Problem do rozwiązania
Czy możliwe jest pochłanianie ciepła z otoczenia podczas rozpuszczania substancji? Czy możliwe jest wydzielania ciepła do otoczenia podczas rozpuszczania substancji? Doświadczenie ma na celu zapoznać klubowiczów z jednym ze sposobów wymiany energii między układem a otoczeniem oraz kształtować umiejętność rozróżniania reakcji egzo- i endotermicznych.
Spis materiałów
- Soda
- Kwasek cytrynowy
- Wodorotlenek sodu (NaOH – kret do czyszczenia rur)
- Azotan amonu, czyli nawóz mineralny (NH4NO3 – saletra amonowa) – Saletra jest nawozem, który można kupić w sklepach ogrodniczych oraz internetowych.
- Naczynia szklane/zlewka
- Termometr
- Bagietka/plastikowa łyżka
- Cylinder miarowy/miarka
- Okulary ochronne
- Rękawiczki ochronne
- Fartuch ochronny
Etapy przeprowadzania doświadczenia
!!!!UWAGA!!!! – Kret jest substancją żrącą, pracując z nim zachowaj szczególną ostrożność. Azotan amonu jest również trujący dlatego należy również zachować wszystkie środki ostrożności. Pamiętaj o środkach ochrony osobistej (okulary ochronne, rękawiczki i fartuch)! Pracuj tylko pod nadzorem osoby dorosłej.
Eksperyment 1
- Do naczynia szklanego wlej około 100 ml wody i zmierz jej temperaturę. Pamiętaj o środkach ochronnych (okulary, fartuch, rękawiczki)!
- Rozpuść w wodzie 3 łyżki azotanu amonu i zmierz temperaturę ponownie.
- Eksperyment powtórz rozpuszczając w nowej porcji wody 3 łyżki kreta, pamiętając o kontroli temperatury przed dodatkiem i po.
Eksperyment 2
- Do naczynia szklanego wlej około 100 ml wody i zmierz jej temperaturę.
- Rozpuść w wodzie 1 łyżkę sody oraz 1 łyżkę kwasku cytrynowego i zmierz temperaturę ponownie.
Pytania do doświadczenia
- Jak zmieniła się temperatura wody po rozpuszczeniu w niej azotanu amonu? Jest to reakcja endo- czy egzotermiczna?
- Jak zmieniła się temperatura wody po rozpuszczeniu w niej granulek kreta? Jest to reakcja endo- czy egzotermiczna?
- Jak zmieniła się temperatura w naczyniu w wyniku reakcji sody z kwaskiem cytrynowym? Jest to reakcja endo- czy egzotermiczna?
Interpretacje wyników
W przypadku procesu rozpuszczania w zależności od bilansu energii sieciowej i energii solwatacji ciepło jest wydzielane do otoczenia lub z niego pobierane. Możemy więc zaobserwować, że proces rozpuszczania w zależności od rodzaju substancji jest procesem egzotermicznym lub endotermicznym co skutkuje zwiększeniem lub zmniejszeniem temperatury roztworu. Podobne efekty obserwowane są w przypadku reakcji chemicznych a efekty energetyczne uzależnione są od energii produktów i substratów.
Ciekawostki
- Zwierzęta endotermiczne (inaczej stałocieplne) – to zwierzęta o stałej wewnętrznej temperaturze ciała, która utrzymywana jest w wyniku procesów zachodzących wewnątrz organizmu utrzymujących równowagę między ciepłem wytworzonym a traconym. Na temperaturę wewnętrzną nie ma więc wpływu zewnętrzna temperatura otoczenia. Do grupy zwierząt endotemicznych należą ptaki oraz ssaki. Zwierzęta o zmiennej wewnętrznej temperaturze ciała, która zmienia się wraz ze zmianą temperatury otoczenia to zwierzęta egzotermiczne. Należą do nich bezkręgowce, ryby, płazy, gady.
- Pamiętaj chemiku młody wlewaj zawsze kwas do wody! – Dlaczego? Mieszanie kwasu z wodą jest reakcją silnie egzoenergetyczną, w wyniku której wydzielają się duże ilości ciepła. Woda wlana na powierzchnię kwasu zaczyna więc wrzeć, co powoduje gwałtowne, niebezpieczne rozpryskiwanie się gorącej mieszaniny kwas-woda.
