Classe seconda, secondaria di secondo gradoPercorso edumaterial
Che cosa imparerai
- Riconoscere acqua e sabbia come miscuglio eterogeneo in questo modello.
- Spiegare che la filtrazione trattiene granuli insolubili sufficientemente grandi.
- Distinguere il filtrato da una sostanza necessariamente pura.
Prima di iniziare
- Miscuglio
- Solubilità qualitativa
- Osservazione di materiali
L'idea centrale
In un miscuglio didattico di acqua e sabbia, parte dei granuli resta visibile e si può separare facendo passare il liquido attraverso carta da filtro. I granuli abbastanza grandi rimangono sulla carta; il liquido raccolto sotto è il filtrato. La figura mostra il percorso in un apparato allineato, non un'analisi reale della purezza dell'acqua.
Per affrontare «Acqua e sabbia: che cosa separa un filtro?», parto da questa domanda concreta: Riconoscere acqua e sabbia come miscuglio eterogeneo in questo modello. Il caso di riferimento è «Mescoli acqua e piccoli chicchi di riso: un filtro con maglie adatte che cosa trattiene?». Lo scopo del percorso è saper spiegare perché una risposta regge e quali dati non sono disponibili. Il filtro trattiene particelle di sabbia più grandi dei passaggi del materiale filtrante. Il filtrato può apparire limpido e contenere comunque sale disciolto: separazione meccanica e purezza sono domande diverse. Descrivi prima ciò che è stato osservato o ciò che lo schema rappresenta; soltanto dopo proponi un processo o una classificazione. Un modello evidenzia pochi elementi e può nasconderne altri, perciò non si misura dal disegno una quantità che non è riportata. Se il caso riguarda un campione, annota quali condizioni sono note, quale confronto è disponibile e che cosa rimane da controllare. Una singola proprietà visibile raramente basta per una conclusione generale.
Un passo in più
La filtrazione funziona quando le particelle da separare sono trattenute dal materiale filtrante mentre il fluido passa. Granuli diversi richiedono pori adeguati; un filtro troppo largo lascia attraversare il solido. Sostanze disciolte normalmente passano con il liquido attraverso la carta ordinaria. Filtrato limpido significa assenza di particelle visibili alla scala considerata, non purezza chimica verificata.
- Regola e condizioni
- La filtrazione separa particelle solide non disciolte in base alla possibilità di attraversare il filtro. Un soluto disciolto, come il sale in acqua, può passare con il liquido: un filtrato trasparente non è per questo acqua pura.
Passo per passo
- Descrivi ciò che si osserva nel miscuglio prima della separazione.
- Predici quale componente dovrebbe restare sulla carta.
- Raccogli il filtrato senza confonderlo con il residuo.
- Dichiara che cosa non si può dedurre solo dall'aspetto del filtrato.
Esempio svolto
Mescoli acqua e piccoli chicchi di riso: un filtro con maglie adatte che cosa trattiene?
- Confronto dimensione dei chicchi e passaggi del filtro.
- I chicchi restano sopra; l'acqua passa.
- Controllo: La scelta del filtro deve essere adeguata al campione.
I chicchi di riso.
Errore da evitare
Chiamare «acqua pura» il filtrato perché appare trasparente: trasparenza e composizione chimica sono proprietà diverse.
Laboratorio 2: Caso guidato 2
Nel filtrato di acqua con zucchero disciolto, un filtro di carta ordinario elimina lo zucchero?
- Le molecole disciolte attraversano i pori della carta ordinaria.
- La filtrazione separa particelle più grandi.
- Serve un altro metodo per separare il soluto.
No.
Laboratorio 3: Caso guidato 3
Dopo filtrare acqua e riso, come chiami il liquido raccolto?
- Distinguo residuo sul filtro e liquido passato.
- Il liquido che attraversa è il filtrato.
- Il nome non garantisce purezza chimica.
Filtrato.
Laboratorio 4: Caso guidato 4
Un filtrato appare limpido: puoi dichiararlo acqua pura senza analisi?
- La trasparenza non rivela soluti invisibili.
- Sostanze disciolte possono essere presenti.
- Serve un test pertinente alla purezza richiesta.
No.
Laboratorio 5: Caso guidato 5
Se il filtro è troppo largo rispetto ai granuli, la separazione sarà completa?
- Confronto dimensioni di granuli e pori.
- Parte dei granuli può attraversare.
- Occorre scegliere un mezzo filtrante adeguato.
No.
Per approfondire e verificare
- Dimensione delle particelle e pori del filtro contano; particelle molto fini possono attraversare una carta inadatta.
- Si tratta di un modello di laboratorio scolastico; il disegno non garantisce potabilità o sterilità.
- Alla fine, riprendo l'errore più probabile: Chiamare «acqua pura» il filtrato perché appare trasparente: trasparenza e composizione chimica sono proprietà diverse. Lo confronto con il controllo dell'esempio iniziale: La scelta del filtro deve essere adeguata al campione. Il supporto visivo aiuta in questo punto preciso: Separare visivamente miscuglio iniziale, residuo sul filtro e filtrato raccolto. Il suo limite va conservato nel ragionamento: La limpidezza disegnata non prova purezza, sicurezza o assenza di soluti disciolti. Prova a formulare una previsione controllabile a partire dalla spiegazione e confrontala con un caso che cambia una sola condizione. Se la previsione non è verificabile con i dati disponibili, dichiaralo; non riempire il vuoto con una caratteristica inventata. Collega la risposta ai termini specifici della lezione e separa l'esito del caso simulato dalla regola più ampia che si sta studiando.
Prova subito
Un bicchiere contiene acqua, sale completamente disciolto e granuli visibili di sabbia. Quanti componenti sono dichiarati e quante fasi si distinguono alla scala comune?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: Tre componenti e due fasi visibili.
Acqua e sale formano una soluzione liquida uniforme; la sabbia solida resta distinguibile.
Risposta: Tre componenti e due fasi visibili.
Acqua e sale formano una soluzione liquida uniforme; la sabbia solida resta distinguibile.
In una filtrazione nuova il filtro trattiene 4 g di sabbia inizialmente presente in 20 g di miscela. Quale massa di sabbia resta sul filtro se non vi sono perdite?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: 4 g.
Il filtro adatto trattiene tutta la porzione di sabbia dichiarata; la massa del resto non serve.
Risposta: 4 g.
Il filtro adatto trattiene tutta la porzione di sabbia dichiarata; la massa del resto non serve.
Una miscela di 100 g contiene solo 20 g di sabbia non disciolta e 80 g di acqua. Un filtro adatto trattiene tutta la sabbia senza perdite. Quale massa passa nel filtrato?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: 80 g.
Il filtro trattiene i 20 g di solido; nel modello senza perdite attraversano il filtro gli 80 g di acqua.
Risposta: 80 g.
Il filtro trattiene i 20 g di solido; nel modello senza perdite attraversano il filtro gli 80 g di acqua.
Un filtrato limpido contiene 1 g di zucchero disciolto in 99 g d'acqua. Quale frazione della massa del filtrato non è acqua?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: 1/100, cioè 1%.
La massa totale è 100 g; lo zucchero disciolto rappresenta 1 g su 100 g.
Risposta: 1/100, cioè 1%.
La massa totale è 100 g; lo zucchero disciolto rappresenta 1 g su 100 g.
Una soluzione ha 8 g di sale disciolto; dopo filtro di carta ordinario, senza perdite, quanta massa di sale resta nel liquido?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: 8 g.
Il sale disciolto attraversa il filtro ordinario nel modello; non si sottrae massa di sale.
Risposta: 8 g.
Il sale disciolto attraversa il filtro ordinario nel modello; non si sottrae massa di sale.
Un miscuglio inventato contiene acqua, ghiaia visibile e sale completamente disciolto. Dopo una filtrazione con pori adatti alla ghiaia, quale componente resta sul filtro e quale soluto può passare?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: Resta la ghiaia; il sale disciolto può passare con l'acqua.
Il filtro seleziona i granuli abbastanza grandi; non garantisce la rimozione delle sostanze disciolte.
Risposta: Resta la ghiaia; il sale disciolto può passare con l'acqua.
Il filtro seleziona i granuli abbastanza grandi; non garantisce la rimozione delle sostanze disciolte.
Due filtri hanno pori diversi; A trattiene granuli da 2 mm, B lascia passare quei granuli. Per un campione con granuli da 2 mm, quale filtro scegli e che cosa devi verificare nel filtrato?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: A; va verificato se restano altre sostanze, soprattutto disciolte.
La scelta dipende dal rapporto fra pori e particelle; un filtrato limpido non prova purezza.
Risposta: A; va verificato se restano altre sostanze, soprattutto disciolte.
La scelta dipende dal rapporto fra pori e particelle; un filtrato limpido non prova purezza.
Allineamento curricolare e fonti
- SCIENZE NATURALI / PRIMO BIENNIO / Chimica · righe 1594–1609 · Osservare e classificare miscugli omogenei ed eterogenei con definizioni operative e tecniche semplici. La distribuzione nell'anno è editoriale. · DM 211/2010 · Allegato F · Liceo scientifico ordinario · obiettivi delle discipline
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Esercitarsi su questo: Acqua e sabbia: che cosa separa un filtro?