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ブレンドのほとんどの化学的分離は、それらの成分の溶解度または反応性の違いに依存しています。鉄および砂の場合、前者は反応性金属であり、一方、砂は主に二酸化ケイ素からなり、急速には反応しない半金属酸化物である。したがって、それらを分離するための鍵は、鉄と反応してそれを溶解するが砂とは反応しない化合物を同定することにある。
鉄は、多くの金属と同様に、水素ガスとともに、金属ではなく塩または金属の組み合わせを生成するために強酸と反応します。最も容易に入手可能な強酸は、塩酸としても知られているムリア酸、またはHClであり、これは、次のように鉄と反応するであろう。
Fe + 2HCl→FeCl 2 + H 2。
砂は、しかし、塩酸と反応しません。鉄(II)塩またはFeCl 2塩化物は水に溶解し、これは濾過による混合物の迅速かつ便利な分離を可能にする。
説明書
砂は主に二酸化ケイ素を含む (Fotolia.comからのkw-onによる砂の画像)-
プール供給店または金物店でムリア酸を購入する。点眼薬はドラッグストアで購入できます。じょうごは、金物店または自動車用品店で購入できます。濾紙はインターネット上の科学供給店で販売されている。コーヒーフィルターはろ紙に交換することができますが、それらの脆さのために3つまたは4つのフィルターの層で使用されるべきです。
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ガラス容器に3杯から4杯の鉄と砂の混合物を入れ、混合物を覆うのに十分な水を加えます。泡が観察されるまでドロッパーで濃厚ムリア酸を加える。換気のよい場所で、発火源となる可能性のある場所から離れて、この操作を実行してください。
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水素の泡が見えなくなるまで混合物を振る。その後、3〜4滴を追加して、もう一度振ります。
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水素気泡が観察されなくなるまでステップ4を繰り返します。溶液は、溶解した塩化鉄(II)のために青みがかった光を示します。
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ろ紙を一枚に折り、漏斗の中に置きます。漏斗を空のガラス容器の上に置きます。
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ビーカーを水で満たして残りの酸を希釈してから、鉄と砂の混合物をろ紙の上に注ぎます。砂はろ紙の中に残りますが、塩化鉄(II)はそこを通って空のガラスの方へ流れます。 2つの化合物はこのようにして分離される。分離が完了したら、廃棄する前に、鉄(II)とムリア酸クロリドを含む液体を重炭酸ナトリウムで中和する必要があります。気泡が観察されなくなるまで重炭酸ナトリウムを溶液に添加する。
お知らせ
- ムリア酸は腐食性が高く、空気と接触すると白い蒸気を発生する。皮膚や眼との接触を避け、煙霧の吸入を避けること。ゴム手袋と安全ゴーグルを強くお勧めします。それをきれいにすることを試みる前にそれを中和するためにこぼした酸に重曹をふりかけてください。
- ムリア酸と鉄によって生成された気泡は水素ガスです。水素ガスは爆発性です。ガスストーブやオーブンのパイロットなど、炎や発火源となる可能性のある場所から離れて換気のよい場所でこの操作を実行してください。