A keverékeket különböző módszerekkel lehet szétválasztani. Például vizes oldatából bepárlással visszanyerhettük a konyhasót. Ez az eljárás sok esetben célravezető, de nem mindig, ugyanis vannak olyan anyagok, amelyek a bepárlás során átalakulnak. A cukoroldat például a melegítés során egyre töményebbé és egyre sűrűbb sziruppá alakul. Ahelyett, hogy kikristályosodna a cukor, lassanként sárgulni kezd, majd megbarnul, s a mindenki által jól ismert karamell keletkezik.
A cukor melegítés hatására átalakult, tehát kémiai szerkezete megváltozott. A karamellszirup hígításával már soha nem kapjuk vissza a cukoroldatot.
Visszakapjuk azonban a cukornak legalább egy részét, ha a forró, tömény (de még nem barna) szirupot lassanként lehűtjük. Elősegíthetjük a folyamatot azzal, ha a főzőpohárba egy cérnaszálhoz kötözött cukorkristályt is belógatunk.
Otthon vagy szakkörön készíthet kandiscukrot. Egy kis lábasban (vagy főzőpohárban) lévő forró vízbe - állandó kevergetés közben - szórj annyi kristálycukrot, hogy egészen sűrű cukorszirup keletkezzék! Helyezd az edényt ezután olyan helyre, ahol a lehűlés közben nem éri rázkódás! A lehűlő oldatba márts cérnaszálra kötözött cukorkristályt!
Ha az edény falán eredetileg nem maradt cukor, akkor csak a cérnaszálon lévő kristály kezd el "hízni". Egyre nagyobb, átlátszó cukorkristály keletkezik.
Vizsgáljuk meg, mi történik a cukoroldattal hűtés közben! Miért válik ki a cukor? Talán azért, mert további víz párolog el az oldatból? Ezt a feltételezést könnyen kizárhatjuk, mert akkor is bekövetkezik a kikristályosodás, ha az edényt egy üveglappal lefedjük.
Gondoljuk át a tapasztalatokat!
1. Adott töménységű, adott tömegszázalékos összetételű oldatot kezdtünk hűteni. Ebben adott mennyiségű cukor és valamennyi víz volt.
2. Miközben a cukor kivált - feltételezhetően nem a víz fagyott meg, hiszen a hőmérséklet 0 °C fölött van - az oldatban lévő, változatlan tömegű vízben egyre kevesebb cukor maradt oldva.
Ez csak azt jelentheti, hogy különböző hőmérsékleten a víz más-más mértékben képes oldani a cukrot. Általánosítva: az oldott anyag oldódása függ a hőmérséklettől.
Vizsgáljuk meg részletesebben az oldódást befolyásoló körülményeket! Fordítsuk meg a vizsgálatot!
Tegyünk négy azonos méretű főzőpohárba azonos mennyiségű (pl. 50-50 cm3) vizet, kettőbe szobahőmérsékletűt, a harmadikba és a negyedikbe forrót! Mérjünk ki kálium-nitrátból a víz tömegéhez képest feleakkora tömegű (pl. 25-25 g) mennyiségeket, majd szórjuk a négy főzőpohárba. Az 1. és a 3. edényt hagyjuk nyugalomban, a 2. és a 4. edény tartalmát kevergessük üvegbottal, a 3. és a 4. edényt pedig tartsuk állandóan melegen. Vizsgáljuk folyamatosan a poharak tartalmát.
Tapasztalatainkat az alábbiakban rögzíthetjük:
1. pohár: a szilárd anyag mennyisége alig változik (esetleg egy kicsit csökken),
2. pohár: gyorsan csökken a szilárd anyag mennyisége, de nem fogy el,
3. pohár: csökken a szilárd anyag mennyisége, a kristályok fölött furcsa kavargás figyelhető meg a színtelen folyadékban,
4. pohár: igen gyorsan csökken a szilárd anyag mennyisége és az anyag teljesen feloldódik.
Öntsünk egyforma mennyiségű jéghideg, illetve forró vizet egy-egy kristályosító csészébe! Helyezzük az edényeket írásvetítőre! Tegyünk néhány kristály kálium-permanganátot mindkettőbe, és figyeljük meg a vetítővásznon a változást! Néhány perc múlva üvegbottal keverjük meg mindkét kristályosító csésze tartalmát!
A kristályok lila színnel oldódnak. A forró vízben gyorsabban terjed a lila szín az oldatban. Keveréssel mindkét edényben egyenletesen lila színű oldat keletkezik.
A feloldódó kálium-permanganát részecskéi önként is elkeverednek a vízzel. Ennek sebessége nő a hőmérséklet emelésével. A kevergetés gyorsítja a kristályról leszakadó részecskék szétterjedését az oldatban.
A kálium-permanganát oldódási kísérletéből arra következtethetünk, hogy az oldódás során az anyag egészen apró, szemmel nem látható részecskékre oszlik szét, amelyek akkor is szétterjednek az oldószerben, ha nem keverjük a rendszert. Ez a folyamat forró oldatban gyorsabban megy végbe.
A kálium-permanganát oldódása közben az oldatban lebegő vonalkákat figyelhetünk meg a fokozatos szétterjedés miatt. A kristálytól távolodva az oldott anyag-részecskék különböző összetételű oldatot képeznek, ezek különböző sűrűségűek, s a vonalak a sűrűséghatárokon az eltérő fénytörésük miatt alakulnak ki.