Pytanie:
Dlaczego konieczne jest chłodzenie pojemnika z próbką, aby zmierzyć jej masę w laboratorium?
M.A.R.
2015-01-19 23:35:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Przeprowadzaliśmy eksperyment dotyczący uwodnionych kryształów, a dokładniej, jak określić $ n $ w $ \ ce {CuSO4 .nH2O} $ . Po podgrzaniu tygla mieliśmy go schłodzić za pomocą eksykatora. Wtedy przyszło mi do głowy pytanie: dlaczego musimy to ochłodzić? Prowadząc badania w sieci, mogłem wymyślić tylko te sugestie, ale żadna nie wydaje mi się odpowiednia dla mnie:

Używając wzoru Einsteina:

Jego słynne równanie: $$ E = mc ^ 2 $$ Oznacza to, że materię można przekształcić w energię. Zatem więcej energii powinno oznaczać większą masę, ponieważ $ C $ jest stały. Jednak twierdzę, że skoro $ C $ to bardzo duża liczba, normalne i obserwowalne w normalnych laboratoriach zmiany energii nie są w stanie zmodyfikować zmiany netto masy dramatycznie (w stopniu, który waga jest w stanie wykryć)

Odczucie, brak dodatkowych badań:

Każdy rozsądny, a jeśli chodzi o wartość, jaką ma waga w laboratorium stwarzałoby najmniejsze szanse, że gorący pojemnik uszkodzi powierzchnię wagi, a tym samym ją uszkodzi. Ale są szanse, że też się mylę.

Dlaczego więc musimy chłodzić tygiel, aby zmierzyć masę próbki w nim za pomocą wagi?

Nie wiem, dlaczego zaakceptowałeś tę odpowiedź. Poniższa odpowiedź jest dobra, a Twoja odpowiedź nie jest zła. Nie chcę Ci mówić, która odpowiedź jest lepsza i możesz zaakceptować tę, którą chcesz.
Odpowiedź Freda jest bardzo pouczająca, ale dodaje punkty do tego, co powiedzieliśmy z ronem. A odpowiedź rona była prosta i krótka, podczas gdy ja dalej opowiadałem historie babci! :)
Pięć odpowiedzi:
ron
2015-01-19 23:39:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pojemnik, który nie ma temperatury otoczenia, będzie generował wokół niego prądy powietrza. Jeśli umieścisz na wadze taki pojemnik, który nie jest otaczający, prądy powietrza będą rozwijać się wokół pojemnika w miarę jego nagrzewania się lub schładzania do temperatury otoczenia. Te prądy powietrza spowodują nieprawidłowy odczyt wagi.

Fred Senese
2015-01-20 04:34:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pozostałe dwie odpowiedzi są w porządku; to prawda, że ​​gdy gorący przedmiot, który próbujesz zważyć, ogrzewa otaczające go powietrze, powietrze będzie się unosić, tworząc prądy powietrza, które dadzą ci niepewny odczyt.

Chciałbym dodać trzy rzeczy, o których nie wspomnieli:

  • Szalka wagi również się nagrzeje, powodując, że metalowe części wagi rozszerzać. Przyczyni się to również do błędu w odczycie, a gdy metal ostygnie, odczyt się zmieni.

  • Innym przyczynkiem do błędu jest to, że gęstość gorącej próbki jest mniejsza niż gęstość zimnej próbki, więc jej wypór jest inny. Po ochłodzeniu obiekt wydaje się nieznacznie przybierać na wadze!

  • Nie martw się o $ E = mc ^ 2 $ w chemii, chyba że zachodzą jakieś poważne reakcje jądrowe.

I czwarta sprawa: jeśli włożysz gorący przedmiot do hermetycznego eksykatora, powietrze w środku skurczy się, gdy obiekt ostygnie - i możesz mieć trochę kłopoty z ponownym zdjęciem pokrywy!

M.A.R.
2015-01-19 23:38:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Twoje przeczucia są właściwe: Bardzo gorące tygle mogą spowodować uszkodzenie wagi . Jednak to nie jest główny powód, dla którego chemicy schładzają swoje próbki przed pomiarem.

Wszyscy znamy prądy konwekcyjne: gdy powietrze jest podgrzewane, cząsteczki będą się bardziej zderzać niż jego poprzedni stan; powodując wzrost objętości lub ciśnienia w zależności od „elastyczności” środowiska oddziaływania. W ten sposób gęstość gorącego powietrza maleje, a ono podnosi się i „zastępuje” zimne powietrze. Jeśli proces podgrzewania powietrza będzie kontynuowany, gorące powietrze będzie stale wzrastać w tak zwanym „prądzie konwekcyjnym”.

System tygla jest termodynamicznie otwarty, więc w kontakcie z powietrzem traci trochę ciepła do otaczającego go gazu, którym jest zwykle powietrze atmosferyczne. Jeśli postawimy gorący tygiel do pomiaru jego masy, prądy konwekcyjne pojawią się wokół tygla, gdzie styka się on z otaczającym powietrzem. Ruch gorącego powietrza w górę zmusza tygiel do góry, ale w niewielkich ilościach.

Jednak równowaga musi być wystarczająco precyzyjna, aby wykryć te różnice. Większość wag w laboratoriach może mierzyć do 0,01 lub 0,001 grama i wyczuje różnicę. Ponieważ zwykle potrzebujesz (lub jesteś zmuszony pisać) dokładnych wyników pomiarów do 1 miligrama, różnice te będą irytować szkodniki w pomiarach.

To bardzo przydatne źródło, z którego pochodzi odpowiedź. Zawiera również przydatne zalecenia dotyczące praktycznych problemów w laboratorium.

Raina
2016-11-17 08:37:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Chociaż są to bardzo dobre odpowiedzi, mam znacznie prostszą. To zbytnio przemyślane pytanie. Tygiel musi ostygnąć w eksykatorze, aby uniknąć zawilgocenia. Eksperyment, który przeprowadzasz, dotyczy nawodnień, dlatego ważne jest, aby wydobyć jak najwięcej wilgoci, ponieważ zmniejszy to procentowy błąd.

Generalnie bym się z tym zgodził, ale pytanie brzmi: dlaczego należy go schłodzić, a nie dlaczego w eksykatorze.
Alex Clark
2017-09-05 01:52:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Musisz pozwolić tygielowi ostygnąć przed dokonaniem pomiaru, ponieważ ciepło z tygla ogrzewa otaczające powietrze, które unosi się, a następnie ochładza się i opada. Ten wzrost i spadek otaczającego powietrza nazywany jest prądem konwekcyjnym i daje niepewny odczyt, który rośnie i opada. Prądy te utrudnią znalezienie masy anhydratu (CuSO4), co utrudni znalezienie n , moli wody na mol CuSO4.

Zostało to już powiedziane w innych odpowiedziach.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...