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Un mélange de sable et de chlorure de sodium est généralement appelé sel gemme. Lequel des choix de réponse suivants montre le bon ordre nécessaire pour séparer le chlorure de sodium du sel gemme ? (A) Dissolution dans l’eau, filtration, cristallisation. (B) Filtration, dissolution dans l’eau, distillation. (C) Filtration, cristallisation, dissolution dans l’eau. (D) Cristallisation, dissolution dans l’eau, filtration. Ou (E) dissolution dans l’eau, cristallisation, filtration.
Pour nous aider à déterminer le bon ordre des opérations nécessaires pour séparer le chlorure de sodium du sel gemme, définissons brièvement chacun des quatre processus mentionnés dans les choix de réponse. La dissolution dans l’eau se produit lorsqu’un soluté solide se dissout dans l’eau liquide, formant une solution. La distillation est une technique de séparation qui peut être utilisée pour séparer deux liquides miscibles ayant des points d’ébullition différents. La cristallisation est une technique de séparation qui peut être utilisée pour séparer un solide dissous, également connu sous le nom de soluté, d’un liquide, également connu sous le nom de solvant. Et enfin, la filtration est une technique de séparation qui peut être utilisée pour séparer un solide insoluble, ou un soluté insoluble, d’un liquide ou du solvant.
En revenant à notre échantillon de sel gemme, qui, d’après la question, est composé de sable et de chlorure de sodium, il est important de noter que l’échantillon comprend deux substances qui sont toutes deux en phase solide. Cela étant dit, en général, la filtration et la cristallisation sont des techniques de séparation pour les mélanges contenant un soluté solide et un solvant liquide, ou pour les mélanges solide-liquide. Le fait qu’aucun des constituants du sel gemme ne soit en phase liquide signifie que la filtration et la cristallisation ne peuvent pas être la première étape pour séparer le chlorure de sodium du sel gemme. Par conséquent, les choix de réponse (B), (C) et (D) qui indiquent la filtration ou la cristallisation comme première étape du processus de séparation peuvent être éliminés à ce stade.
Cela signifie que les choix de réponse (A) et (E) sont deux possibilités car la première étape consiste à ajouter de l’eau à l’échantillon de sel gemme. En effet, les ions Na+ et Cl- qui composent le chlorure de sodium se dissocient dans l’eau, ce qui rend le chlorure de sodium soluble dans l’eau, alors que le sable ne l’est pas. Par conséquent, ajouter de l’eau au sel gemme crée un mélange solide-liquide. La prochaine partie du processus de séparation du mélange solide-liquide étant soit la filtration dans le choix de réponse (A), soit la cristallisation dans le choix de réponse (E), il semblerait que, puisque les deux techniques peuvent être utilisées pour séparer les mélanges solide–liquide, les deux techniques peuvent être des deuxièmes étapes qui s’appliquent à ce processus de séparation.
Cependant, une différence fondamentale est que le solide doit être insoluble dans le liquide pour que la filtration fonctionne et c’est un solide dissous, ou un solide soluble dans un liquide, lorsque la cristallisation est utilisée. Alors que le chlorure de sodium est un solide dissous dans un liquide et pourrait conduire quelqu’un à décider que la cristallisation est la prochaine étape dans le processus, le sable, ou solide insoluble, empêcherait la cristallisation d’être réussie, puisque tous les solides ne sont pas solubles. Par conséquent, nous pouvons éliminer le choix de réponse (E). Cela signifie que le choix de réponse (A) doit être la bonne réponse. Pour confirmer cela, voyons pourquoi c’est logique que la filtration suivie de la cristallisation soit la deuxième et troisième étape du processus de séparation.
La filtration permettrait aux plus grandes particules de sable insolubles de rester sur le papier filtre, tandis que l’eau et les ions du chlorure de sodium dissous passeraient à travers le papier filtre et seraient recueillis dans une fiole Erlenmeyer. Cela conduira le mélange à ne contenir qu’un seul solide soluble, le chlorure de sodium, dans un liquide. Cela signifie par définition que l’on peut utiliser l’évaporation ou la cristallisation pour séparer le chlorure de sodium de l’eau. Parce que les deux processus peuvent impliquer de chauffer ce type de mélange jusqu’à ce que l’eau s’évapore, laissant le chlorure de sodium solide derrière et complètement séparé de l’échantillon de sel gemme d’origine.
Alors, quel choix de réponse montre le bon ordre nécessaire pour séparer le chlorure de sodium du sel gemme? La réponse est le choix (A) dissolution dans l’eau, filtration, cristallisation.