přehled
jak může být oceán chladnější než 0 stupňů C, teplota, při které voda zamrzne? Jak se ukázalo, koncentrace částic (v tomto případě ionty ze soli) v oceánské vodě snižuje teplotu, při které slaná voda zmrzne. Studenti se naučí, jak oceánská voda zamrzne při nižší teplotě než sladkovodní, provedením experimentu k určení teploty mrazničky., Tento experiment lze provádět ve třídě nebo doma pomocí studentů vyznamenání a AP úrovni chemie, nebo může být snadno modifikovány pro použití v jakékoliv fyzikální vědy třídy.
Cíle
Studenti se naučí:
- Aby se slanou vodou (NaCl) roztoky o různých koncentracích, včetně toho, jak výpočet molality roztoku.
- pro určení bodu tuhnutí solných roztoků.
- pro odhad teploty mrazničky pozorováním chování různých koncentrací slané vody.,
Příprava Lekce
koncepce zmrazení bodu deprese se slanou vodou je ideální aplikace koligativních vlastností a mohou být použity jako příležitost seznámit studenty s extrémně chladném prostředí arktických a antarktických vodách oceánu. Podle NOAA voda v Severním ledovém oceánu zamrzne při -1, 9 ° C (http://oceanservice.noaa.gov/facts/oceanfreeze.html) kvůli rozpuštěné soli. Koncentrovanější vodní útvary se slanou vodou (například velké slané jezero v Utahu) by vyžadovaly zmrazení ještě chladnějších teplot.,
Pokud jste se učí pokročilé chemii, před tento experiment, pozadí, chemie pojmy (viz příloha), by měly být zahrnuty pro vaše studenty provádět výpočty pro stanovení bodu tuhnutí deprese roztok slané vody.
Pokud jste se učí dřívější úroveň vědy třídy, naleznete v Mrazu pro Různé Slané vody Řešení grafu (viz přiložený pozadí, chemie, informace) k určení bodu mrazu každého postupně více zředěné slané roztoky, získané v postup., Vaši studenti mohou přeskočit procedurální kroky 7 & 8.
postup
- pomocí maskovací pásky označte čtyři domácí brýle „a“, „B“, „C“a “ D“. Uložte je pro Krok 3.
- Rozpustit jednu polévkovou lžíci (20 g) kuchyňské soli v přesně ¼ šálku (59 mL = 0.059 kg) vody z vodovodu v každé brýle označené A, B, C, a D. Míchá se velmi dobře.
- odložte sklo stranou. Sklo a nyní obsahuje 20 g NaCl a 0,059 kg vody.
- zředte roztok ve sklenici B dalšími 0,104 šálky vody (1 polévková lžíce a 2 čajové lžičky). Dobře promíchejte., Sklo B nyní obsahuje 20 g NaCl a 0,084 kg vody.
- roztok zřeďte ve skle C dalšími 0,25 šálky vody (1/4 šálku). Dobře promíchejte. Sklo C nyní obsahuje 20 g NaCl a 0,118 kg vody.
- roztok zřeďte ve skle D dalšími 0,75 šálky vody (3/4 šálku). Dobře promíchejte. Sklo D nyní obsahuje 20 g NaCl a 0,236 kg vody.,
- Výpočet molality, m, každé se slanou vodou řešení v brýlích A, B, C a D pomocí vzorce: molality, m = počet molů NaCl / # kg vody
- Výpočet bodu mrazu deprese slanou vodou řešení v brýlích A, B, C a D pomocí vzorce: deltaT = – (Kf) (m) (i) = (1.86)(m)(2). To je také bod mrazu roztok slané vody v ° C. Pokud chcete vidět tento bod tuhnutí ve °F, převést pomocí vzorce: °C = (1.8 ° C) + 32.,
- S krycí páskou, etiketa pět krychle sloty ice cube zásobník (nebo 5 malých koupelna šálky) takto „A“, „B“, „C“, „D“ a „Kontroly“.
- nalijte stejné množství roztoků z každé označené sklenice do příslušného otvoru pro kostky ledu (nebo malého šálku). Nevyplňujte tyto výše 2/3 plné. Do slotu“ Control “ ice cube (nebo malého šálku) přidejte vodu z vodovodu.
- umístěte zásobník na kostky ledu (nebo malé šálky) do mrazničky v oblasti, kterou lze snadno pozorovat. Dávejte pozor, abyste řešení nemíchali ani nevylévali.,
- každých 30 minut po dobu 3 hodin sledujte proces zmrazení. K určení stavu každého roztoku použijte vidličku (nebo párátko). Opláchněte vidličku mezi testováním každého vzorku. Neotáčejte roztoky vidličkou. Zaznamenejte stav každého řešení při každém pozorování.
Rozšíření
Studenti mohli výzkum mrazu mořské těla u nich, nebo jak některá zvířata a hmyz používat tento bod tuhnutí deprese udržet jejich krev z zmrazením při velmi nízkých teplotách.,
hodnocení
učitel může použít zprávu studentské laboratoře k posouzení porozumění studentům.
Úvěry
jedná se o originální lekce Mark Paricio, mparicio cherrycreekschools.org,, převzato z jeho původní vzít domů-experiment: „Jak Chladný je můj Mrazák?“