§ 23. Как разделить смесь?

Естествознание, 5 класс. Учебник: Верховцева Л. А. и др. (Алматыкітап баспасы, 2023). Глава 3: Вещества и материалы. Страницы 128–133.

Чему научишься

• Отличать однородные смеси от неоднородных.
• Называть способы разделения смесей: отстаивание, просеивание, фильтрование, выпаривание, магнит, вымораживание.
• Подбирать способ разделения по свойствам веществ в смеси.
• Собирать фильтр из бумаги и проводить фильтрование.

Разминка

• Что такое смесь? Два и больше веществ, перемешанных между собой.
• Какие смеси бывают по происхождению? Природные (воздух, нефть, молоко) и сделанные человеком (шоколад, бетон).
• Что быстрее утонет в воде: камешек или щепка? Камешек. Щепка вообще плавает: она легче воды того же объёма.
• Что останется на стекле, если выпарить водопроводную воду? Белые следы растворённых солей.

Разбираемся

Видно или не видно?

Размешай сахар в стакане воды. Через минуту вода снова прозрачная, крупинок не видно. А теперь размешай в воде толчёный мел. Вода стала мутной, белой, а через время мел опустится на дно.

📌 Однородная смесь — частицы веществ в ней не разглядеть даже в микроскоп. Пример: сладкий чай, солёная вода, воздух, уксус.

Неоднородная смесь — частицы видны глазом или в микроскоп. Пример: вода с мелом, вода с песком, суп, мюсли, молоко.

Однородные смеси вокруг тебя: чай с сахаром, компот без ягод, газировка, воздух в комнате, раствор соли для полоскания горла.

💡 Молоко кажется однородным, но под микроскопом в нём видны капельки жира. Поэтому молоко — неоднородная смесь.

Разделить — значит вытащить каждого «участника»

Сладкая вода может стоять неделю и не меняться. А молоко в тепле через пару дней начнёт делиться само: сверху жир, ниже — комочки белка и жидкость. Чтобы получить отдельно сметану, масло и творог, смесь нужно разделить.

📌 Разделить смесь — значит отделить друг от друга все её компоненты.

Каждый способ разделения опирается на какое-то различие между веществами. Выбирай способ по тому, чем вещества отличаются.

Отстаивание: тяжёлое вниз, лёгкое вверх

Свежевыжатый апельсиновый сок мутный: в нём плавает мякоть. Оставь стакан на полчаса. Мякоть плотнее воды и опустится на дно, а сверху сок станет прозрачнее. Его можно аккуратно слить.

С жиром наоборот: он легче воды и всплывает. Поэтому на остывшем бульоне сверху застывает жирная корочка.

📌 Отстаивание — смесь оставляют в покое, и компоненты расслаиваются из-за разной плотности.

Просеивание и фильтрование: большое не пролезет

Мама просеивает муку через сито. Мелкая мука проходит сквозь дырочки, а комочки и соринки остаются.

📌 Просеивание — разделение смеси твёрдых частиц разного размера.

А если в смеси есть жидкость? Тогда вместо сита берут фильтр — пористый материал, через который жидкость проходит, а твёрдые частицы — нет. Фильтром может быть бумага, ткань, вата, слой песка.

Фильтр из бумаги делают так: круг или квадрат складывают пополам, потом ещё раз пополам, отрезают край по дуге и раскрывают в конус. Конус вставляют в воронку.

📌 Фильтрование — смесь пропускают через фильтр, который задерживает частицы одного из компонентов.

Выпаривание: когда фильтр бессилен

Солёная вода проходит через фильтр целиком: соль растворилась, её частицы слишком мелкие. Тут поможет нагревание. Вода испарится, а соль останется в чашке.

📌 Выпаривание — удаление жидкого компонента смеси нагреванием.

🌟 На озёрах Казахстана соль добывают, по сути, выпариванием. Летнее солнце испаряет воду, а на берегах и дне остаётся соль. Само слово «туз» по-казахски значит «соль» — поэтому так много озёр с названием Тузколь, «солёное озеро».

Магнит и мороз

Если в смеси есть железо, его вытащит магнит: железные опилки прилипнут, а песок останется. Этот способ называют намагничиванием.

Ещё вещества замерзают при разной температуре. Если охладить смесь, одно вещество станет твёрдым, а другое останется жидким. Это вымораживание.

Подберём способ

⚠️ Частая ошибка. «Солёную воду можно профильтровать». Нет! Растворённая соль проходит через любой обычный фильтр. Фильтр задерживает только то, что видно: песок, мел, чаинки.

Как очистить воду дома

Чистая вода нужна для здоровья и для вкусной еды. Дома воду очищают разными способами: отстаивают (муть оседает на дно), кипятят (погибают микробы), замораживают (сначала замерзает более чистая вода), пропускают через фильтр с активированным углём (он впитывает вредные вещества и запахи). Ещё один способ из этого списка — добавление поваренной соли.

👨‍👩‍👧 Родителю. Покажите ребёнку бытовой фильтр-кувшин: внутри картриджа как раз активированный уголь. А накипь в чайнике — наглядный пример того, что остаётся от воды после «выпаривания».

Проверь, как понял

Проверь себя

• Какие смеси называют однородными? Те, в которых частиц веществ не видно даже в микроскоп.
• Какие смеси называют неоднородными? Те, в которых частицы видны глазом или в микроскоп.
• Что значит разделить смесь? Отделить каждый её компонент.
• Что такое фильтр? Пористый материал, который пропускает жидкость и задерживает твёрдые частицы: бумага, ткань, вата, песок.
• Что такое выпаривание? Удаление жидкого компонента смеси при нагревании.
• Что такое вымораживание? Разделение смеси за счёт того, что вещества затвердевают при разной температуре.

Решаем упражнения

№ 1

Какие способы разделения смесей ты знаешь?

Решение. Отстаивание, просеивание, фильтрование, выпаривание, намагничивание (магнит), вымораживание.

Ответ: шесть способов, перечисленных выше.

№ 2

Какую смесь можно разделить выпариванием: а) песка и железных опилок; б) воды и питьевой соды?

Как думать. Выпаривание убирает жидкость. Есть ли жидкость в смеси а)?

Решение. В смеси а) нет жидкости — выпаривать нечего, тут нужен магнит. В смеси б) сода растворена в воде: вода испарится, сода останется.

Ответ: б) воды и питьевой соды.

№ 3

Какую смесь можно разделить отстаиванием: а) бензина и воды; б) сахара и воды?

Как думать. Отстаиванием делят то, что расслаивается. Растворённый сахар не расслоится никогда.

Решение. Бензин с водой не смешивается и легче её. Он соберётся сверху слоем. Сахар растворяется в воде, получается однородная смесь — отстаивать её бесполезно.

Ответ: а) бензина и воды.

№ 4

Дополни: «Разделение … с помощью отстаивания основано на различии в …». «… смесей с помощью … основано на различии размеров частиц».

Ответ: «Разделение неоднородных смесей с помощью отстаивания основано на различии в плотности веществ». «Разделение неоднородных смесей с помощью фильтрования (просеивания) основано на различии размеров частиц».

№ 5

(задание без номера в учебнике: «Подумай и нарисуй») Какие смеси получатся: сахар + вода и вода + мел? Нарисуй их. Сравни на диаграмме Венна. Можно ли обе смеси назвать однородными?

Как думать. Представь оба стакана через 10 минут. В каком что-то осело?

Решение. Рисунок 1: прозрачный стакан — сахарный сироп. Рисунок 2: мутный белый стакан, на дне слой мела. Сахар растворился, его не видно. Мел не растворился, его частицы видны. Значит, однородна только первая смесь.

Ответ: нет; сахар с водой — однородная смесь, мел с водой — неоднородная.

№ 6

(задание без номера в учебнике: схема «Смеси») Заполни схему: на какие две группы делят смеси?

Решение.

• Смеси → однородные (чай с сахаром, солёная вода, воздух).
• Смеси → неоднородные (вода с песком, вода с мелом, мюсли).

Ответ: однородные и неоднородные.

№ 7

(задание без номера в учебнике: работа в паре) Если томатный сок постоит, он разделится на части. Назови эти части и объясни, почему так вышло. А что будет с молоком?

Как думать. Вспомни апельсиновый сок с мякотью. Какая часть плотнее воды?

Решение.

1. Томатный сок: на дне — густая мякоть, сверху — более светлая прозрачная жидкость. Мякоть плотнее жидкости и оседает.
2. Молоко: сверху собираются сливки (жир легче воды). Если молоко постоит в тепле и скиснет, ниже появятся белые комочки белка (будущий творог) и жидкая сыворотка.

Ответ: сок → мякоть внизу и жидкость сверху (разная плотность); молоко → сливки сверху, ниже белок и сыворотка.

№ 8

(задание без номера в учебнике: опыт «Разделение смеси песка и воды») Закрепи воронку в штативе, вставь фильтр, по стеклянной палочке вылей смесь песка и воды. Опиши, что видишь, и сделай вывод.

🧪 Опыт «Фильтруем мутную воду» Оборудование: смесь песка и воды, штатив, воронка, фильтровальная бумага, мерный стакан (колба), стеклянная палочка.

⚠️ Не лей смесь прямо в середину фильтра — бумага может порваться. Уровень жидкости должен быть ниже края бумаги, иначе мутная смесь пройдёт мимо фильтра.

Решение. Вода проходит через поры бумаги и стекает в колбу чистой и прозрачной. Песчинки крупнее пор и остаются на фильтре.

Ответ: вывод — смесь песка и воды можно разделить фильтрованием, потому что частицы песка крупнее пор фильтра.

👨‍👩‍👧 Родителю. Дома опыт легко повторить: воронка, бумажная салфетка или кофейный фильтр, банка. Вместо песка подойдёт земля из цветочного горшка.

№ 9

(задание без номера в учебнике: видеоопыт) Посмотри видео очистки поваренной соли выпариванием. Запиши основные этапы опыта планом и сделай вывод.

Как думать. В каменной соли есть грязь и песок. Нужно убрать и то, что не растворяется, и воду.

Пример ответа. План опыта:

1. Растворить загрязнённую соль в воде, помешивая палочкой.
2. Профильтровать раствор: песок и грязь останутся на фильтре.
3. Налить прозрачный раствор в фарфоровую чашку.
4. Нагревать чашку, пока вода не испарится.
5. На дне остаются белые кристаллы чистой соли.

Вывод: соль очищают двумя способами подряд — фильтрованием (убираем нерастворимые примеси) и выпариванием (убираем воду).

Ответ: план из 5 шагов; соль очищают растворением, фильтрованием и выпариванием.

⚠️ Выпаривание проводят только с учителем: горячий раствор может разбрызгиваться. Нагрев прекращают, когда воды осталось совсем мало — остаток испарится сам.

№ 10

(задание без номера в учебнике: обсуди в группе) Петя насыпал в банку песок, глину и древесные опилки и предложил девочке определить: чистое это вещество или смесь. Она справилась. Что она сделала и как?

Как думать. Чистое вещество выглядит одинаково по всему объёму и ведёт себя одинаково. Попробуй «заставить» компоненты разойтись.

Пример ответа.

1. Она рассмотрела содержимое в лупу: видны разные частицы — светлые песчинки, тёмные опилки, комочки глины.
2. Налила в банку воды и перемешала. Опилки всплыли, песок быстро осел на дно, а глина долго держалась мутью и осела позже.
3. Компоненты разделились — значит, в банке несколько веществ.

Ответ: она залила содержимое водой и дала отстояться: опилки всплыли, песок и глина осели по отдельности — это смесь.

№ 11

(задание без номера в учебнике: обсуди эксперимент) В сосуд налили растительное масло (плотность 0,92 кг/л) и спирт (0,79 кг/л), перемешали и дали отстояться. Где окажется масло: под спиртом или над ним?

Как думать. При отстаивании более плотная жидкость опускается вниз, менее плотная поднимается.

Решение. Сравним: $0{,}92 > 0{,}79$. Литр масла тяжелее литра спирта. Значит, масло опустится вниз, а спирт будет сверху.

Ответ: растительное масло оказалось под спиртом, потому что его плотность больше.

№ 12

(задание без номера в учебнике: «Прочитай и проанализируй научный текст») Оливковое масло — смесь двух компонентов. Один замерзает при −6 °C, другой — при +10 °C. Бутылку поставили в холодильник (от 0 до +4 °C). Озаглавь текст. Почему затвердел компонент с температурой +10 °C? Можно ли разделить смесь в морозилке при −10 °C?

Как думать. Вещество затвердевает, если вокруг холоднее его температуры затвердевания.

Решение.

1. Заголовок: «Как разделить оливковое масло холодом».
2. В холодильнике от 0 до +4 °C. Это холоднее +10 °C, поэтому этот компонент затвердевает. А до −6 °C холодильник не охлаждает — второй компонент остаётся жидким. Жидкую часть можно слить.
3. В морозилке −10 °C. Это холоднее и +10 °C, и −6 °C. Затвердеют оба компонента — разделить не получится.

Ответ: в холодильнике температура ниже +10 °C, поэтому один компонент затвердел; в морозилке при −10 °C затвердеют оба, и смесь не разделится.

💡 В конце урока есть лист самооценки: как ты понял теорию, как провёл опыты, как работал в команде. Отметь честно — так видно, что повторить.

Шпаргалка

• Разделить смесь — отделить каждый компонент.
• Способ выбираем по различию: плотность → отстаивание; размер → сито или фильтр; растворено в воде → выпаривание; железо → магнит; температура затвердевания → вымораживание.
• Растворённое вещество через фильтр проходит.
• Фильтр: бумага, ткань, вата, слой песка.

Мини-тест