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科学:奇妙的领域/分离混合物

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有些人仍然在开采黄金。照片显示了称为淘金的技术。淘金是一种早期人们开发的分离过程。在淘金过程中,如何将金沙与沙子和其它颗粒分离?使用什么技术将金子与其它颗粒分离?

分离混合物

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每天都会通过将混合物分离成其成分来制造各种物质。自行车、电脑,甚至手机都是由从地下分离出来的材料制成的。原油被提炼成燃料、塑料和食用油类产品。您每天食用的许多食品和饮料,从食盐到低卡可乐,都是使用涉及分离混合物的过程制造的。

一些分离混合物的方法可能对环境产生积极影响。过滤是一种具有积极后果的分离方法。空气和水过滤器是最常见的两种过滤器,是两种最常见的使水和空气清洁的过滤器。

分离混合物的不同方法有哪些?混合物的成分通常很容易分离。常见的混合物分离方法包括用手挑选、倾析、过滤、蒸发、磁性分离。

Filter - a device or material that traps some substances and allows others to pass through

用手挑选

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您已经阅读过,有时混合物中物质的特性很容易看到和处理。您可以用手分离这些物质。分离混合物的各个部分只有在颗粒足够大,能够清楚地看到时才有用。

由固体组成的混合物通常很容易用手分离。例如,您可以用手指从一碗麦片中挑选出葡萄干。您也可以用手分离一些液体混合物和液固混合物。对于岩石和水的混合物,您可以很容易地从水中挑选出岩石。

使用工具

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如果混合物的各个部分难以看到或难以抓住,您可以使用工具将它们分离。使用工具还可以节省时间。以下是用工具分离混合物的方法。

倾析是指小心地将液体倒出,留下容器底部未溶解的物质。它是一种简单快速的分离液体与较重固体颗粒的方法。非均相混合物静置一段时间,使较重的固体颗粒沉淀在容器底部。然后慢慢将称为倾析液的液体倒出,使其与固体分离。但是,如果固体颗粒很轻且很细,则不能使用这种方法。对于沙子和水的混合物,您可以通过倾析将水与沙子(即残渣)分离。

Decantate - a liquid poured off from the mixture while leaving the solid materials

液固混合物也可以使用过滤法分离。这非常适合将轻而细的固体颗粒与液体分离。过滤是在滤纸的帮助下进行的,滤纸有助于将固体颗粒与称为滤液的液体分离。由滤纸分离的固体称为残渣。下图显示了一个过滤装置的例子。

过滤液体
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废水处理涉及使用过滤器将杂质与水分离。这个过程有助于市政当局提供大量经过处理的水用于家庭使用。废水经过过滤后供家庭使用,这是一个过滤对社会和环境产生积极影响的例子。

水净化使用非常精细的过滤器将污垢和一些细菌与水分离。水过滤器可用于改善水的质量。商业水过滤器通常用于在生产不同食品产品期间去除水中的杂质。

过滤空气
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许多人患有哮喘或过敏症,吸入受灰尘、花粉和燃料燃烧产生的其他物质污染的空气会加重这些疾病。雾霾会使一些人无法出门。过滤器可以显著改善室内和室外的空气质量,使人们呼吸到更健康的空气。例如,空气过滤器用于空调中,帮助清洁室内的空气。空气过滤对社会和环境有积极影响。

空气过滤器也用于建筑通风系统,以确保空气中没有灰尘和其他物质。

有一些材料可以与水完全均匀地混合。例如,当您将盐溶解在水中时。您如何将盐溶解在水中?您如何将盐从水中去除?您可以通过蒸发将盐和水的混合物分离。如果您让水蒸发,盐将留在后面。蒸发的水称为水蒸气,剩下的盐就是残渣

多年来,生活在海边的人们利用阳光的热量来蒸发海水并获得盐。海水流入一个称为盐田的低洼地区,周围是堤坝。当水蒸发后,剩下的固体约为 96% 的盐。菲律宾邦板牙省位于第一区的邦板牙省以其优质的盐产品而闻名。

与蒸发不同的是,蒸发的水蒸发后无法收集,而蒸馏可以通过冷却和冷凝水蒸气到一个单独的容器中来收集蒸发的水。盐不会蒸发,因此会留在后面。

distillate - the vapor collected during a distillation process

液体样品的混合物可以通过蒸馏轻松分离。这种分离技术是基于混合物成分沸点的差异。下图显示了一个蒸馏装置。

另一种有用的分离混合物的方法是分馏。这种方法用于根据沸点的差异来分离构成原油的不同物质。下图显示了一个使用分馏来提炼石油的石油设施。

fractional distillation - the process of separating parts of a liquid by heating it gradually so that different parts become gas, then turn back into liquid that can be collected as they cool

筛子过滤器是一种带有微小孔洞的装置,用于分离含有不同尺寸物质的干混合物。当您将混合物放入过滤器时,任何小于孔洞的物质都会掉落。任何大于孔洞的物质都会留在过滤器中。

strainer - This is a container that has many holes of the same size. It is also called sieve.

在海滩上,将贝壳与沙子和贝壳混合物分离需要很长时间。过滤器可以快速将沙子与贝壳分离。

磁性分离
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过滤器和筛子通过筛选较大颗粒与较小颗粒来分离混合物的成分。其他工具可以分离混合物,例如通过利用混合物中材料的特性来分离不同的沸点部分。另一方面,磁铁会吸引或拉动含有金属的物体。磁铁可以用来只拾取混合物中含有金属(如铁屑)的物体。不含金属的其他物体则被留下来。

固体废物回收商经常使用磁铁来分离金属,例如锡、铁和钢,以及其他非金属废物。这些金属会被磁铁吸引,可以从非磁性物质(如木材和塑料)中分离出来。通过这些过程回收的金属可以被熔化并制成其他有用的产品。

工业磁铁从金属回收厂的其他废物中去除钢和铁。

采矿、金属提取、石油精炼以及许多其他工业过程都将有用的纯物质和混合物从其他混合物和溶液中分离出来。像采矿这样的行业专注于从岩石混合物中分离金属。所得金属用于制造汽车到飞机等产品。大多数行业使用技术来提高金属提取效率,并最大限度地降低成本和环境影响。每种方法或流程都对社会或经济带来一些益处。


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