorer
- Pourquoi la filtration ne sépare-t-elle pas le sel de l'eau salée, et quelle méthode y parvient ?
- Quelle propriété de l'éthanol et de l'eau permet de les séparer par distillation ?
- Quelle méthode sépare le plus simplement l'huile de cuisine de l'eau, et quel liquide sort en premier de l'ampoule ?
Questions fréquentes
Comment choisir la bonne méthode pour séparer un mélange ?
On choisit la méthode d'après la propriété qui distingue les constituants : filtration ou décantation pour un solide insoluble dans un liquide, évaporation pour un solide dissous, ampoule à décanter pour des liquides non miscibles, distillation pour des températures d'ébullition différentes et tamisage pour des tailles différentes. Un mélange de nombreuses substances demande plusieurs de ces méthodes dans un ordre logique.
Quelle est la différence entre la décantation et la filtration ?
La décantation consiste à verser le liquide clair une fois le solide déposé, tandis que la filtration fait passer le mélange à travers un papier filtre qui retient le solide. La décantation est rapide mais laisse un peu de liquide avec le solide et n'élimine pas les particules très fines en suspension, alors que la filtration retient des particules plus fines et donne un liquide plus propre, mais plus lentement.
Pourquoi l'alun clarifie-t-il l'eau boueuse ?
L'alun clarifie l'eau boueuse parce que ses ions Al³⁺ neutralisent les charges de même signe qui tiennent à distance les fines particules d'argile, qui s'agglomèrent alors en flocons lourds et se déposent, si bien qu'on peut verser l'eau claire. La dose compte, car un excès d'alun les remet en suspension, et l'eau doit encore être filtrée et désinfectée avant d'être bue.
Idées pour la classe
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