oversigt
hvordan kan havet være koldere end 0 grader C, temperaturen ved hvilken vand fryser? Som det viser sig, sænker koncentrationen af partiklerne (i dette tilfælde ionerne fra saltet) i havvand den temperatur, hvor saltvandet fryser. Studerende lærer, hvordan havvand fryser ved en lavere temperatur end ferskvand ved at gennemføre et eksperiment for at bestemme temperaturen på en fryser., Dette eksperiment kan udføres i klasseværelset eller derhjemme af studerende i æresbevisning og AP-niveau kemi eller kan let ændres til brug i enhver fysisk videnskabsklasse.
mål
Studerende lærer:
- at fremstille saltvandsløsninger (NaCl) med forskellige koncentrationer, herunder hvordan man beregner opløsningens molalitet.
- til bestemmelse af saltvandsopløsningernes frysepunktsdepression.
- at estimere temperaturen på en fryser ved at observere opførslen af forskellige koncentrationer af saltvand.,
Forberedelse
begrebet frysepunktssænkning af saltvand er en perfekt anvendelse af kolligative egenskaber og kan bruges som en mulighed for at introducere de studerende til de meget kolde miljø i arktiske og antarktiske ocean farvande. Ifølge NOAA fryser det arktiske havvand ved -1, 9 grader c (http://oceanservice.noaa.gov/facts/oceanfreeze.html) på grund af saltet opløst i det. Mere koncentrerede saltvandskroppe (såsom Great Salt Lake i Utah) ville kræve, at endnu koldere temperaturer fryser.,
Hvis du underviser i en avanceret kemiklasse, skal baggrundskemik-begreberne (se vedhæftet) dækkes, så dine elever kan udføre beregningerne til bestemmelse af frysepunktsdepression af saltvandsløsning.
Hvis du underviser i en tidligere plan videnskab klasse, der henvises til Frysning Temperaturer for de Forskellige Saltvand Løsninger diagram (se vedlagte baggrund kemi oplysninger) til at bestemme frysepunktet for hver af de successivt mere fortyndet saltvand løsninger, der fremkommer i proceduren., Dine elever kan springe Proceduretrin 7 & 8 over.
Procedure
- mærk de fire husholdningsbriller “A”, “B”, “C” og “D”ved hjælp af maskeringstape. Gem disse til trin 3.
- opløs en spiseskefuld (20 g) bordsalt i nøjagtigt cup kop (59 mL = 0, 059 kg) ledningsvand i hvert af brillerne mærket A, B, C og D. rør Meget godt.
- sæt glas A til side. Glas A indeholder nu 20 g NaCl og 0,059 kg vand.
- fortynd opløsningen i glas B med yderligere 0,104 kopper vand (1 spsk og 2 teskefulde). Rør godt., Glas B indeholder nu 20 g NaCl og 0,084 kg vand.
- fortynd opløsningen i glas C med yderligere 0,25 kopper vand (1/4 kop). Rør godt. Glas C indeholder nu 20 g NaCl og 0,118 kg vand.
- fortynd opløsningen i glas D med yderligere 0, 75 kopper vand (3/4 kop). Rør godt. Glas D indeholder nu 20 g NaCl og 0,236 kg vand.,
- Beregne molality, m, af hver af saltvand løsninger i glas A, B, C, og D ved hjælp af formlen: molality, m = # mol NaCl / # af kg vand
- Beregn frysepunktet depression af saltvand løsninger i glas A, B, C, og D ved hjælp af formlen: deltaT = – (Kf) (m) (i) = (1.86)(m)(2). Dette er også frysepunktet for saltvandsopløsningen i grader C. Hvis du ønsker at se dette frysepunkt i °F, skal du konvertere ved hjælp af formlen: F f = (1.8 grader C) + 32.,
- med maskeringstape skal du mærke fem af terningespalterne på isterningsbakken (eller de 5 små badeværelseskopper) som følger “A”, “B”, “C”, “D” og “kontrol”.
- hæld lige store mængder af opløsningerne fra hvert af de mærkede briller i den passende isterning (eller lille kop). Udfyld ikke ovenstående 2/3 fuld. I” kontrol ” isterning slot (eller lille kop), tilsæt vand fra hanen.
- Placer isterningsbakken (eller små kopper) i fryseren i et område, der let kan observeres. Pas på ikke at blande eller spilde opløsningerne.,
- hvert 30. minut i 3 timer skal du observere fryseprocessen. Brug en gaffel (eller tandstikker) til at bestemme tilstanden af hver opløsning. Skyl gaflen mellem test af hver prøve. Undgå krydskontaminering af opløsningerne med gaffelen. Optag tilstanden for hver opløsning på hver observationstid.
Udvidelse
de Studerende vil kunne forskning frostgrader af saltvand organer i nærheden af dem, eller hvordan nogle dyr og insekter bruge denne frysepunktssænkning at holde deres blod fra at fryse i meget kolde temperaturer.,
vurdering
læreren kan bruge elevlaboratorierapporten til at vurdere elevens forståelse.
Kreditter
Dette er en original lektion af Mark Paricio, mparicio cherrycreekschools.org tilpasset fra hans oprindelige tag-hjem-eksperiment: “Hvor Koldt er min Fryser?”