Eksperymenty chemiczne dla liceum nie muszą być skomplikowane. Poniższe projekty wykorzystują materiały, które są łatwe do zdobycia, ale zdecydowanie są eksperymentami chemicznymi na poziomie szkoły średniej. Jeśli potrzebujesz pomocy przy pobieraniu któregokolwiek z projektów do druku, sprawdź tepomocne wskazówki.
Projekt Easy Chemistry: rozwiązania przewodnictwa i eksploracji
W tym laboratorium zbadasz rozpuszczalność trzech substancji rozpuszczonych, a także przewodnictwo elektryczne trzech roztworów. Przed przystąpieniem do laboratorium ważne jest, aby wiedzieć, że woda jest cząsteczką polarną, podczas gdy inna badana substancja, ksylen, jest cząsteczką niepolarną. Cząsteczki polarne rozpuszczą związki jonowe i niektóre związki molekularne, które mają polarne wiązania kowalencyjne. Jednak cząsteczki niepolarne będą rozpuszczać cząsteczki niepolarne, które mają niepolarne wiązania kowalencyjne. Z drugiej strony alkohol ma zróżnicowaną zdolność rozpuszczania substancji. Mówi się, że wykazuje „pośrednią polaryzację”.
Powiązane artykuły- Senior Night Pomysły
- Życie jako młody nastolatek
- Prawdziwe zdjęcia codziennego życia nastolatków
tło projektu
Warunki, które powinieneś znać i rozumieć dla tego projektu:
- Rozpuszczalność — mówi się, że substancja jest „rozpuszczalna”, jeśli może rozpuścić się w określonej substancji. Cechą tego jest jego rozpuszczalność. Na przykład sól jest rozpuszczalna w wodzie. Olej jest nierozpuszczalny.
- Solute - substancja rozpuszczona to substancja, która się rozpuszcza.
- Rozpuszczalnik – Rozpuszczalnik to substancja, w której coś się rozpuszcza (np. woda).
- Cząsteczki polarne - Cząsteczki polarne mają zarówno niewielki ładunek ujemny, jak i niewielki ładunek dodatni na każdym końcu swojej struktury. (Woda jest cząsteczką polarną.)
- Cząsteczki niepolarne - Cząsteczki ułożone symetrycznie tak, że nie ma ładunku dodatniego ani ujemnego.
Procedura laboratoryjna
Kliknij, aby wydrukować poniższe laboratorium, i dokładnie postępuj zgodnie ze wskazówkami. Zapisz w zeszycie laboratoryjnym wszystkie swoje obserwacje.
Myślenie o laboratorium
Skorzystaj z tych pytań, aby wyciągnąć wnioski z doświadczenia laboratoryjnego:
- Opierając się na wynikach laboratorium, sporządź krótką listę rodzajów rzeczy, które każdy rozpuszczalnik może ewentualnie wyczyścić.
- Pomyśl o zwykłych domowych środkach czyszczących, takich jak Windex. Dlaczego twój płyn do mycia okien musi być na bazie alkoholu?
- Dlaczego piekarze często używają nieprzywierającego sprayu do gotowania?
- Co takiego zawiera płyn hydrauliczny, który sprawia, że jest lepszy od wody w wykonywanych zadaniach? (Płyn hydrauliczny jest używany w hamulcach hydraulicznych lub w układach, które przenoszą ciężkie rzeczy.)
Kliknij, aby wydrukować ten projekt.
Projekt umiarkowany: Obniżenie punktu zamarzania wody (chemia do lodów)
Prawdopodobnie widziałeś już wcześniej obniżony punkt zamarzania wody. Jeśli kiedykolwiek widziałeś ciężarówki gaszące sól przed wielką zimową burzą, widziałeś chemię w akcji. Sól obniża temperaturę zamarzania wody, dzięki czemu temperatura, w której zamarza, jest wyższa i oczywiście drogi są znacznie bezpieczniejsze.
W tym projekcie obliczysz molalność i przetestujesz temperaturę zamarzania trzech zlewek z roztworem sól/woda i trzech zlewek z roztworem sacharozy/woda. Następnie dowiesz się, jakie jest obniżenie temperatury zamarzania – czyli jak wpływa na rozwiązanie jego substancja rozpuszczona.
tło projektu
Stopień obniżenia punktu zamarzania roztworu zależy od trzech czynników:
- Molalność ( m ) roztworu wyrażony w molach substancji rozpuszczonej/kg rozpuszczalnika
- Współczynnik van't Hoffa ( ja ) substancji rozpuszczonej - współczynnik van't Hoffa cukru wynosi ja = 1, a współczynnik van't Hoffa soli wynosi ja = 2
- molowa stała depresji temperatury krzepnięcia rozpuszczalnika; dla wody to jest Kf = 1,86° C/m gdzie Kf = stała podciśnienia temperatury zamarzania
Aby przewidzieć, o ile temperatura krzepnięcia substancji rozpuszczonej zostanie obniżona przez dodanie danego rozpuszczalnika, możesz użyć równania: ΔT = (Kf)(m)(i) gdzie:
- ΔT to obniżenie temperatury zamarzania w stopniach Celsjusza (° C)
- Kf jest molową stałą depresji punktu zamarzania w stopniach Celsjusza na mol (° C/m)
- m to molowość roztworu w molach na kilogram (mol/kg)
- i jest współczynnikiem van't Hoffa substancji rozpuszczonej, która nie ma jednostek
Procedura laboratoryjna
Kliknij, aby wydrukować procedurę laboratoryjną. Postępuj dokładnie według wskazówek i rób dokładne notatki w swoim zeszycie laboratoryjnym. Upewnij się, że zapisujesz punkt zamarzania dla każdego z twoich roztworów, w tym zlewki z czystą wodą, która w tym laboratorium jest twoją kontrolą.
Znalezienie oczekiwanej depresji punktu zamarzania
- Następnie znajdź liczbę moli substancji rozpuszczonej dla każdego z twoich rozwiązań. Należy zauważyć, że liczbę moli substancji definiuje się jako masę substancji (w g) podzieloną przez gramową masę cząsteczkową substancji. Masa cząsteczkowa soli wynosi 58,443 g, a masa cząsteczkowa sacharozy 342,3 g. Zauważ, że masa cząsteczkowa 100 ml wody wynosi 0,1 kg.
- Następnie oblicz molalność, która jest liczbą moli substancji rozpuszczonej na kg rozpuszczalnika.
- Zwróć uwagę na porównanie molowości roztworów sól/woda i roztworów sacharoza/woda.
- Następnie oblicz oczekiwane obniżenie temperatury zamarzania, korzystając z powyższego wzoru na ΔT. Jak twoje obliczenia mają się do tego, co faktycznie zaobserwowałeś? Czy możesz wymyślić stwierdzenie, które wyraża związek przyczynowy między molowością roztworu a obniżeniem jego temperatury zamarzania?
Kliknij, aby wydrukować ten projekt.
Projekt zaawansowany: Gorący lód (octan sodu)
Octan sodu (jeden z produktów mieszanki sody oczyszczonej i octu) ma wyjątkową właściwość, ponieważ jest zdolny do zamrażania bez faktycznego zamrażania w temperaturze. W rzeczywistości, gdy ta substancja zamarza, w rzeczywistości robi się cieplej, a nie chłodniej.
Gorący lód to świetny eksperyment, jeśli chcesz wywołać efekt wow. Jednak z pewnością potrzeba pewnej dozy finezji, aby zrobić to dobrze. Nie zdziw się, jeśli będziesz musiał spróbować kilka razy, zanim zaczniesz działać.
tło projektu
Gorący lód (zamrażanie octanu sodu) jest reakcją egzotermiczną – co oznacza, że gdy octan sodu „zamarza”, substancja wydziela ciepło. W rzeczywistości jest to ten sam rodzaj reakcji chemicznej stosowany w MRE , podgrzewacze do rąk i podobne produkty. Octan sodu jest jednym z produktów ubocznych sody oczyszczonej i octu. Wzór reakcji jest następujący: Na+[HCO3]- + CH3-COOH → CH3-COO- Na+ + H2O + CO2.
Procedura laboratoryjna
Kliknij, aby wydrukować procedurę laboratoryjną po prawej stronie. Chociaż wytwarzanie gorącego lodu jest stosunkowo bezpieczne (sama substancja chemiczna jest nietoksyczna), należy zachować ostrożność przy obchodzeniu się z gorącymi substancjami. Pamiętaj, aby notować temperatury octanu sodu podczas wykonywania eksperymentu.
Rzeczy do zauważenia i zrobienia z gorącym lodem
Ważną rzeczą, którą należy zauważyć, jest przechłodzona ciecz (ciecz, która jest schłodzona poniżej temperatury topnienia) i reakcja egzotermiczna, która pojawia się po ponownym wprowadzeniu kryształu do roztworu. Kryształ działa jako miejsce zarodkowania. Możesz zrobić gorące rzeźby lodowe, wprowadzając kryształ podczas nalewania. Kiedy to zrobisz, jaka jest temperatura gorącego lodu?
Kliknij, aby wydrukować ten projekt.
Bezpieczeństwo chemiczne
Pamiętaj, że podczas pracy z chemikaliami, nawet tymi, które uważasz za bezpieczne, zawsze powinieneś używać okularów ochronnych i być może rękawic ochronnych. Ważne jest, aby wyrobić w sobie nawyk używania sprzętu ochronnego w taki sposób, aby był on automatyczny.
Pamiętaj też, że pracując przy kuchence, zawsze powinieneś nosić rękawice kuchenne lub używać szczypiec. Zdrowy rozsądek w laboratorium to długa droga do przyjemnego doświadczenia.
