过滤与分离

初中化学溶解的盐、水和悬浮砂通过过滤器的理想化传递模型,并明确标示颗粒截留比例

先组装过滤器,再倒入混合物。观察沙子在滤纸上堆积,同时溶解的盐进入接收烧杯。

3D

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测量记录本

更改设置、测试预测并保存结果。最多保留 12 个快照。

关于此实验

在接收烧杯上方组装漏斗和滤纸,然后倒入盐和砂的混合物。溶解的盐随水通过,而完好的滤纸会截留砂。检查两种组分,了解为什么澄清的滤液不一定是纯水。

学习目标

  • 区分溶解物质与悬浮颗粒。
  • 核算进料、截留固体和滤液之间的物料平衡。
  • 比较完好的过滤器与破损或缺失的过滤器。

使用方法

  1. 1组装过滤器,倒入部分混合物。查看水、盐和截留砂的读数。
  2. 2完成倾倒,并检查所有溶解的盐是否都已进入接收容器。
  3. 3使用破损滤纸模型以及不放滤纸的情况重复操作。比较滤液中的砂量。
  4. 4更改起始质量,记录结果,并验证每种物质都已计入。

模型

溶解溶质的转移
截留率 eta 下的粒子衡算

假设

  • 所选的盐已全部溶解,并将水的密度视为 1 g/mL。在所选水量下,所选盐量低于其饱和限度。
  • 完整的纸会截留所有悬浮砂粒;在使用破损纸张的教学模型中,截留率为 20%;不使用纸则不会截留任何砂粒。这些是规定的截留情形,并非经过校准的孔径模型。
  • 转移进度是起始混合物中已处理部分所占的比例。溶解的盐与水一起移动。不考虑滤器滞留、吸附、蒸发以及流动阻力的变化。

在课堂上试试这个实验

  1. Q1过滤后,如何从澄清的滤液中分离出溶解的盐?
  2. Q2为什么破损的滤纸会影响悬浮砂粒,却不会影响溶解盐的比例?

常见问题

滤液澄清是否意味着除水以外的所有物质都已被去除?

不是。在此模型中,溶解的盐会随水一起通过滤纸。

尚未倒完之前,源容器中还剩下什么?

未处理的部分仍含有按比例分配的水、盐和沙子。保留的沙子只计入已被滤纸处理过的颗粒。