ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ MODEL CHEM LAB 2 ΕΙΚΟΝΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΕΙ ΙΚΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

Transcript

1 ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ MODEL CHEM LAB 2 ΕΙΚΟΝΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΕΙ ΙΚΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Αυτή είναι η πρώτη εικόνα του λογισµικού και για µπορέσετε να συνεχίσετε πρέπει να κάνετε κλικ στο κουτάκι µε τη λέξη I agree. Το λογισµικό αυτό δεν είναι ολόκληρο αλλά µόνο για επίδειξη µε αποτέλεσµα από τα 27 εργαστήρια του να είναι διαθέσιµα µόνο έξι. Αµέσως µετά το κλικ εµφανίζεται το όνοµα του λογισµικού καθώς και της εταιρίας που έκανε το λογισµικό. Τα ονόµατα αυτά θα µείνουν ελάχιστα στην οθόνη σας και αµέσως θα εµφανισθεί η τρίτη εικόνα που υπάρχει ο κατάλογος των πιθανών επιλογών σας Κλικ εδώ Επιλέξτε την τελευταία σειρά, Heat specific Lab (εργαστήριο ειδικής θερµότητας) και πατήστε ΟΚ. Εµφανίζεται τότε το εργαστήριο για το πείραµα το οποίο Θα κάνετε. Ο χώρος χωρίζεται στη γραµµή εργαλείων, στο χώρο οδηγιών και στο χώρο του εργαστηρίου. Ο χώρος εργαλείων έχει τα βασικά χαρακτηριστικά όπως εργαλεία γραµµατοσειράς, εργαλεία επεξεργασίας αλλά και επιπλέον εργαλεία µε εικονικές συσκευές χηµικού εργαστηρίου. Ο χώρος οδηγιών έχει τρία παράθυρα: Τη σελίδα θεωρίας (Introduction) τη σελίδα εκτέλεσης βήµα προς βήµα του πειράµατος Χώρος οδηγιών Γραµµές εργαλείων Χώρος εργαστηρίο υ (Procedure) και το φύλλο εργασίας για τις παρατηρήσεις που πρέπει να συµπληρώσουν οι µαθητές(observations). Στην άκρη δεξιά και επάνω, ακριβώς κάτω από τα κουµπιά κλείσιµο, ελαχιστοποίησης και µικρού µεγέθους υπάρχουν δύο κουµπιά που σας επιτρέπουν να είναι ορατός ή όχι ο χώρος των οδηγιών. Κάνετε κλικ στα παράθυρα αυτά για να αποκρύψτε ή να εµφανίστε τον χώρο οδηγιών. Στη δική σας εργασία θα αποκρύψτε τον χώρο οδηγιών. Από τα αντικείµενα της παραπάνω εικόνας είναι διαθέσιµα µόνο αυτά που µπορούν να χρησιµοποιηθούν για το επιλεγµένο πείραµα και επιπλέον είναι µια ποικιλία άµεσης χρήσης. Περισσότερες επιλογές υπάρχουν στη γραµµή εργαλείων Εξοπλισµός (Equipment) όπου οι συσκευές επιλέγονται µε παρόµοιο τρόπο όπως στο Iridium. Οι συσκευές άµεσης διάθεσης είναι οι παρακάτω:

2 Λυχνία Bunsen (Bunsen burner) Ποτήρι ζέσεως 100 ml (Beaker) Κωνική φιάλη µε βάση 100 ml (Erlenmeyer flask) Σφαιρική φιάλη 100 ml (Florence flask) Ύαλος ωρολογίου (Watch Glass) Κάψα θέρµανσης (Evaporations dish) οκιµαστικοί σωλήνες (Test tubes) Ογκοµετρικός σωλήνας (Graduated Cylinder) Προχοΐδα (Buret) Στη γραµµή εργαλείων Equipment υπάρχουν οι δυνατότητες 1) Ποτήρια 100 ml, 250ml, και 600ml. 2) Κωνική φιάλη 100 ml και 250 ml. 3) οκιµαστικοί σωλήνες των 50ml. 4) Ογκοµετρικοί κύλινδροι των 10 ml και 100 ml. 5) Στρογγυλή φιάλη µε στενό λαιµό (Round bottom flask) 100ml που χρησιµοποιείται συνήθως για τη µεταφορά διαλύτη. 6) Σιφώνιο10ml(pipet). 7) Σταγονόµετρο 10ml (eye dropper) 8) Ζυγαριές τριών ειδών. 9) Θερµόµετρο

3 Χηµικός Ζυγός ηλεκτρονικός ζυγός ζυγός υψηλής ακρίβειας (entigram) Ακρίβεια 0,01g Ακρίβεια 0,001g Ακρίβεια 0,0001g Άλλα όργανα Θερµιδόµετρο µετρητής αγωγιµότητας ηλεκτροστοιχείο Calorimeter Conductivity meter Electrochemical cell Φασµατόµετρο Πεχάµετρο Θερµαντικό σώµα Spectrophotometer PH meter Hot Plate Μαγνητικός αναδευτήρας (Magnetic stirrer) Φιάλη Αποστακτήρες Συσκευή Dumas Μεταλλικά σύρµατα Distillation equipment Dumas Bulb Metal wire ίλαιµη κωνική φιάλη µε πώµα. Buchner funnel

4 ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1) Επιλέξτε µια φιάλη 250ml σύµφωνα µε το σχήµα. 2) Βάλτε στο ποτήρι 150 ml νερό κάνοντας δεξί κλικ µε το ποντίκι σας πάνω στη φιάλη. 3) Εµφανίζεται ένα πλαίσιο διαλόγου από το οποίο θα επιλέξτε 150 ml και θα πατήστε ΟΚ. 4) Κάνετε κλικ στο δοκιµαστικό σωλήνα. Ο σωλήνας τοποθετείται αµέσως στο εικονικό εργαστήριο. Κάνετε δεξί κλικ στο σωλήνα και επιλέξτε Chemical ακολουθώντας τη διαδικασία των εικόνων. Ο δοκιµαστικός σωλήνας θα εµφανισθεί όπως στη τρίτη εικόνα. 5) Επιλέξτε το σωλήνα και κάνετε κλικ στο εικονίδιο του θερµοµέτρου. Ένα θερµόµετρο θα τοποθετηθεί µέσα στο σωλήνα. 6) Τοποθετείστε το δοκιµαστικό σωλήνα µέσα στο ποτήρι ως εξής. Επιλέξτε τον δοκιµαστικό σωλήνα και σύρετε τον πάνω από το ποτήρι. Με πατηµένο το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού σύρετε το ποντίκι ώστε να σχηµατισθεί ένα ορθογώνιο που να περιέχει το ποτήρι και τον δοκιµαστικό σωλήνα. Από τη γραµµή εργαλείων επιλέξτε Arrange combine(τακτοποίηση-συνδυασµός). Αµέσως ο σωλήνας τοποθετείται στο εσωτερικό του ποτηριού. 7) Κάνετε κλικ στη λυχνία Bunsen και τοποθετήστε την κάτω από τη φιάλη. Παρατηρείστε το θερµόµετρο. Η θερµοκρασία του νερού ανεβαίνει. 8) Η παροχή θερµότητα της λυχνίας είναι 2J/sec. Κάνετε κλικ στο Option-equipment και ανοίγει αµέσως ένα πλαίσιο διαλόγου. Επιλέξτε 6J/sec.

5 9) Αφήνετε το νερό να θερµαίνεται µέχρι η θερµοκρασία του φθάσει στους 100 ο C. 10) Μόλις το νερό φθάσει στους 100 βαθµούς βγάλτε το δοκιµαστικό σωλήνα ως εξής. Από τη γραµµή εργαλείων επιλέξτε Arrange-Remove 10) Από τη γραµµή εργαλείων Equipment(εξοπλισµός) επιλέξτε θερµιδόµετρο. (calorimeter) Εµφανίζεται τότε το θερµιδόµετρο. Κάνετε δεξί κλικ στο θερµιδόµετρο και επιλέξτε νερό στο πλαίσιο διαλόγου 100 ml. Πλησιάστε τον δοκιµαστικό σωλήνα στο θερµιδόµετρο. Κάνετε δεξί κλικ και επιλέξτε Poure το περιεχόµενο του δοκιµαστικού σωλήνα βρίσκεται µέσα στο θερµιδόµετρο. Επιλέξτε το θερµιδόµετρο και κατόπιν το θερµόµετρο. Το θερµόµετρο τοποθετείται και αυτό στον δοκιµαστικό σωλήνα. Έχετε τώρα την παρακάτω εικόνα. Κατά το πείραµα αυτό το νερό πήρε θερµότητα σύµφωνα µε τη σχέση Q 1 =mxcx Τ 800 cal Στο θερµιδόµετρο η τη θερµότητα αυτή την απέβαλλε ο σίδηρος µέχρι να αποκατασταθεί η χηµική ισορροπία. Εποµένως έχω Q 2 =mxc Τ επίσης 800cal. Είναι όµως c= Q 2 /mx Τ c= 800/100x72 =0,111 Αν θέλουµε µπορούµε να χρησιµοποιήσουµε το νόµο των Dulong Petit και να βρούµε το MB του Fe CxMB=6 Να βρείτε την ειδική θερµότητα και το ΜΒ επίσης των ρινισµάτων Χαλκού(Copper shot) και Αλουµινίου (Aluminum shot) ΟΞΥΜΕΤΡΙΑ 1) Τοποθετείστε µια κενή κωνική φιάλη(erlenmeyer flask) 100ml στο χώρο του εικονικού εργαστηρίου κάνοντας κλικ στο εικονίδιο της κωνικής φιάλης. 2) Προσθέστε στη φιάλη διάλυµα 35 ml 0,2Μ HCl. Για να το πετύχετε κάνετε δεξί κλικ πάνω στη φιάλη και επιλέξτε Chemicals. Ανοίγει ένα πλαίσιο διαλόγου. Συµπληρώστε το πλαίσιο ως εξής: α) Πατήστε το βελάκι και επιλέξτε 0,2Μ HCl β) Στο κουτί που γράφει Volume(όγκος) γράψτε 35 και κατόπιν κάνετε κλικ στο ΟΚ. 3) Προσθέστε 2 σταγόνες φαινολοφθαλεΐνης στο διάλυµα του οξέος ως εξής: Κάνετε δεξί κλικ στη φιάλη και στο πλαίσιο διαλόγου που ανοίγει επιλέξτε indicators(δείκτες). Ανοίγει τότε ένα πλαίσιο διαλόγου από το οποίο επιλέγετε φαινολοφθαλεΐνη και στο κουτί πατήστε το βελάκι προς τα πάνω δύο φορές. Κάθε κλικ αντιστοιχεί σε µια σταγόνα. Κάνετε κατόπιν κλικ στο ΟΚ. Τώρα η κωνική φιάλη έχει 35ml HCl και δύο σταγόνες φαινολοφθαλεΐνης.

6 4) Τοποθετείστε µια κενή προχοΐδα (buret) 50ml στο χώρο του εικονικού εργαστηρίου κάνοντας κλικ στο αντίστοιχο εικονίδιο στις συσκευές του εργαστηρίου. 5) Εµφανίζεται η προχοΐδα και ένα πλαίσιο διαλόγου. Κάνετε δεξί κλικ στην προχοΐδα και επιλέξτε Chemicals. Κάνετε κλικ στο βελάκι και επιλέξτε 0,2 M NaOH. Στο κουτί για τον όγκο γράψτε τον αριθµό 35ml και πατήστε ΟΚ. 6) Στο πλαίσιο διαλόγου της προχοΐδας, τοποθετείστε 0 στο κουτί Start Vol (αρχικός όγκος) και 5 στο κουτί End Vol(τελικός όγκος). 7) Τοποθετείστε την προχοΐδα πάνω από τη φιάλη. 8) Αρχίστε να ρίχνετε το διάλυµα του NaOΗ στη φιάλη που περιέχει το διάλυµα του ΗCl πατώντας το βελάκι προς τα δεξιά. Όσο ποιο δεξιά βρίσκεται ο δείκτης τόσο ποιο µεγάλη είναι η παροχή της προχοΐδας. Αν αρχίστε να κάνετε κλικ στο βέλος προς τα αριστερά µειώνεται η παροχή. Το κουτάκι Volume(όγκος) δείχνει τις µεταβολές όγκου στην προχοΐδα. Αν πατήστε το κουτί Close(κλείσιµο) τότε σταµατά η παροχή. Όταν θελήστε και εφόσον υπάρχει διάλυµα στη προχοΐδα µπορείτε να συνεχίστε το άδειασµα της προχοΐδας. 9) Μόλις το διάλυµα γίνει κόκκινο κλείστε την προχοΐδα. 10) Σηµειώστε στο φύλλο εργασίας σας τον αρχικό όγκο του διαλύµατος ΝαΟΗ και τον όγκο που απέµεινε στη προχοΐδα(buret). 11) Καθαρίστε το χώρο εργασίας και επαναλάβετε τα βήµατα 1 έως 7 εκτός από το στάδιο πρόσθεσης φαινολοφθαλεΐνης. 12) Τοποθετείστε ένα πεχάµετρο στη φιάλη που περιέχει το HCl κάνοντας δεξί κλικ πάνω στη φιάλη και επιλέγοντας PH. Κάτω από τη φιάλη τοποθετείται ένα πεχάµετρο. 13) Με δεξί κλικ στη φιάλη του HCl επιλέξτε συλλογή δεδοµένων(collect titration data). 14) Κάντε δεξί κλικ στη προχοΐδα και επιλέξτε (titration DialogBox). Γράψτε αρχικός όγκος (Start Volume) 0ml και τελικός όγκος(end Volume) 37ml. 15) Αρχίστε να ρίχνετε το διάλυµα NaOΗ στη φιάλη που περιέχει το διάλυµα ΗCl γρήγορα στην αρχή αλλά σιγά-σιγά όταν έχετε αδειάσει 33 ml και µέχρι ένα ml παραπάνω από τον όγκο που σηµειώσατε για την αλλαγή του χρώµατος. 16) Από τη γραµµή εργαλείων επιλέξτε διαδικασίες(procedures)-view titration data(θέαση δεδοµένων στοιχειοµετρικής ανάλυσης). 17) Από το εργαλείο Θέαση(View) µπορείτε να δείτε τον πίνακα τιµών επιλέγοντας data( δεδοµένα) ή την γραφική παράσταση PH-Vml NaOH που προστέθηκαν στο διάλυµα του HCl. 18) Επιλέξτε την επιλογή αντιγραφή από το µενού Edit. 19) Ανοίξτε ένα έγγραφο του Word και εισάγετε το γράφηµα (χωρίς να βγείτε από το πρόγραµµα του ChemLab) 20) Επιστρέψτε στο ChemLab επιλέγοντας από τη γραµµή εργασιών. Επιλέξτε data και από το Edit Copy. Εισάγετε τα δεδοµένα στο φύλλο του Word. ώστε ένα όνοµα στο φύλλο του Word και σώστε το. Κλείστε όλα τα προγράµµατα.