بررسی سوال ۸۵ شیمی آزمون تیزهوشان نهم به دهم سال ۱۴۰۰ – سمپاد

تحلیل سوالات شیمی تیزهوشان با دکتر نباتی

آموزش تحلیل شیمی تیزهوشان استاد دکتر مهدی نباتی

سوال ۸۵ شیمی نهم آزمون تیزهوشان سال ۱۴۰۰

مخلوطی از مواد A، B، C و D در دمای ۲۰ درجه سانتی گراد داریم. با توجه به اطلاعات زیر، بهترین شیوه جداسازی اجزای این مخلوط در کدام گزینه آمده است؟ (توجه: پیش از جداسازی، ابتدا این مخلوط را خوب هم می زنیم.)

نام ماده	نقطه ذوب (درجه سانتیگراد)	نقطه جوش (درجه سانتیگراد)	چگالی در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد (گرم بر میلی لیتر)	سایر مشخصات
A	۵	۸۱	۰٫۹۵	در D حل نمی شود.
B	۷۰	۱۹۲	۲٫۰	در A حل می شود.
C	۲۰	۷۴	۱٫۲۳	در A حل نمی شود.
D	۲-	۱۵۶	۱٫۵۱	در C حل می شود.

 

الف: ابتدا استفاده از قیف جدا کننده، سپس تقطیر یک بخش برای جداسازی C و D، نهایتا تبخیر بخش دیگر برای جداسازی A و B

ب: ابتدا استفاده از کاغذ صافی برای جداسازی B، سپس تقطیر مخلوط برای جداسازی D، نهایتا استفاده از قیف جدا کننده برای جداسازی A و C

ج: ابتدا استفاده از قیف جدا کننده برای جداسازی A و B از C و D، سپس سانتریفیوژ برای جداسازی B از A، نهایتا تقطیر C و D

د: ابتدا استفاده از کاغذ صافی برای جداسازی B، سپس به کار بردن قیف جدا کننده برای جداسازی A، نهایتا تقطیر مخلوط C و D

 

پاسخ:

دانش آموزان به جرات می توان گفت که زیباترین و خلاقانه ترین سوال در آزمون امسال تیزهوشان همین سوال است.

 

برای پاسخ به این سوال، ابتدا هر چهار ترکیب را از نظر خواص داده شده دسته بندی می کنیم:

حلالیت: دو ماده A و B در یکدیگر محلولند و همچنین C و D نیز در یکدیگر محلولند.

نقطه جوش: B > D > A > C

نقطه ذوب: B > C > A > D

چگالی: B > D > C > A

 

حالا برسیم به تحلیل سوال:

سوال گفته که مخلوط هم زده شده در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد است، پس: در این دما ۳ ماده A و C و D به حالت مایع می باشند و ماده B به حالت جامد هست.

از طرفی چون A و B در همدیگر محلولند، پس: مخلوط A و B در فاز مایع است. و از طرف دیگر C و D در هم قابل حل بوده و هر دو در این دما مایع بوده و در فاز مایع هستند. اما، این دو فاز با اینکه هر دو مایع هستند ولی در هم محلول نیستند، بلکه به صورت دوتا دوتا در هم قابل حل هستند. بنابراین این دو فاز مایع، به صورت جداگانه در کنار هم قرار دارند.

بنابراین برای جدا کردن این دو فاز از همدیگر، از قیف جدا کننده استفاده خواهیم کرد. حالا دو مخلوط جدا داریم:

مخلوط اول: A و B

مخلوط دوم: C و D

برای جداسازی مخلوط اول: چون اختلاف نقطه ذوب این دو ماده زیاد بوده و در دمای ۲۰ درجه هم ماده B جامد است. بنابراین با یک تبخیر ساده می توان A را خارج کرد و ماده جامد B بر جای بماند.

برای جداسازی مخلوط دوم: در این دما چون هر دو به صورت مایع هستند، بنابراین از روش تقطیر برای جداسازی این دو مایع از همدیگر استفاده می کنیم.

 

گزینه صحیح:

با توجه به تحلیل انجام شده، گزینه الف پاسخ صحیح این سوال زیبا می باشد.

 

دکتر مهدی نباتی

مدرس شیمی تیزهوشان، کنکور و المپیاد

 

 

 

تدریس خصوصی شیمی پایه، تیزهوشان، کنکور و المپیاد در تهران