۱۰۰ هزار تومان هدیهٔ ثبت‌نام، تا ۱ میلیونبا ثبت‌نام گردونهٔ هدیه را بچرخان: دست‌کم ۱۰۰٬۰۰۰ تومان و تا ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ تومان اعتبار هدیه، بدون کارت بانکیگردونهٔ هدیه۱ میلیون برای تو، ۱ میلیون برای دوستتدوستانت را دعوت کن: برای هر دوستی که فعال شود ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ تومان اعتبار هدیه می‌گیری و خودش هم ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ تومانجوایز
1xAi
علوم تجربی هشتم · فصل ۱

خلاصه درس فصل ۱ علوم هشتم؛ درسنامه و نکات مهم

«مخلوط و جداسازی مواد»، فصل ۱ کتاب علوم تجربی هشتم، صفحهٔ ۱ تا ۸، پایهٔ هشتم: ۲ درس، هر کدام با توضیح مفاهیم، مثال حل‌شده و نکات مهم.

این درسنامه را هوش مصنوعی 1xAi از روی صفحه‌های همان درس در کتاب درسی نوشته است (برچسب «تولید هوش مصنوعی»). کنار توضیح‌ها شمارهٔ صفحهٔ کتاب آمده تا با کتاب مقایسه کنی، و مثال حل‌شدهٔ هر درس یک بار دیگر جداگانه حل و بررسی شده؛ مثالی که درست درنیامده حذف شده است.

نمونه سوال این فصل با جواب

درس ۱ · صفحهٔ ۱ تا ۶ · حدود ۱۵ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

برخی از مواد خالص و بعضی مخلوط‌اند.

در این درس یاد می‌گیری مواد خالص، مخلوط‌ها و محلول‌ها را تشخیص بدهی، نقش اجزای محلول را مشخص کنی و اثر نوع ماده و دما را بر مقدار حل شدن توضیح بدهی.

پیش از شروع

آب مقطر و آب‌نمکی که نمکش کاملاً حل شده، هر دو شفاف‌اند؛ آیا می‌توان فقط با نگاه کردن گفت هر دو خالص‌اند؟

نه! آب مقطر از یک نوع ماده تشکیل شده، اما آب‌نمک هم آب دارد و هم نمک. بعضی مخلوط‌ها آن‌قدر یکنواخت‌اند که اجزایشان با چشم از هم تشخیص داده نمی‌شوند.

خالص یا مخلوط؟

برای شناختن یک ماده، اول بپرس: «از چند نوع ماده ساخته شده است؟» اگر فقط یک نوع ماده داشته باشد، خالص است؛ مثل آب مقطر، شکر یا مس. اگر دو یا چند ماده کنار هم باشند، مخلوط است؛ مثل آجیل و دوغ. پس «خالص» در علوم به معنی تمیز یا سالم نیست؛ به تعداد نوع مواد سازنده مربوط است.

مخلوط‌ها فقط مایع نیستند: آجیل مخلوط جامد، آب‌لیمو مخلوط مایع و هوای درون بادکنک مخلوط گازی است. اجزای مخلوط نیز ویژگی‌های خود را حفظ می‌کنند؛ مثلاً در آب‌نمک، شوری نمک باقی می‌ماند و آب همچنان قابلیت جاری شدن دارد. دیده نشدن یک جزء، نشانهٔ نبودن آن نیست.

کتاب درسی، صفحهٔ ۲

یکنواخت یا ناهمگن؟

دو لیوان آب را تصور کن؛ در یکی کمی نمک و در دیگری کمی خاک می‌ریزیم و هم می‌زنیم. اگر نمک کاملاً حل شود، مخلوط یکنواختی داریم: از بخش‌های مختلف آن که نمونه برداریم، ترکیب یکسان است. به این نوع مخلوط، همگن یا محلول می‌گوییم. اما خاک در آب چنین پخش یکنواختی ایجاد نمی‌کند؛ مخلوط آن ناهمگن است.

تعلیقه نوعی مخلوط ناهمگن است که ذرات جامد در مایع پراکنده‌اند. آب و خاک و شربت خاکشیر نمونه‌های آن‌اند. ذرات تعلیقه ممکن است پس از مدتی ته‌نشین شوند. بنابراین هم زدن یک تعلیقه، آن را به محلول تبدیل نمی‌کند؛ فقط ذراتش را دوباره در مایع پخش می‌کند.

کتاب درسی، صفحهٔ ۳

دو نقش در محلول

در هر محلول، دست‌کم یک حلال و یک حل‌شونده داریم. حلال ماده‌ای است که حل‌شونده را در خود حل می‌کند و معمولاً سهم بیشتری از محلول دارد. در آب‌نمک، آب حلال و نمک حل‌شونده است. یادت باشد نام این دو را از روی نقشی که دارند تشخیص بدهی، نه از روی اینکه کدام مهم‌تر به نظر می‌رسد.

می‌توان نسبت‌های متفاوتی از حلال و حل‌شونده داشت. مثلاً اگر در دو لیوان، مقدار مساوی آب بریزیم و در یکی شکر بیشتری حل کنیم، آن لیوان شیرین‌تر می‌شود. در فعالیت کات کبود هم با مقدار یکسان آب، هرچه کات کبود بیشتری حل شود، رنگ آبی محلول پررنگ‌تر خواهد بود.

کتاب درسی، صفحهٔ ۴

محلول فقط مایع نیست

وقتی واژهٔ «محلول» را می‌شنوی، شاید فقط یک لیوان آب‌نمک را تصور کنی؛ اما محلول بودن به یکنواخت بودن مخلوط مربوط است، نه فقط مایع بودن آن. محلول می‌تواند جامد، مایع یا گاز باشد.

آلیاژها نمونهٔ محلول جامد در جامدند. هوای پاک هم محلولی گازی از نیتروژن، اکسیژن و گازهای دیگر است؛ نیتروژن که سهم بیشتری دارد، حلال آن به شمار می‌آید. در محلول‌های مایع نیز حل‌شونده همیشه جامد نیست: شکر در آب، نمونهٔ جامد در مایع است؛ گلاب در آب، مایع در مایع؛ و گاز حل‌شده در نوشابه، گاز در مایع. پس حالت کل محلول را از حالت اجزای آن جدا بررسی کن.

کتاب درسی، صفحهٔ ۴

حل شدن هم حد دارد

آیا می‌توان هرقدر بخواهیم نمک در یک لیوان آب حل کنیم؟ نه؛ در مقدار معینی آب و دمای مشخص، مقدار حل شدن هر ماده حدی دارد. طبق دادهٔ کتاب، در 100 میلی‌لیتر100\,\text{میلی‌لیتر} آب با دمای 20 ∘C20\,^{\circ}\mathrm{C} حدود 38 گرم38\,\text{گرم} نمک خوراکی حل می‌شود. اگر بیش از این اضافه کنیم، مقدار اضافی در ته ظرف باقی می‌ماند؛ هم زدن این محدودیت را از بین نمی‌برد.

این مقدار به نوع ماده و دما بستگی دارد. با گرم شدن آب، مقدار حل شدن پتاسیم نیترات افزایش می‌یابد؛ اما مقدار حل شدن گاز اکسیژن کاهش پیدا می‌کند. پس نمی‌توان گفت گرم کردن همیشه باعث حل شدن مقدار بیشتری از همهٔ مواد می‌شود. همچنین «زودتر حل شدن» با «بیشتر حل شدن» یک معنا ندارد.

کتاب درسی، صفحهٔ ۶

مثال حل‌شده

در 100 میلی‌لیتر100\,\text{میلی‌لیتر} آب با دمای ثابت 20 ∘C20\,^{\circ}\mathrm{C}، مقدار 20 گرم20\,\text{گرم} نمک خوراکی حل کرده‌ایم. با توجه به حد تقریبی 38 گرم38\,\text{گرم} در کتاب، چقدر نمک دیگر می‌توان حل کرد؟ اگر 25 گرم25\,\text{گرم} نمک دیگر اضافه کنیم، چقدر حل‌نشده باقی می‌ماند؟ مقدار آب را ثابت فرض کن.

  1. حداکثر مقدار نمکی را که در این شرایط حل می‌شود مشخص می‌کنیم: حدود 38 گرم38\,\text{گرم}.

  2. مقدار نمکِ از قبل حل‌شده را از این حد کم می‌کنیم: 38−20=18 گرم38-20=18\,\text{گرم}. پس هنوز حدود این مقدار جا برای حل شدن نمک داریم.

  3. از 25 گرم25\,\text{گرم} نمک تازه، فقط حدود 18 گرم18\,\text{گرم} می‌تواند حل شود.

  4. مقدار حل‌نشده را حساب می‌کنیم: 25−18=7 گرم25-18=7\,\text{گرم}. این مقدار در ته ظرف باقی می‌ماند.

جواب: حدود 18 گرم18\,\text{گرم} نمک دیگر می‌توان حل کرد؛ اگر به‌جای آن 25 گرم25\,\text{گرم} اضافه کنیم، حدود 7 گرم7\,\text{گرم} حل‌نشده باقی می‌ماند.

نکات مهم

  • مادهٔ خالص یک نوع ماده دارد، اما مخلوط از دو یا چند ماده تشکیل می‌شود و می‌تواند همگن یا ناهمگن باشد.
  • محلول مخلوطی همگن با حلال و حل‌شونده است و می‌تواند جامد، مایع یا گاز باشد.
  • مقدار حل شدن یک ماده در مقدار معین آب محدود است و با نوع ماده و دما تغییر می‌کند.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

درس ۲ · صفحهٔ ۶ تا ۸ · حدود ۱۰ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

مخلوط‌ها در زندگی

در این درس یاد می‌گیری مخلوط‌های روزمره را بهتر بشناسی، با پی‌اچ خاصیت اسیدی و بازی را تشخیص بدهی و برای جداسازی اجزای مخلوط، روش مناسب پیشنهاد کنی.

پیش از شروع

اگر نمکدان داخل ظرف ماسه خالی شود، چطور می‌توانی هم نمک و هم ماسه را دوباره جدا به دست بیاوری؟ آیا یک صافی به‌تنهایی کافی است؟

صافی به‌تنهایی نمی‌تواند دانه‌های نمک و ماسه را به‌خوبی از هم جدا کند. اما اگر از تفاوت حل شدن آن‌ها در آب کمک بگیریم، می‌توانیم با چند مرحلهٔ ساده هر دو را جدا کنیم.

مخلوط‌ها کنار ما

قهوه، روغن زیتون، شامپو و صابون از نمونه‌های مخلوط‌هایی هستند که در زندگی با آن‌ها سروکار داریم. پس مخلوط‌ها فقط چیزهایی نیستند که در آزمایشگاه بسازیم؛ بسیاری از مواد مصرفی ما مخلوط‌اند. حتی گلاب هم یک مخلوط است.

گاهی خودِ مخلوط برای ما کاربرد دارد؛ مثلاً از شامپو برای شست‌وشو استفاده می‌کنیم و لازم نیست مواد سازنده‌اش را جدا کنیم. گاهی هم به یکی از اجزای مخلوط نیاز داریم و باید راهی برای جداسازی پیدا کنیم. بنابراین «مخلوط بودن» به‌معنی بی‌فایده یا آلوده بودن یک ماده نیست.

کتاب درسی، صفحهٔ ۶

شناخت مواد با پی‌اچ

برای شناختن ویژگی بعضی مواد روزمره می‌توانیم از کاغذ پی‌اچ استفاده کنیم. تکه‌ای از کاغذ را با رعایت نکات ایمنی به نمونه آغشته می‌کنیم، سپس رنگ آن را با الگوی رنگی مقایسه می‌کنیم تا عدد pH\mathrm{pH} مشخص شود. فقط دیدن رنگ کافی نیست؛ باید آن را با الگوی همان کاغذ بسنجیم.

اگر pH<7\mathrm{pH}<7 باشد، ماده اسیدی است و اگر pH>7\mathrm{pH}>7 باشد، خاصیت بازی دارد. مقدار pH=7\mathrm{pH}=7 خنثی است. در میان نمونه‌های اسیدی، عدد کوچک‌تر نشان‌دهندهٔ اسیدی‌تر بودن است.

مثلاً برای بررسی آب پرتقال یا مایع ظرف‌شویی از این روش کمک می‌گیریم؛ عدد دقیق را باید از آزمایش به دست آوریم، نه حدس بزنیم. برای تشخیص اسیدی یا بازی بودن، هیچ ماده‌ای را نچش!

کتاب درسی، صفحهٔ ۷

روش را با مخلوط جور کن

برای انتخاب روش جداسازی، اول بپرس: «اجزای این مخلوط چه تفاوتی با هم دارند؟» همین تفاوت می‌تواند راه جداسازی را نشان دهد.

کاغذ صافی برای جدا کردن جامد حل‌نشده از مایع مناسب است؛ مثلاً ماسه را از آب جدا می‌کند. ماسه روی صافی می‌ماند و آب عبور می‌کند. اما نمک حل‌شده همراه آب از صافی می‌گذرد؛ پس صاف کردن، نمک محلول را جدا نمی‌کند.

قیف جداکننده برای مایع‌هایی مناسب است که در هم حل نمی‌شوند و دو لایه تشکیل می‌دهند، مانند آب و روغن. با باز کردن شیر قیف می‌توان لایهٔ پایینی را خارج کرد. کمباین هم هنگام برداشت محصول، دانه‌ها را از بخش‌هایی مانند ساقه و کاه جدا می‌کند. پس هر وسیله برای هر مخلوطی مناسب نیست.

کتاب درسی، صفحهٔ ۷

جداسازی با دستگاه‌ها

بعضی جداسازی‌ها به دستگاه‌های ویژه نیاز دارند. گریزانه یا سانتریفیوژ مخلوط را با سرعت زیاد می‌چرخاند و به جدا شدن اجزایی با چگالی متفاوت کمک می‌کند. در صنعت از آن برای جدا کردن چربی شیر استفاده می‌شود. جدا کردن یاخته‌های خون از خوناب نیز از کاربردهای همین دستگاه است.

در تقطیر، از تفاوت در تبخیر شدن اجزا کمک می‌گیریم: مایع بخار می‌شود و بخار پس از سرد شدن دوباره به مایع تبدیل می‌شود. مثلاً برای به دست آوردن آب از آب‌نمک، می‌توان بخار آب را سرد و جمع‌آوری کرد؛ نمک در ظرف اولیه می‌ماند.

دستگاه تصفیهٔ آب با توجه به نوع خود، برخی مواد ناخواسته را از آب جدا می‌کند. دستگاه دیالیز نیز به خارج کردن مواد دفعی و برخی مواد اضافی از خون کمک می‌کند. دیالیز و گریزانه یکی نیستند و کاربرد یکسانی ندارند.

کتاب درسی، صفحهٔ ۸

مثال حل‌شده

مخلوطی از ماسه و نمک داریم. چگونه می‌توانیم هر دو جزء را جدا به دست آوریم؟ اگر نیاز به گرم کردن بود، این کار باید با نظارت بزرگ‌تر انجام شود.

  1. تفاوت مهم را پیدا می‌کنیم: نمک در آب حل می‌شود، اما ماسه در آب حل نمی‌شود.

  2. به مخلوط آب کافی اضافه می‌کنیم و هم می‌زنیم تا نمک حل شود؛ اکنون ماسه در آب‌نمک قرار دارد.

  3. مخلوط را از کاغذ صافی عبور می‌دهیم؛ ماسه روی صافی می‌ماند و آب‌نمک را در ظرف زیر آن جمع می‌کنیم.

  4. ماسهٔ باقی‌مانده روی صافی را خشک می‌کنیم تا ماسهٔ جداشده را به دست آوریم.

  5. آبِ محلول نمک را تبخیر می‌کنیم؛ با خارج شدن آب، نمک در ظرف باقی می‌ماند.

جواب: با حل کردن نمک در آب، صاف کردن و سپس تبخیر آب، ماسه و نمک را جدا می‌کنیم؛ ماسه روی صافی و نمک پس از تبخیر آب باقی می‌ماند.

نکات مهم

  • بسیاری از مخلوط‌ها همان‌طور که هستند کاربرد دارند، اما گاهی به جداسازی اجزای آن‌ها نیاز داریم.
  • پی‌اچ کمتر از هفت نشانهٔ خاصیت اسیدی و بیشتر از هفت نشانهٔ خاصیت بازی است.
  • روش جداسازی را بر اساس تفاوت ویژگی‌های اجزا انتخاب می‌کنیم و گاهی چند روش را پشت سر هم به کار می‌بریم.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

حالا خودت را بسنج: نمونه سوال این فصل با جواب (فصل ۱ علوم هشتم)

درس‌های فصل ۱ را تعاملی بخوان

در پنل یادگیری 1xAi هر کدام از این درس‌ها قدم به قدم پیش می‌رود: بعد از هر بخش یک سوال کوتاه، بعد مثال حل‌شده و در پایان برگهٔ خروج. جوابت ثبت می‌شود و سوال‌های هر درس در روزهای بعد برای مرور برمی‌گردند. درس‌های تعاملی رایگان‌اند؛ فقط تصحیح پاسخ کوتاه سهمیهٔ روزانهٔ رایگان دارد.

ساختن حساب رایگان است و بعد از ثبت‌نام مستقیم به همین بخش از پنل برمی‌گردی.

فصل ۱ علوم هشتم · رایگان