Chem-PA 2006 Χημεία Γυμνασίου Βιβλίο μαθητή Εγχειρίδιο χρήσης & φύλλα εργασίας
Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α Πρόλογος................................................ 5 ΛΥΚΕΙΟ ΤΑΞΗ Α Περιοδικός Πίνακας..................................... 7 Οξέα Βάσεις και Δείκτες................................ 11 Οξέα Βάσεις Άλατα και Ηλεκτρική αγωγιμότητα............... 12 Επίδραση οξέων σε μέταλλα και ανθρακικά άλατα................ 13 Εξουδετέρωση ph.................................... 15 Αραίωση διαλύματος οξέος βάσης ph...................... 18 Το εργαστήριο του σπιτιού μας............................ 20 Όξινη βροχή........................................ 21 Δομή ατόμου (στιβάδες)................................. 22 Παρασκευή διαλύματος................................. 24 Αραίωση διαλυμάτων................................... 27 Ανάμειξη διαλυμάτων...................................29 Νόμοι των αερίων..................................... 31 Στοιχειομετρία Αντιδράσεις (εξουδετέρωσης διπλής, απλής αντικατάστασης)................................. 33 ΛΥΚΕΙΟ ΤΑΞΗ Β Μεταβολές φυσικών καταστάσεων.......................... 35 Υγροποίηση ατμών Τάση ατμών.......................... 37 Χημική κινητική Αποτελεσματική σύγκρουση.................. 39 Ταχύτητα αντίδρασης Παράγοντες.........................41 Χημική ισορροπία (επίδραση συγκέντρωσης θερμοκρασίας πίεσης)... 48 Στοιχειομετρία Αντιδράσεις οργανικών ενώσεων............... 68 ΛΥΚΕΙΟ ΤΑΞΗ Γ Δομή ατόμου (υποστιβάδες κβαντικοί αριθμοί ατομικά τροχιακά).... 71 Άτομο υδρογόνου Φάσμα εκπομπής........................ 73 Ηλεκτρονικοί τύποι κατά Lewis............................ 75 Μεταβολή ph διαλύματος οξέος Αραίωση.................... 77 Μεταβολή ph διαλύματος βάσης Αραίωση.................... 79 Ογκομέτρηση διαλύματος βάσης Οξυμετρία.................. 81 Ογκομέτρηση διαλύματος οξέος Αλκαλιμετρία................. 83 ΓΙΑ ΟΛΟΥΣ Επιστημονικό χρονολόγιο................................85 3
ΠΡΟΛΟΓΟΣ Αγαπητέ μαθητή, Το βιβλίο που κρατάς στα χέρια σου αποτελεί ένα χρήσιμο εργαλείο, καθώς στην ύλη του περιέχονται 56 ομάδες δραστηριοτήτων για τη διδασκαλία της χημείας στην Α, Β και Γ Λυκείου με τη βοήθεια του λογισμικού Chem-PA 2006. Πιστεύουμε ότι ο ηλεκτρονικός υπολογιστής είναι ένα μέσο που μπορεί να βοηθήσει στην πρακτικότερη και βαθύτερη κατανόηση των νόμων και των αρχών που διέπουν τα χημικά και φυσικά φαινόμενα. Εκτός αυτού, τόσο η προσομοίωση πραγματικών καταστάσεων όσο και η μοντελοποίηση των φαινομένων αποτελούν δραστηριότητες χρήσιμες και ευχάριστες στη διδασκαλία. Το Chem-PA 2006 είναι ένα δυναμικό λογισμικό πακέτο που περιέχει μια εκτεταμένη βάση πληροφοριών για τη χημεία (την ιστορία και τη συμβολή της στην καθημερινή ζωή), την τεχνολογία και άλλες φυσικές επιστήμες. Παρέχει τη δυνατότητα χρήσης σε προσωπικό υπολογιστή ή σε διακομιστή τοπικού δικτύου, ώστε να γίνεται ταυτόχρονη χρήση από πολλούς μαθητές ή ομάδες μαθητών, με την ανάλογη βέβαια εγκατάσταση, παρουσιάζει προσομοιώσεις πειραμάτων και ιδιαίτερα του μικρόκοσμου, που δύσκολα αποδίδεται είτε με περιγραφή είτε με χρήση εικόνων, χρησιμοποιεί βάσεις δεδομένων για την εξάσκηση των μαθητών σε θέματα που καθορίζει ο καθηγητής, όπου ο κάθε μαθητής ή ομάδα μαθητών εργάζεται ταυτόχρονα και ανεξάρτητα η μία από την άλλη (σε δικτυακό περιβάλλον), ελέγχεται και καθοδηγείται από το λογισμικό κατά τη διάρκεια της εργασίας, ενώ στο τέλος εκτυπώνει την εργασία της. Ακόμη, περιέχει quiz πολλαπλής επιλογής, σταυρόλεξα κ.λπ., καθώς και ένα αρκετά ενδιαφέρον «επιστημονικό» χρονολόγιο/almanac, κατάλληλο για τους μαθητές όλων των βαθμίδων, αλλά και για τους διδάσκοντες. Σε αυτό το περιβάλλον, και με τις προτεινόμενες δραστηριότητες, η γνώση που θα αποκτήσεις θα είναι στέρεη, αφού δεν σου παρέχεται έτοιμη ούτε καλείσαι να την αποστηθίσεις. Επιπλέον, τις δραστηριότητες αυτές θα τις εκτελέσεις, δουλεύοντας ομαδικά με τους συμμαθητές σου στο εργαστήριο υπολογιστών του σχολείου σου. Ενδεχομένως η χρήση των ηλεκτρονικών υπολογιστών να μην είναι κάτι ξένο για σένα και το πιο πιθανό είναι ότι έχεις προηγούμενη εμπειρία, η οποία και σε ευχαριστεί πολύ. Για το λόγο αυτό, η αντίληψη του μαθησιακού αυτού περιβάλλοντος αναμένεται ότι θα αποδειχθεί εύκολη και γρήγορη για σένα. Η πραγματοποίηση των δραστηριοτήτων που περιλαμβάνονται σε αυτό το βιβλίο, μέσα στο περιβάλλον του εκπαιδευτικού λογισμικού Chem-PA 2006, θα σε ενθουσιάσει, ώστε δυναμικά και δημιουργικά να προχωρήσεις, σε συνεργασία με τους συμμαθητές σου και με τη βοήθεια του καθηγητή σου, στην οικοδόμηση βασικών χημικών εννοιών. Ελπίζουμε ότι θα μπορέσεις να εκμεταλλευτείς τις ευκαιρίες που σου παρέχει η ολοκλήρωση των δραστηριοτήτων που ακολουθούν, ώστε να δημιουργήσεις τις δικές σου δραστηριότητες και να ανοίξεις νέους δρόμους στη μάθησή σου. Ας μας επιτρέψεις να έχουμε την κρυφή ελπίδα ότι μπορεί να είσαι εσύ εκείνος που θα γοητευθεί από τη χημεία, θα τη σπουδάσεις κι αργότερα θα συμβάλεις στην ανάπτυξή της. Φιλικά Αναγνωστόπουλος Παναγιώτης Λιδώρης Λουκάς 5
ΛΥΚΕΙΟ: ΤΑΞΗ Α Περιοδικός Πίνακας ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην ενότητα αυτή περιλαμβάνονται: 1. Ο Περιοδικός Πίνακας των στοιχείων σε δύο μορφές. 2. Σημαντικές πληροφορίες για τις ιδιότητες των στοιχείων. 3. Πλούσιο μενού με πληροφορίες για τις ιδιότητες των στοιχείων, την ταξινόμησή τους και τις μεταβολές των ιδιοτήτων τους, καθώς και στατιστικά δεδομένα που αφορούν τις βασικές κατηγοριοποιήσεις των στοιχείων, τη χώρα και το έτος ανακάλυψής των. 7
8
4. Πίνακες με δυνατότητα εκτύπωσης ή εξαγωγής τιμών σε φύλλο MsExcel για περαιτέρω επεξεργασία με τις ιδιότητες των στοιχείων, την ταξινόμησή τους και τις μεταβολές των ιδιοτήτων τους, καθώς και στατιστικά δεδομένα που αφορούν τις βασικές κατηγοριοποιήσεις των στοιχείων, τη χώρα και το έτος ανακάλυψής των. 5. Γραφήματα με τις μεταβολές των ιδιοτήτων των στοιχείων σε κάθε ομάδα ή περίοδο. 9
6. Στατιστικά δεδομένα που αφορούν τις βασικές κατηγοριοποιήσεις των στοιχείων, τη χώρα και το έτος ανακάλυψής των. Οδηγία «ειδικών εργασιών» Η εφαρμογή διαθέτει την ειδική εργασία «Συμπύκνωση και επιδιόρθωση» που κατά καιρούς πρέπει να γίνεται, ώστε να εξοικονομείται χώρος στο σκληρό δίσκο. Πατήστε λοιπόν το κουμπί «Ειδικές εργασίες» που βρίσκεται στη γραμμή μενού της εφαρμογής. Ο κωδικός πρόσβασης είναι αρχικά ο αριθμός 123 (στη συνέχεια μπορείτε να τον αλλάξετε). Πληκτρολογήστε τον και πατήστε «Είσοδος». Ακολουθήστε τις οδηγίες. 10
Οξέα Βάσεις και Δείκτες ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε: Να δείτε τις αποχρώσεις των δεικτών: βάμμα ηλιοτροπίου και μπλε της βρωμοθυμόλης, σε όξινο, βασικό ή ουδέτερο περιβάλλον. Να εξασκηθείτε στην αναγνώριση του χαρακτήρα (όξινος, βασικός ή ουδέτερος) ενός διαλύματος με χρήση δεικτών. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Κάθε φορά που θέλετε να προσθέσετε από το περιεχόμενο μιας φιάλης σε μία άλλη θα πρέπει να σύρετε με το ποντίκι την πρώτη φιάλη, ώστε να ακουμπά με τη δεύτερη και από τα δεξιά της. Το κουμπί σας μεταφέρει σε επόμενη ενέργεια. Το κουμπί αρχίζει το πείραμα από την αρχή. Ακολουθήστε τις οδηγίες που εμφανίζονται κάθε φορά. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Σύρετε με το ποντίκι μία προς μία τις φιάλες με τα οξέα, τις βάσεις ή το νερό, ώστε να ακουμπούν από τα δεξιά με τις άδειες φιάλες που βρίσκονται στον πάγκο. Πατήστε το κουμπί. Σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη με το βάμμα του ηλιοτροπίου, ώστε να ακουμπά από τα δεξιά με μια φιάλη που περιέχει οξύ, βάση ή νερό. Δείτε το αποτέλεσμα και συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα: ΔΕΙΚΤΗΣ ΔΙΑΛΥΜΑ ΧΡΩΜΑ Όξινο... Βάμμα ηλιοτροπίου Βασικό... Ουδέτερο... Μπλε της βρωμοθυμόλης Όξινο... Βασικό... Ουδέτερο... Επαναλάβετε την παραπάνω διαδικασία, χρησιμοποιώντας αυτή τη φορά το δείκτη μπλε της βρωμοθυμόλης. (Για να ξεκινήσετε ένα πείραμα από την αρχή πατήστε το κουμπί της επανεκκίνησης.) Αφού συμπληρώσετε τον πίνακα με τις διάφορες αποχρώσεις των δεικτών, πατήστε το κουμπί. Συμπληρώστε σύμφωνα με τις οδηγίες τον πίνακα που θα εμφανιστεί. 11
Οξέα Βάσεις Άλατα και Ηλεκτρική αγωγιμότητα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε: Να δείτε τη δίοδο ή όχι του ηλεκτρικού ρεύματος από διάφορα διαλύματα ηλεκτρολυτών ή μη ηλεκτρολυτών. Να παρακολουθήσετε τα αποτελέσματα της διόδου του ηλεκτρικού ρεύματος από διαλύματα ηλεκτρολυτών. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Το κουμπί «Επιλογές» εμφανίζει μια λίστα με διάφορα διαλύματα, για να επιλέξετε. Το κουμπί «ON» ξεκινά την παροχή ρεύματος. Το κουμπί «OFF» διακόπτει την παροχή ρεύματος. Το κουμπί «Ανανέωση» αρχίζει το πείραμα από την αρχή. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Εργασία 1 Ερώτηση Ποιο από τα υγρά της πρώτης στήλης του παρακάτω πίνακα είναι αγωγός και ποιο όχι; (Συμπληρώστε με ένα Ναι ή ένα Όχι τη στήλη Β.) Α Β Αλατόνερο Αποσταγμένο νερό Ζαχαρόνερο Χυμός λεμονιού Επιβεβαίωση της απάντησης Κάντε κλικ στο κουμπί «Επιλογές» και επιλέξτε ένα από τα προτεινόμενα υγρά. Πατήστε το κουμπί «ΟΝ» της μπαταρίας. Παρατηρήστε την ενδεικτική λυχνία της μπαταρίας, καθώς και το δοχείο που περιέχει το υγρό που επιλέξατε. Διατυπώστε τα συμπεράσματά σας. Για να επιλέξετε ένα άλλο υγρό πατήστε πρώτα «Ανανέωση» και κατόπιν «Επιλογές». Στη συνέχεια ακολουθήστε την προηγούμενη διαδικασία. Εργασία 2 Ερώτηση Πού οφείλεται κατά τη γνώμη σας η δυνατότητα διέλευσης ηλεκτρικού ρεύματος από ένα διάλυμα ηλεκτρολύτη και συγκεκριμένα από διάλυμα υδροχλωρίου; 12
Επίδραση οξέων σε μέταλλα και ανθρακικά άλατα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε: Να δείτε την αντίδραση ή όχι μερικών μετάλλων με το HCl. Να δείτε την αντίδραση του ανθρακικού ασβεστίου (κιμωλία) με το HCl. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Κάθε φορά που θέλετε να προσθέσετε από το περιεχόμενο μιας φιάλης σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα θα πρέπει να σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη, ώστε να ακουμπά με το σωλήνα και από τα δεξιά του. Το κουμπί «Ανανέωση» αρχίζει το πείραμα από την αρχή. Ακολουθήστε τις οδηγίες που εμφανίζονται κάθε φορά. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Εργασία 1 Ερώτηση Το αργίλιο (αλουμίνιο) και ο άργυρος (ασήμι) έχουν την ίδια σχεδόν εμφάνιση. Πώς μπορείτε λοιπόν να είστε σίγουροι ότι το κόσμημα που αγοράσατε είναι ασημένιο και όχι από αλουμίνιο; Επιβεβαίωση της απάντησης Σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη με το υδροχλώριο, ώστε να ακουμπά από τα δεξιά με ένα δοκιμαστικό σωλήνα. Επαναλάβετε χρησιμοποιώντας έναν άλλο σωλήνα. Σύρετε με το ποντίκι ένα έλασμα αργιλίου και ένα έλασμα αργύρου και τοποθετήστε τα στους σωλήνες που περιέχουν οξύ. Παρατηρήστε αν και πού πραγματοποιείται αντίδραση. Εργασία 2 Ερώτηση 1 Ποιο μέταλλο από τα παρακάτω ζευγάρια είναι δραστικότερο: Fe - Cu... Cu - Al... Al - Ag... Fe - Ag... Με ποιο κριτήριο απαντήσατε στην παραπάνω ερώτηση; 13
Ερώτηση 2 Ποιες από τις παρακάτω αντιδράσεις πραγματοποιούνται; 1. Χαλκός και υδροχλώριο 2. Σίδηρος και υδροχλώριο 3. Ανθρακικό ασβέστιο και υδροχλώριο... Ερώτηση 3 Δίνονται οι αντιδράσεις: 1. Σίδηρος και υδροχλώριο Χλωριούχος σίδηρος + Α 2. Αργίλιο και υδροχλώριο Χλωριούχο αργίλιο + Α 3. Ανθρακικό ασβέστιο και υδροχλώριο Χλωριούχο ασβέστιο + νερό + Α Ποιο είναι το αέριο Α που ελευθερώνεται σε καθεμία από τις παραπάνω αντιδράσεις; 1.... 2.... 3.... Επιβεβαίωση της απάντησης Σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη με το υδροχλώριο, ώστε να ακουμπά από τα δεξιά με ένα δοκιμαστικό σωλήνα. Επαναλάβετε τη διαδικασία με όλους τους σωλήνες. Σύρετε με το ποντίκι ένα προς ένα τα μεταλλικά ελάσματα και τοποθετήστε τα στους σωλήνες που περιέχουν οξύ. Παρατηρήστε αν και πού πραγματοποιείται αντίδραση. Επαναλάβετε τη διαδικασία, χρησιμοποιώντας αυτή τη φορά τη φιάλη του υδροχλωρίου και το δοχείο που περιέχει κιμωλία (ανθρακικό ασβέστιο). 14
Εξουδετέρωση ph ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε: Να δείτε το μηχανισμό της εξουδετέρωσης HCl από NaOH με προσομοίωση κινούμενων ιόντων: H +, Cl -, Na +, OH -. Να παρακολουθήσετε τις τιμές του ph κατά τη σταδιακή προσθήκη διαλύματος NaOH σε διάλυμα HCl πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την εξουδετέρωση. Να παρακολουθήσετε τις τιμές του ph κατά τη σταδιακή προσθήκη διαλύματος HCl σε διάλυμα NaOH πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την εξουδετέρωση. Να παρακολουθήσετε τις χρωματικές αλλαγές του γενικού δείκτη (universal) κατά τη σταδιακή προσθήκη διαλύματος NaOH σε διάλυμα HCl πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την εξουδετέρωση. Να παρακολουθήσετε τις χρωματικές αλλαγές του δείκτη φαινολοφθαλεΐνη κατά τη σταδιακή προσθήκη διαλύματος HCl σε διάλυμα NaOH πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την εξουδετέρωση. Να διακόψετε κάθε στιγμή την εξέλιξη του πειράματος και ή να συνεχίσετε από το σημείο διακοπής ή να αρχίσετε το πείραμα από την αρχή. Να παρακολουθήσετε ή όχι το μηχανισμό της εξουδετέρωσης κατά τη διάρκεια της αντίδρασης του HCl με το NaOH. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Το κουμπί «Μηχανισμός εξουδετέρωσης» εμφανίζει ή αποκρύπτει τα ιόντα: H +, Cl -, Na +, OH -. Το κουμπί «Επιλογές» εμφανίζει τις δυνατές επιλογές για την αντίδραση εξουδετέρωσης μεταξύ HCl και NaOH (α. Περιεχόμενο προχοΐδας, β. Περιεχόμενο κωνικής, γ. Προσθήκη ή όχι δείκτη). Το κουμπί «ΟΚ» αποθηκεύει τις επιλογές σας. Το κουμπί «Έναρξη» ξεκινά τη ροή του διαλύματος από την προχοΐδα προς την κωνική. Είναι ενεργό μόνο όταν έχετε πραγματοποιήσει κάποιες επιλογές. Το κουμπί «Διακοπή» διακόπτει τη ροή του διαλύματος από την προχοΐδα προς την κωνική. Είναι ενεργό μόνο όταν το πείραμα βρίσκεται σε εξέλιξη. Το κουμπί «Συνέχεια» συνεχίζει τη ροή του διαλύματος από την προχοΐδα προς την κωνική από το σημείο διακοπής. Είναι ενεργό μόνο όταν έχει ενεργοποιηθεί η διακοπή. Το κουμπί «Ανανέωση» αρχίζει όλη τη διαδικασία από την αρχή. Είναι ενεργό μόνο όταν έχει ενεργοποιηθεί η διακοπή. Η ρύθμιση ροής της προχοΐδας γίνεται με μετακίνηση του μεταβολέα. Ωστόσο, η δυνατότητα αυτή δεν ισχύει, όταν πλησιάζει η στιγμή της εξουδετέρωσης. Στη χρονική αυτή περίοδο ο μεταβολέας έχει την ελάχιστη τιμή. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 15
ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Εργασία 1 Ερώτηση Έστω η αντίδραση HCl+NaOH NaCl+H 2 O (εξουδετέρωση) Ποιος είναι ο μηχανισμός της αντίδρασης αυτής; (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) a. Ενώνεται το Na με το Cl και το Η με το ΟΗ. b. Ενώνεται το HCl με το NaOH, στη συνέχεια διασπώνται και δίνουν NaCl και H 2 O. c. Ενώνεται το ιόν Η + με το ιόν ΟΗ - και δίνουν H 2 O. d. Δεν γίνεται τίποτα, αφού βρίσκονται μέσα σε νερό. Επιβεβαίωση της απάντησης Πατήστε «Μηχανισμός εξουδετέρωσης». Παρατηρήστε προσεκτικά. Εργασία 2 Ερώτηση Α. Τι τιμή έχει το ph ενός διαλύματος οξέος; (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) a. <7 b. >7 c. =7 Β. Τι τιμή έχει το ph ενός διαλύματος βάσης; (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) a. <7 b. >7 c. =7 Επιβεβαίωση της απάντησης Πατήστε «Επιλογές». Επιλέξτε «Περιεχόμενο κωνικής φιάλης HCl» και πατήστε «ΟΚ». Δείτε την τιμή ph που δείχνει το πεχάμετρο. Πατήστε και πάλι «Επιλογές». Επιλέξτε «Περιεχόμενο κωνικής φιάλης NaOH» και πατήστε «ΟΚ». Δείτε τη νέα τιμή ph που δείχνει το πεχάμετρο. Εργασία 3 Ερώτηση Όταν σε ένα διάλυμα οξέος προσθέσουμε αργά αργά, με τη βοήθεια μιας προχοΐδας, ένα διάλυμα βάσης: Α. Τι θα συμβεί στο ph του διαλύματος του οξέος; (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) a. Το ph θα μεγαλώνει. b. Το ph θα μικραίνει. 16
Β. Η όποια μεταβολή στο ph: (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) a. Θα είναι ανάλογη με την ποσότητα του διαλύματος της βάσης που προσθέτουμε. b. Στην αρχή το ph θα μεταβάλλεται με αργό ρυθμό, στη συνέχεια θα έχει απότομη μεταβολή και προς το τέλος θα μεταβάλλεται και πάλι με αργό ρυθμό. Γ. Σε ποια περίπου τιμή ph θα έχουμε εξουδετέρωση;... Επιβεβαίωση της απάντησης Πατήστε «Επιλογές». Επιλέξτε «Περιεχόμενο προχοΐδας NaOH», «Περιεχόμενο κωνικής φιάλης HCl» και πατήστε «ΟΚ». Πατήστε «Έναρξη». Παρακολουθήστε την εξέλιξη. 17
Αραίωση διαλύματος οξέος βάσης ph ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε: Να δείτε τη μεταβολή στο ph ενός διαλύματος οξέος ή ενός διαλύματος βάσης, λόγω αραίωσής του. Να δείτε τη μεταβολή στην περιεκτικότητα ενός διαλύματος οξέος ή ενός διαλύματος βάσης, λόγω αραίωσής του. Να δείτε τη χρωματική αλλαγή των δεικτών, λόγω αραίωσης ενός διαλύματος οξέος ή ενός διαλύματος βάσης. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Για να γεμίσετε μια σφαιρική φιάλη με αποσταγμένο νερό θα πρέπει να τη σύρετε κάτω από το βρυσάκι του δοχείου με την ένδειξη «Αποσταγμένο νερό» και να κάνετε κλικ στο βρυσάκι. Κάθε φορά που θέλετε να προσθέσετε από το περιεχόμενο μιας φιάλης στο ποτήρι θα πρέπει να σύρετε με το ποντίκι την πρώτη φιάλη, ώστε να ακουμπά με το ποτήρι και από τα δεξιά του. Το κουμπί σας μεταφέρει σε επόμενη ενέργεια. Το κουμπί αρχίζει το πείραμα από την αρχή. Ακολουθήστε τις οδηγίες που εμφανίζονται κάθε φορά. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Εργασία 1 Ερώτηση Διάλυμα υδροχλωρίου έχει περιεκτικότητα 3,65 % w/v. Παίρνουμε 10 ml του διαλύματος αυτού και το αραιώνουμε, προσθέτοντας σε αυτό 90 ml νερού. Ο όγκος του (αραιωμένου) διαλύματος γίνεται 100 ml. Ποια είναι η νέα % w/v περιεκτικότητα του διαλύματος; Επιβεβαίωση της απάντησης Επιλέξτε να εργαστείτε με οξύ και στη συνέχεια πατήστε «Επόμενο». Σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη των 50 ml κάτω από το βρυσάκι του δοχείου με την ένδειξη «Αποσταγμένο νερό» και κάντε κλικ στο βρυσάκι. Αφού γεμίσει η φιάλη, σύρετέ την ώστε να ακουμπά με το ποτήρι και από τα δεξιά του. Επαναλάβετε τη διαδικασία, χρησιμοποιώντας αυτή τη φορά τη φιάλη των 40 ml. Δείτε την τιμή της νέας περιεκτικότητας του διαλύματος. Είναι αυτή που προβλέψατε στην απάντησή σας; Εργασία 2 Ερώτηση 1 Τι θα συμβεί στην τιμή του ph ενός διαλύματος οξέος, αν αυτό αραιώνεται συνεχώς; (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) a. Θα μικραίνει. 18
b. Θα μεγαλώνει. c. Θα μεγαλώνει με μέγιστη τιμή το 7. d. Θα παραμένει σταθερό, αφού κατά την αραίωση προσθέτουμε μόνο νερό. Επιβεβαίωση της απάντησης Επιλέξτε να εργαστείτε με οξύ και στη συνέχεια πατήστε «Επόμενο». Σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη των 50 ml κάτω από το βρυσάκι του δοχείου με την ένδειξη «Αποσταγμένο νερό» και κάντε κλικ στο βρυσάκι. Αφού γεμίσει η φιάλη, σύρετέ την ώστε να ακουμπά με το ποτήρι και από τα δεξιά του. Επαναλάβετε τη διαδικασία, χρησιμοποιώντας αυτή τη φορά τη φιάλη των 40 ml. Πραγματοποιήστε νέες αραιώσεις, ακολουθώντας τις οδηγίες που εμφανίζονται. Δείτε τον πίνακα τιμών του ph των διαλυμάτων που προκύπτουν από τις αραιώσεις. Ερώτηση 2 Τι θα συμβεί στην τιμή του ph ενός διαλύματος βάσης, αν αυτό αραιώνεται συνεχώς; (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) a. Θα μικραίνει. b. Θα μικραίνει με ελάχιστη τιμή το 7. c. Θα μεγαλώνει. d. Θα παραμένει σταθερό, αφού κατά την αραίωση προσθέτουμε μόνο νερό. Επιβεβαίωση της απάντησης Επιλέξτε να εργαστείτε με βάση και στη συνέχεια πατήστε «Επόμενο». Σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη των 50 ml κάτω από το βρυσάκι του δοχείου με την ένδειξη «Αποσταγμένο νερό» και κάντε κλικ στο βρυσάκι. Αφού γεμίσει η φιάλη, σύρετέ την ώστε να ακουμπά με το ποτήρι και από τα δεξιά του. Επαναλάβετε τη διαδικασία, χρησιμοποιώντας αυτή τη φορά τη φιάλη των 40 ml. Πραγματοποιήστε νέες αραιώσεις, ακολουθώντας τις οδηγίες που εμφανίζονται. Δείτε τον πίνακα τιμών του ph των διαλυμάτων που προκύπτουν από τις αραιώσεις. 19
Το εργαστήριο του σπιτιού μας ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε να «πειραματιστείτε» με οξέα, βάσεις ή άλατα καθημερινής χρήσης. Συγκεκριμένα: Να δοκιμάσετε τη γεύση λεμονιού ή γάλακτος μαγνησίας. Να δείτε την επίδραση του λεμονιού ή του γάλακτος μαγνησίας στο χρώμα του τσαγιού. Να δείτε την επίδραση του λεμονιού ή του γάλακτος μαγνησίας στη σόδα. Να ελέγξετε την αγωγιμότητα του λεμονιού στο ηλεκτρικό ρεύμα. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Κάθε φορά που θέλετε να προσθέσετε από το περιεχόμενο μιας φιάλης σε μία άλλη θα πρέπει να σύρετε με το ποντίκι την πρώτη φιάλη, ώστε να ακουμπά με τη δεύτερη και από τα δεξιά της. Το κουμπί σας μεταφέρει σε επόμενη ενέργεια. Το κουμπί αρχίζει το πείραμα από την αρχή. Ακολουθήστε τις οδηγίες που εμφανίζονται κάθε φορά. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Ερώτηση Ας υποθέσουμε ότι είσαστε στο σπίτι σας και πίνετε τσάι. Ξαφνικά ακούτε τη μητέρα σας να έχει αγανακτήσει γιατί ξεθώριασαν οι ετικέτες σε δύο ίδια μπουκαλάκια, που το ένα περιέχει λεμόνι και το άλλο γάλα μαγνησίας, και δεν μπορεί πλέον να τα ξεχωρίσει. Μήπως μπορείτε να τη βοηθήσετε; Με ποιον τρόπο; Επιβεβαίωση της απάντησης Σύρετε με το ποντίκι δύο άδεια ποτήρια στον πάγκο και γεμίστε τα με τσάι (σύρετε με το ποντίκι την τσαγιέρα, ώστε να ακουμπά με κάθε ποτήρι από τα δεξιά του). Ρίξτε λίγο χυμό λεμονιού στο ένα ποτήρι και λίγο γάλα μαγνησίας στο άλλο (σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη με το χυμό του λεμονιού, ώστε να ακουμπά από τα δεξιά του ενός ποτηριού που περιέχει τσάι, και στη συνέχεια επαναλάβετε τη διαδικασία χρησιμοποιώντας αυτή τη φορά το γάλα μαγνησίας και το άλλο ποτήρι). Δείτε τη χρωματική αλλαγή. Είναι αυτή που προβλέψατε στην απάντησή σας; 20
Όξινη βροχή ΠΕΡΙΛΗΨΗ Παρουσίαση του φαινομένου της όξινης βροχής. Δημιουργία Μεταφορά Απόθεση Μέτρα αποφυγής. Περιλαμβάνει animation για την εξήγηση του φαινομένου και εικόνες από την πραγματικότητα. 21
Δομή ατόμου (στιβάδες) ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Σε αυτή την εφαρμογή ένας ή περισσότεροι μαθητές μπορούν να εργαστούν στα παρακάτω θέματα: Κατανομή ηλεκτρονίων σε στιβάδες. Σχέση του ατομικού αριθμού και της θέσης στον Περιοδικό Πίνακα. Εύρεση της θέσης των στοιχείων στον Περιοδικό Πίνακα. Κάθε μαθητής εισέρχεται με το δικό του κωδικό εισόδου, καθορισμένο από τον καθηγητή ο οποίος επίσης έχει το δικό του κωδικό. Η εφαρμογή «τρέχει» σε ατομικό Η/Υ ή σε δίκτυο, προκειμένου να χρησιμοποιείται ταυτοχρόνως από πολλούς μαθητές. ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΤΗ Αν η χρήση γίνεται από ένα μαθητή σε ατομικό Η/Υ, τότε κατά την πρώτη χρήση θα πρέπει να γίνουν οι παρακάτω ενέργειες: Κάντε κλικ στην επιλογή «Για το διδάσκοντα», πληκτρολογήστε ως κωδικό εισόδου του διδάσκοντα τον αριθμό 123 και πατήστε «Είσοδος». Κάντε κλικ στην επιλογή «Εισαγωγή - διόρθωση - διαγραφή στοιχείων μαθητή». Συμπληρώστε όλα τα στοιχεία (επώνυμο, όνομα, τάξη, τμήμα), καθώς και τον κωδικό εισόδου του μαθητή. Στη συνέχεια πατήστε «Ενημέρωση αρχείου μαθητή». Είστε πλέον έτοιμοι. Σημειώστε και φυλάξτε τον κωδικό μαθητή που πληκτρολογήσατε προηγουμένως. Αυτός θα είναι ο δικός σας κωδικός εισόδου. Αφού ολοκληρώσετε τις παραπάνω ενέργειες, πατήστε «Κλείσιμο» και ακόμη μια φορά «Κλείσιμο», προκειμένου να βγείτε από την καρτέλα του διδάσκοντα και να βρεθείτε στο αρχικό μενού. 1. Εργασίες μαθητή Κάντε κλικ στην επιλογή «Για το μαθητή». Πληκτρολογήστε τον κωδικό εισόδου που σας έχει δώσει ο καθηγητής, ή εκείνον που εσείς καταχωρίσατε, και πατήστε «Είσοδος». Θα βρεθείτε στο μενού εργασιών του μαθητή με τα παρακάτω θέματα: Συμπλήρωση στιβάδων. Εύρεση της θέσης στον Περιοδικό Πίνακα. Για τα θέματα αυτά υπάρχουν διάφορες επιλογές. Για παράδειγμα, έστω ότι θέλουμε να συμπληρώσουμε τις στιβάδες κάποιου στοιχείου με βάση: α. το όνομα του στοιχείου, β. τον ατομικό του αριθμό, γ. τη θέση του στον Περιοδικό Πίνακα. Δοκιμάστε κάνοντας κλικ στην επιλογή «Από τον ατομικό αριθμό». Στο πλαίσιο διαλόγου που θα εμφανιστεί θα πρέπει να επιλέξετε μία τιμή ατομικού αριθμού. Αφού την επιλέξετε, πατήστε «ΟΚ». Θα βρεθείτε στην καρτέλα με την εργασία για τη συμπλήρωση των στιβάδων του συγκεκριμένου στοιχείου. Προσοχή! Συμβουλευτείτε την οδηγία που εμφανίζεται στο επάνω μέρος της καρτέλας και όταν ολοκληρώσετε την εργασία, πατήστε οπωσδήποτε «Έλεγχος». Εργαστείτε με τον ίδιο τρόπο και για τα άλλα δύο θέματα. 2. Εκθέσεις Εκτυπώσεις εργασιών μαθητή Κάντε κλικ στη συγκεκριμένη επιλογή. Πληκτρολογήστε τον κωδικό και πατήστε «Είσοδος». Θα βρεθείτε στην καρτέλα με δύο επιλογές (2 θέματα). Κάνοντας κλικ σε οποιαδήποτε από αυτές, θα ανοίξει η αντίστοιχη έκθεση που περιέχει τις εργασίες που 22
πραγματοποιήσατε. Στις εκθέσεις αυτές υπάρχει η δυνατότητα εκτύπωσης, αλλά και εξαγωγής των περιεχομένων της σε αρχείο MSWord ή σε MSExcel, για περαιτέρω επεξεργασία. Οδηγία «ειδικών εργασιών» Η εφαρμογή διαθέτει την ειδική εργασία «Συμπύκνωση και επιδιόρθωση» που πρέπει κατά καιρούς να γίνεται, ώστε να εξοικονομείται χώρος στο σκληρό δίσκο. Πατήστε λοιπόν το κουμπί «Ειδικές εργασίες» που βρίσκεται στη γραμμή μενού της εφαρμογής. Ο κωδικός πρόσβασης είναι αρχικά ο αριθμός 123 (στη συνέχεια μπορείτε να τον αλλάξετε). Πληκτρολογήστε τον και πατήστε «Είσοδος». Ακολουθήστε τις οδηγίες. 23
Παρασκευή διαλύματος ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε να παρασκευάσετε διάφορα διαλύματα και να υπολογίσετε την περιεκτικότητά τους πρόκειται για προσομοίωση εργαστηρίου (εργαστηριακός πάγκος, φιάλες, σκεύη κ.λπ.). ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Α. ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΟΥ ΟΓΚΟΥ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ - ΓΕΜΙΣΜΑ ΠΟΤΗΡΙΟΥ 1. Με το ποντίκι σύρετε το ποτήρι, τον ογκομετρικό κύλινδρο και τον υδροβολέα πάνω στον πάγκο του εργαστηρίου. 2. Πλησιάστε τον υδροβολέα, ώστε να ακουμπά στον κύλινδρο, και επιλέξτε τον όγκο του νερού που θέλετε (<100 ml), σύροντας το δρομέα του επιλογέα μέχρι τον επιθυμητό όγκο. 3. Πατήστε το κουμπί «Γέμισμα κυλίνδρου». 4. Πλησιάστε τον κύλινδρο, ώστε να ακουμπά στο ποτήρι, και πατήστε το κουμπί «Γέμισμα ποτηριού». Μην ξεχνάτε ότι ο κύλινδρος είναι των 100 ml. Αν θέλετε μεγαλύτερο όγκο νερού, αδειάστε πρώτα τον κύλινδρο στο ποτήρι και ξαναγεμίστε τον με τον υπόλοιπο όγκο που θέλετε. Β. ΖΥΓΙΣΗ ΣΤΕΡΕΗΣ ΟΥΣΙΑΣ 1. Με το ποντίκι σύρετε το πιατάκι πάνω στον ηλεκτρονικό ζυγό. 2. Επιλέξτε την ποσότητα της ουσίας που θέλετε να ζυγίσετε (<50 gr), σύροντας το δρομέα του επιλογέα μέχρι την επιθυμητή ποσότητα. 3. Με το ποντίκι σύρετε μία από τις διαθέσιμες στερεές ουσίες πάνω από το πιατάκι. 4. Η ζύγιση θα αρχίσει αυτόματα και θα σταματήσει, μόλις φθάσει στην επιλεγμένη ποσότητα. Αν θέλετε ποσότητα μεγαλύτερη των 50 gr, αδειάστε το πιατάκι στο ποτήρι, ζυγίστε εκ νέου την υπόλοιπη ποσότητα κ.λπ. Γ. ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΤΗΣ ΣΤΕΡΕΗΣ ΟΥΣΙΑΣ ΣΤΟ ΝΕΡΟ - ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ 1. Με το ποντίκι σύρετε προσεκτικά το γεμάτο πιατάκι πάνω από το άνοιγμα του ποτηριού. Η ουσία θα χυθεί μέσα στο ποτήρι. 2. Στη συνέχεια σύρετε τη μαύρη γυάλινη ράβδο μέσα στο ποτήρι. Αρχίζει η ανάδευση. Όταν τελειώσει, το διάλυμα θα είναι έτοιμο. 3. Πατήστε το κουμπί «Αποτέλεσμα», για να δείτε την περιεκτικότητα του διαλύματος που παρασκευάσατε. Δ. ΜΠΟΡΕΙΤΕ ΑΚΟΜΗ 1. Αν για οποιοδήποτε λόγο δεν θέλετε πλέον τις ποσότητες που ζυγίσατε ή τους όγκους που μετρήσατε, σύρετε με το ποντίκι το πιατάκι, το ποτήρι ή τον κύλινδρο μέχρι το νεροχύτη και περιμένετε έως ότου αδειάσει και ξεπλυθεί. Μετρήστε εκ νέου τις ποσότητες που τελικά επιθυμείτε. 2. Για να επαναλάβετε το πείραμα πατήστε το κουμπί «Ακύρωση πειράματος» και στη συνέχεια το κουμπί «Ανανέωση». Ε. ΕΚΤΥΠΩΣΗ Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 24
ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Για τις παρακάτω εργασίες δίνονται: Οι σχετικές μοριακές μάζες (M r ): M r(nacl) =58,5, M r(naoh) =40, M r(ζάχαρηs) =342. Οι διαλυτότητες σε gr/100gr νερού και στη θερμοκρασία του «εργαστηρίου»: NaCl 36, NaOH 100, ζάχαρη 204. ΕΡΓΑΣΙΑ 1 α) Υπολογίστε την % w/v, την % w/w και τη molarity ενός διαλύματος που προκύπτει από τη διάλυση 15 gr NaCl σε 150 ml νερού. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: % w/v, % w/w, M β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή ΕΡΓΑΣΙΑ 2 α) Υπολογίστε την % w/v, την % w/w και τη molarity ενός διαλύματος που προκύπτει από τη διάλυση 30 gr NaΟΗ σε 250 ml νερό. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: % w/v, % w/w, M β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. ΕΡΓΑΣΙΑ 3 α) Υπολογίστε την % w/v, την % w/w και τη molarity ενός διαλύματος που προκύπτει από τη διάλυση 40 gr ζάχαρης σε 300 ml νερό. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: % w/v, % w/w, M β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. ΕΡΓΑΣΙΑ 4 α) Υπολογίστε πόσα gr NaCl πρέπει να διαλύσουμε σε 200 ml νερό, για να προκύψει διάλυμα 30% w/v. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: gr β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. ΕΡΓΑΣΙΑ 5 α) Υπολογίστε πόσα mol ζάχαρης πρέπει να διαλύσουμε σε 200 ml νερό, για να προκύψει διάλυμα 30% w/w. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: gr, mol β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. 25
ΕΡΓΑΣΙΑ 6 α) Υπολογίστε πόσα gr NaOH πρέπει να διαλύσουμε σε 200 ml νερό, για να προκύψει διάλυμα 0,5 Μ. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: gr β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. ΕΡΓΑΣΙΑ 7 α) Υπολογίστε ποια είναι η μέγιστη ποσότητα NaΟΗ σε gr που μπορούμε να διαλύσουμε σε 150 ml νερό. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: gr β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε δύο φορές τα αποτελέσματά σας: τη μία φορά βάζοντας την ποσότητα του NaOH που υπολογίσατε και την άλλη βάζοντας λίγο μεγαλύτερη ποσότητα. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή ΕΡΓΑΣΙΑ 8 α) Υπολογίστε τη molarity ενός διαλύματος που προκύπτει από τη διάλυση 80 gr ζάχαρης σε 250 ml νερό. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Μ β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. 26
Αραίωση διαλυμάτων ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε να αραιώσετε διάφορα διαλύματα και να υπολογίσετε την περιεκτικότητα του τελικού διαλύματος πρόκειται για προσομοίωση εργαστηρίου (εργαστηριακός πάγκος, φιάλες, σκεύη κ.λπ.). ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Α. ΔΙΑΘΕΣΙΜΑ ΣΚΕΥΗ - ΟΥΣΙΕΣ Σιφώνια: α. των 10 ml, β. των 50 ml, γ. των 100 ml Ελαστικό αναρρόφησης Ποτήρι 500 ml Φιάλες: α. νερού, β. πυκνού διαλύματος θειικού οξέος, γ. πυκνού διαλύματος νιτρικού οξέος, δ. πυκνού διαλύματος καυστικού νατρίου Β. ΟΔΗΓΙΕΣ Οι μετακινήσεις όλων των αντικειμένων γίνονται με το ποντίκι. Όλες οι εργασίες γίνονται υποχρεωτικά πάνω στον πάγκο. Για να κάνετε λήψη από κάποια φιάλη θα πρέπει: 1. Να μετακινήσετε τη φιάλη στον πάγκο. Θα ενεργοποιηθεί το αντίστοιχο κουμπί (πάνω δεξιά) «Άνοιγμα φιάλης». Πατήστε το για να ανοίξει η φιάλη. 2. Να μετακινήσετε το κατάλληλο σιφώνιο μέσα στην ανοικτή φιάλη και στη συνέχεια να μετακινήσετε προσεκτικά το ελαστικό αναρρόφησης στο πάνω μέρος του σιφωνίου. Γίνεται η λήψη. 3. Να αδειάσετε το γεμάτο σιφώνιο, μετακινώντας το πάνω από το ποτήρι. Αν για οποιοδήποτε λόγο (λάθος κ.λπ.) δεν θέλετε να χρησιμοποιήσετε την ποσότητα που έχει το σιφώνιο ή το ποτήρι, μπορείτε να το αδειάσετε στο νεροχύτη, χωρίς όμως να χρειαστεί να ακυρώσετε το πείραμα και να αρχίσετε από την αρχή. Για να αδειάσετε το σιφώνιο ή το ποτήρι, θα πρέπει να το σύρετε με το ποντίκι στο νεροχύτη. Δεν μπορείτε να μετακινείτε τις φιάλες όταν είναι ανοικτές. Αν θέλετε οπωσδήποτε να τη μετακινήσετε, θα πρέπει πρώτα να τοποθετήσετε το πώμα της. Δεν μπορείτε να τοποθετήσετε στα ντουλάπια σκεύη που δεν έχουν πλυθεί. Για να πλύνετε κάποιο σκεύος θα πρέπει να το σύρετε με το ποντίκι στο νεροχύτη. Δεν μπορείτε να αναμείξετε στο ίδιο ποτήρι διαλύματα διαφορετικών ουσιών. Το πείραμα αφορά την αραίωση και όχι την ανάμειξη διαλυμάτων. Δεν μπορείτε να ξεκινήσετε την αραίωση, τοποθετώντας στο ποτήρι πρώτα το πυκνό διάλυμα και στη συνέχεια το νερό. Κάτι τέτοιο θα ήταν επικίνδυνο. Ξεκινήστε τοποθετώντας πρώτα το νερό. Για να εκτελέσετε ένα νέο πείραμα πατήστε «Ακύρωση πειράματος» και «Ανανέωση». Γ. ΕΚΤΥΠΩΣΗ Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 27
ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Για τους παρακάτω υπολογισμούς δίνονται: Οι σχετικές μοριακές μάζες (M r ): M r (H 2 SO 4 )=98, M r (ΗΝΟ 3 )=63, M r (ΝaΟΗ)=40. ΕΡΓΑΣΙΑ 1 α) Υπολογίστε την % w/v και τη molarity ενός διαλύματος που προκύπτει από την αραίωση 70 ml διαλύματος H 2 SO 4 98% w/v με 150 ml νερού. β) Επαναλάβετε την αραίωση και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. ΕΡΓΑΣΙΑ 2 α) Υπολογίστε πόσα ml νερού πρέπει να προσθέσουμε σε 250 ml διαλύματος ΗΝΟ 3 63% w/v, για να προκύψει διάλυμα 5 Μ. β) Επαναλάβετε την αραίωση και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας, ακολουθώντας τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. ΕΡΓΑΣΙΑ 3 α) Υπολογίστε πόσα ml διαλύματος ΝaΟΗ 80% w/v πρέπει να χρησιμοποιηθούν, ώστε, αφού αναμειχθούν με 300 ml νερού, να προκύψει διάλυμα 8 Μ. β) Επαναλάβετε την αραίωση και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. 28
Ανάμειξη διαλυμάτων ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε να αναμείξετε διαλύματα διαφορετικής περιεκτικότητας και να υπολογίσετε την περιεκτικότητα του τελικού διαλύματος πρόκειται για προσομοίωση εργαστηρίου (εργαστηριακός πάγκος, φιάλες, σκεύη κ.λπ.). ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Α. ΔΙΑΘΕΣΙΜΑ ΣΚΕΥΗ - ΟΥΣΙΕΣ Σιφώνια: α. των 10 ml, β. των 50 ml, γ. των 100 ml Ελαστικό αναρρόφησης Ποτήρι 500 ml Φιάλες: α. νερού, β. διαλύματος HCl 6 M, γ. διαλύματος HCl 14 M Β. ΟΔΗΓΙΕΣ Οι μετακινήσεις όλων των αντικειμένων γίνονται με το ποντίκι. Όλες οι εργασίες γίνονται υποχρεωτικά πάνω στον πάγκο. Για να κάνετε λήψη από κάποια φιάλη θα πρέπει: 1. Να μετακινήσετε τη φιάλη στον πάγκο. Θα ενεργοποιηθεί το αντίστοιχο κουμπί (πάνω δεξιά) «Άνοιγμα φιάλης». Πατήστε το για να ανοίξει η φιάλη. 2. Να μετακινήσετε το κατάλληλο σιφώνιο μέσα στην ανοικτή φιάλη και στη συνέχεια να μετακινήσετε προσεκτικά το ελαστικό αναρρόφησης στο πάνω μέρος του σιφωνίου. Γίνεται η λήψη. 3. Να αδειάσετε το γεμάτο σιφώνιο, μετακινώντας το πάνω από το ποτήρι. Αν για οποιοδήποτε λόγο (λάθος κ.λπ.) δεν θέλετε να χρησιμοποιήσετε την ποσότητα που έχει το σιφώνιο ή το ποτήρι, μπορείτε να το αδειάσετε στο νεροχύτη, χωρίς όμως να χρειαστεί να ακυρώσετε το πείραμα και να αρχίσετε από την αρχή. Για να αδειάσετε το σιφώνιο ή το ποτήρι θα πρέπει να το σύρετε με το ποντίκι στο νεροχύτη. Δεν μπορείτε να μετακινείτε τις φιάλες όταν είναι ανοικτές. Αν θέλετε οπωσδήποτε να τη μετακινήσετε, θα πρέπει πρώτα να τοποθετήσετε το πώμα της. Δεν μπορείτε να τοποθετήσετε στα ντουλάπια σκεύη που δεν έχουν πλυθεί. Για να πλύνετε κάποιο σκεύος θα πρέπει να το σύρετε με το ποντίκι στο νεροχύτη. Για να εκτελέσετε ένα νέο πείραμα πατήστε «Ακύρωση πειράματος» και «Ανανέωση». Γ. ΕΚΤΥΠΩΣΗ Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 29
ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Για τους παρακάτω υπολογισμούς δίνονται: Σχετική μοριακή μάζα M r (HCl)=36,5 Πυκνότητα διαλύματος HCl 6 Μ ρ 1 =1,1 gr/ml Πυκνότητα διαλύματος HCl 14 Μ ρ 2 =1,2 gr/ml ΕΡΓΑΣΙΑ 1 α) Υπολογίστε την % w/v, την % w/w και τη molarity ενός διαλύματος που προκύπτει από την ανάμειξη 100 ml διαλύματος HCl 6 Μ με 200 ml διαλύματος HCl 14 Μ και από την αραίωση του διαλύματος που προκύπτει με 100 ml νερού. β) Επαναλάβετε την ανάμειξη και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. ΕΡΓΑΣΙΑ 2 α) Υπολογίστε πόσα ml διαλύματος HCl 6 Μ πρέπει να αναμειχθούν με 200 ml διαλύματος HCl 14 Μ, για να προκύψει διάλυμα 10 Μ. Πόση θα είναι η % w/v και η % w/w περιεκτικότητα του τελικού διαλύματος; β) Επαναλάβετε την ανάμειξη και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. ΕΡΓΑΣΙΑ 3 α) Υπολογίστε πόσα ml νερού πρέπει επιπλέον να προσθέσουμε σε διάλυμα που προκύπτει από την ανάμειξη 100 ml διαλύματος HCl 6 Μ με 100 ml διαλύματος HCl 14 Μ, για να προκύψει τελικά ένα διάλυμα 5 Μ. β) Επαναλάβετε την ανάμειξη και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. 30
Νόμοι των αερίων ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε να δείτε: Τη μεταβολή του όγκου αερίου, όταν μεταβάλλεται η πίεση σε σταθερή θερμοκρασία (Νόμος Boyle). Τη μεταβολή του όγκου αερίου, όταν μεταβάλλεται η θερμοκρασία σε σταθερή πίεση (Νόμος Charles). Τη μεταβολή της πίεσης αερίου, όταν μεταβάλλεται η θερμοκρασία, ενώ ο όγκος παραμένει σταθερός (Νόμος Gay - Lussac). Σε κάθε περίπτωση μπορείτε να παρακολουθήσετε την κίνηση των μορίων, τον πίνακα τιμών και την αντίστοιχη γραφική παράσταση. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Έναρξη πειράματος (ΟΝ/OFF) Αρχίστε το πείραμα τοποθετώντας το διακόπτη στη θέση «ΟΝ». Με το «OFF» μπορείτε να διακόψετε προσωρινά το πείραμα και με το «ΟΝ» να δώσετε εντολή να συνεχιστεί από το σημείο που είχε σταματήσει. Διακοπή Ανανέωση Για να ξεκινήσετε από την αρχή το πείραμα πατήστε «Διακοπή» και στη συνέχεια «Ανανέωση». Εμφάνιση μορίων Με την εντολή αυτή μπορείτε να παρακολουθήσετε την κίνηση ενός, δύο, τριών ή όλων των μορίων. Γραφική παράσταση Με την εντολή αυτή μπορείτε να φτιάξετε τη γραφική παράσταση των τιμών είτε κατά τη διάρκεια του πειράματος είτε στο τέλος. ΕΚΤΥΠΩΣΗ Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Α. ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΟ ΝΟΜΟ ΤΟΥ CHARLES ΕΡΓΑΣΙΑ 1 α. Πώς μεταβάλλεται η κίνηση των μορίων κατά τη διάρκεια του πειράματος; Πώς εξηγείτε τη μεταβολή αυτή; β. Υπολογίστε τον αριθμό των moles του αερίου που περιέχονται στο δοχείο. γ. Προβλέψτε τον όγκο που θα έχει το δοχείο, όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 280 ο Κ. ΕΡΓΑΣΙΑ 2 31
α. Ποια μαθηματική σχέση (νόμος) επαληθεύει τη μεταβολή που περιγράφεται σε αυτό το πείραμα; β. Σχεδιάστε (ποιοτικά) την καμπύλη, θεωρώντας μία φορά μεγαλύτερη ποσότητα αερίου και μία φορά μικρότερη, με πίεση ίδια με εκείνη της προσομοίωσης. Στο διάγραμμά σας θα πρέπει να φαίνεται και η αρχική καμπύλη. γ. Σχεδιάστε (ποιοτικά) την καμπύλη, θεωρώντας μία φορά μεγαλύτερη πίεση και μία φορά μικρότερη, για ποσότητα αερίου ίδια με εκείνη της προσομοίωσης. Στο διάγραμμά σας θα πρέπει να φαίνεται και η αρχική καμπύλη. ΕΡΓΑΣΙΑ 3 (για μαθητές προχωρημένου επιπέδου από Β Λυκείου και άνω) Υπολογίστε την τετραγωνική ρίζα της μέσης τιμής των τετραγώνων των ταχυτήτων ( ) των μορίων αέριου αζώτου, ποσότητας ίδιας με εκείνη της προσομοίωσης (Mr=28 gr/mol) σε θερμοκρασία 280 ο Κ. Επιβεβαιώστε τα αποτελέσματά σας με βάση τις τιμές του αντίστοιχου πίνακα. Υπόδειξη: - Θεωρήστε ότι το άζωτο συμπεριφέρεται σαν ιδανικό αέριο. - R=8,31 joule/mole.k Β. ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΟ ΝΟΜΟ ΤΩΝ GAY-LUSSAC ΕΡΓΑΣΙΑ 1 α. Πώς μεταβάλλεται η κίνηση των μορίων κατά τη διάρκεια του πειράματος; Πώς εξηγείτε τη μεταβολή αυτή; β. Υπολογίστε τον αριθμό των moles του αερίου που περιέχονται στο δοχείο. γ. Προβλέψτε την πίεση που θα ασκείται στο δοχείο, όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 280 ο Κ. δ. Υπολογίστε τον αριθμό των κρούσεων, με τα τοιχώματα του δοχείου, ενός μορίου σε χρόνο 1 sec, χρησιμοποιώντας τις τιμές του αντίστοιχου πίνακα. Ποιες είναι οι παρατηρήσεις σας σχετικά με τα αποτελέσματα που βρήκατε; Δώστε μια εξήγηση. ΕΡΓΑΣΙΑ 2 α. Ποια μαθηματική σχέση (νόμος) επαληθεύει τη μεταβολή που περιγράφεται σε αυτό το πείραμα; β. Σχεδιάστε (ποιοτικά) την καμπύλη, θεωρώντας μία φορά μεγαλύτερη ποσότητα αερίου και μία φορά μικρότερη, με όγκο δοχείου ίδιο με εκείνον της προσομοίωσης. Στο διάγραμμά σας θα πρέπει να φαίνεται και η αρχική καμπύλη. γ. Σχεδιάστε (ποιοτικά) την καμπύλη, θεωρώντας μία φορά μεγαλύτερο όγκο και μία φορά μικρότερο, για ποσότητα αερίου ίδια με εκείνη της προσομοίωσης. Στο διάγραμμά σας θα πρέπει να φαίνεται και η αρχική καμπύλη. 32
Στοιχειομετρία Αντιδράσεις (εξουδετέρωσης - διπλής, απλής αντικατάστασης) ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Σε αυτή την εφαρμογή ένας ή περισσότεροι μαθητές μπορούν να εργαστούν σε αντιδράσεις εξουδετέρωσης, διπλής, απλής αντικατάστασης, καθώς και σε στοιχειομετρικούς υπολογισμούς πάνω σε αυτές. Κάθε μαθητής εισέρχεται με το δικό του κωδικό εισόδου, καθορισμένο από τον καθηγητή ο οποίος επίσης έχει το δικό του κωδικό. Ο καθηγητής καθορίζει και τις σχετικές εργασίες, είτε πρόκειται για αντιδράσεις είτε για υπολογισμούς πάνω σε αυτές. Η εφαρμογή «τρέχει» σε ατομικό Η/Υ ή σε δίκτυο, προκειμένου να χρησιμοποιείται ταυτοχρόνως από πολλούς μαθητές. ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΤΗ Αν η χρήση γίνεται από ένα μαθητή σε ατομικό Η/Υ, τότε κατά την πρώτη χρήση θα πρέπει να γίνουν οι παρακάτω ενέργειες: Κάντε κλικ στην επιλογή «Για το διδάσκοντα», πληκτρολογήστε ως κωδικό εισόδου του διδάσκοντα τον αριθμό 123 και πατήστε «Είσοδος». Κάντε κλικ στην επιλογή «Εισαγωγή - διόρθωση - διαγραφή στοιχείων μαθητή». Συμπληρώστε όλα τα στοιχεία (επώνυμο, όνομα, τάξη, τμήμα), καθώς και τον κωδικό εισόδου του μαθητή. Στη συνέχεια πατήστε «Ενημέρωση αρχείου μαθητή». Είστε πλέον έτοιμοι. Σημειώστε και φυλάξτε τον κωδικό μαθητή που πληκτρολογήσατε προηγουμένως. Αυτός θα είναι ο δικός σας κωδικός εισόδου. Αφού ολοκληρώσετε τις παραπάνω ενέργειες, πατήστε «Κλείσιμο» και ακόμη μια φορά «Κλείσιμο», προκειμένου να βγείτε από την καρτέλα του διδάσκοντα και να βρεθείτε στο αρχικό μενού. 1. Εργασίες μαθητή Κάντε κλικ στην επιλογή «Για το μαθητή». Θα ανοίξει μια καρτέλα με τα παρακάτω θέματα: Εργασίες μαθητή. Εκθέσεις Εκτυπώσεις εργασιών. Για να βρεθείτε σε μία από τις παραπάνω επιλογές θα πρέπει να έχετε κωδικό εισόδου. Πληκτρολογήστε τον κωδικό που σας έχει δώσει ο καθηγητής, ή εκείνον που εσείς καταχωρίσατε, και πατήστε «Είσοδος». Από τις εργασίες μαθητή θα βρεθείτε στην καρτέλα της εργασίας 1. Σε πρώτη φάση θα πρέπει να συμπληρώσετε σωστά τη ζητούμενη αντίδραση. Δείτε τη βοήθεια για την εργασία αυτή και όταν ολοκληρώσετε, πατήστε «Έλεγχος». Αν όλα πάνε καλά, θα εμφανιστεί το κουμπί «Εργασία υπολογισμών». Κάντε κλικ και θα εμφανιστεί η πρώτη εργασία υπολογισμών για την αντίδραση αυτή. Συμβουλευτείτε και πάλι τη βοήθεια και συμπληρώστε τα ζητούμενα στον πίνακα που εμφανίζεται. Τέλος πατήστε «Έλεγχος». Αξιοποιήστε τη δυνατότητα «Πράξεις - Σημειώσεις». Αφού ολοκληρώσετε την πρώτη εργασία υπολογισμών, μεταφερθείτε στη δεύτερη για την ίδια αντίδραση κ.ο.κ. Συνεχίστε με την εργασία 2 κ.λπ. 2. Εκθέσεις Εκτυπώσεις εργασιών μαθητή Κάντε κλικ στη συγκεκριμένη επιλογή. Πληκτρολογήστε τον κωδικό και πατήστε «Είσοδος». Θα βρεθείτε στην αντίστοιχη έκθεση με τις εργασίες που πραγματοποιήσατε. Στις εκθέσεις αυτές υπάρχει η δυνατότητα εκτύπωσης, αλλά και εξαγωγής των περιεχομένων της σε αρχείο MSWord ή σε MSExcel, για περαιτέρω επεξεργασία. 33
Οδηγία «ειδικών εργασιών» Η εφαρμογή διαθέτει την ειδική εργασία «Συμπύκνωση και επιδιόρθωση» που πρέπει κατά καιρούς να γίνεται, ώστε να εξοικονομείται χώρος στο σκληρό δίσκο. Πατήστε λοιπόν το κουμπί «Ειδικές εργασίες» που βρίσκεται στη γραμμή μενού της εφαρμογής. Ο κωδικός πρόσβασης είναι αρχικά ο αριθμός 123 (στη συνέχεια μπορείτε να τον αλλάξετε). Πληκτρολογήστε τον και πατήστε «Είσοδος». Ακολουθήστε τις οδηγίες. 34
ΛΥΚΕΙΟ: ΤΑΞΗ Β ΠΕΡΙΛΗΨΗ Μεταβολές φυσικών καταστάσεων Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε να δείτε: Την αλλαγή των φυσικών καταστάσεων (στερεή υγρή αέρια) η οποία προέρχεται από την αύξηση της θερμοκρασίας (συγκεκριμένα με το παράδειγμα του νερού). Την κίνηση των μορίων (και σε μεγέθυνση). Τον πίνακα τιμών θερμοκρασίας χρόνου, καθώς και την αντίστοιχη γραφική παράσταση. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Έναρξη πειράματος (ΟΝ/OFF) Αρχίστε το πείραμα τοποθετώντας το διακόπτη στη θέση «ΟΝ». Με το «OFF» μπορείτε να διακόψετε προσωρινά το πείραμα και με το «ΟΝ» να δώσετε εντολή να συνεχιστεί από το σημείο που είχε σταματήσει. Διακοπή Ανανέωση Για να ξεκινήσετε από την αρχή το πείραμα πατήστε «Διακοπή» και στη συνέχεια «Ανανέωση». Μεγέθυνση μορίων Με αυτή την επιλογή μπορείτε να παρακολουθείτε την κίνηση ενός μορίου σε μεγέθυνση. Γραφική παράσταση Με την εντολή αυτή μπορείτε να φτιάξετε τη γραφική παράσταση των τιμών είτε κατά τη διάρκεια του πειράματος είτε στο τέλος. ΕΚΤΥΠΩΣΗ Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Σύμφωνα με όσα παρατηρήσατε κατά τη διάρκεια του πειράματος, γράψτε μια εργασία όπου θα απαντάτε στα παρακάτω ερωτήματα, αιτιολογώντας κάθε φορά την απάντησή σας: 1. Τα μόρια κινούνται σε όλες τις φάσεις; 2. Τι είδους κίνηση παρατηρείτε; 3. Η κίνησή τους αλλάζει; Πότε; 4. Η θερμοκρασία αυξάνεται συνεχώς σε σχέση με το χρόνο; 5. Υπάρχουν χρονικές περίοδοι που η θερμοκρασία παραμένει σταθερή; Ποιες είναι αυτές; Σε αυτή την περίπτωση τι γίνεται η θερμότητα που παρέχει η συσκευή θέρμανσης; 6. Ποια η σχέση θερμοκρασίας χρόνου, όταν η θερμοκρασία μεταβάλλεται; Θεωρήστε ότι η συσκευή θέρμανσης παρέχει σταθερό ποσό θερμότητας ανά μονάδα χρόνου. 35
Σημείωση: Μπορείτε να απαντήσετε στις ερωτήσεις μία προς μία ή σχηματίζοντας ένα ενιαίο κείμενο. Μην ξεχνάτε κάθε φορά να αιτιολογείτε τις απαντήσεις σας. 36
Υγροποίηση ατμών Τάση ατμών ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε να δείτε: Την υγροποίηση των ατμών ενός υγρού κατά τη συμπίεσή του, με δυνατότητα επιλογής ανάμεσα σε δύο ουσίες και δύο διαφορετικές ποσότητες. Την κίνηση των μορίων. Τον πίνακα τιμών πίεσης όγκου, καθώς και την αντίστοιχη γραφική παράσταση. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Έναρξη πειράματος (κάθοδος εμβόλου) Αρχίστε το πείραμα πατώντας «Συμπίεση». Με την αποσυμπίεση πραγματοποιείται το αντίστροφο πείραμα, επανέρχεται το έμβολο στην αρχική του θέση, από όπου και μόνο μπορείτε να χρησιμοποιήσετε άλλες επιλογές. Διακοπή Ανανέωση Για να ξεκινήσετε από την αρχή το πείραμα πατήστε «Διακοπή» και στη συνέχεια «Ανανέωση». Επιλογή υγρού - ποσότητας (επιλογές) Μπορείτε να επιλέξετε ανάμεσα σε δύο είδη υγρών και σε δύο ποσότητες για κάθε υγρό. Η επιλογή σας θα εμφανίζεται κάθε φορά στις πράσινες ετικέτες της οθόνης σας. Γραφική παράσταση Με την εντολή αυτή μπορείτε να φτιάξετε τη γραφική παράσταση των τιμών είτε κατά τη διάρκεια του πειράματος είτε στο τέλος. Μπορούν να σχηματιστούν τέσσερις καμπύλες. Για να τις έχετε και τις τέσσερις θα πρέπει ύστερα από κάθε «Συμπίεση» να πατάτε την «Αποσυμπίεση» και, αφού ολοκληρωθεί, να επιλέγετε νέα ποσότητα ή και νέα ουσία. Αν κατά τη διάρκεια κάποιου πειράματος πατήσετε τα κουμπιά «Διακοπή» ή «Ανανέωση», οι παλιές καμπύλες θα εξαφανιστούν. ΕΚΤΥΠΩΣΗ Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Σε δοχείο μεταβλητού όγκου έχουν τοποθετηθεί διαδοχικά: α) 0,00075 mol ατμών νερού, β) 0,0007 mol ατμών νερού, γ) 0,00075 mol ατμών οξικού οξέος, δ) 0,00070 mol ατμών οξικού οξέος σε σταθερή θερμοκρασία 27 ο C. Ο παρακάτω πίνακας δίνει τις τιμές της πίεσης για διαφορετικές τιμές όγκου σε κάθε περίπτωση. ΠΙΕΣΗ (mmhg) ΟΓΚΟΣ (L) ΝΕΡΟ ΟΞΙΚΟ ΟΞΥ α 0,00075 mol β 0,00070 mol γ 0,00075 mol δ 0,00070 mol 1 14 12,6 14 12,6 0,95 14,8 13,3 14,8 13,3 37
0,9 15,6 14 15,6 14 0,85 16,5 14,8 16,5 14,8 0,8 17,5 15,8 17,5 15,8 0,75 18,7 16,8 18,7 16,8 0,7 20 18 20 18 0,65 21,6 19,4 21,3 19,4 0,6 23,4 21 21,3 21,3 0,55 23,4 23,4 21,3 21,3 0,5 23,4 23,4 21,3 21,3 Ερώτηση 1 i) Θα υπάρξει κάποια στιγμή υγροποίησης των ατμών του νερού για τις περιπτώσεις (α) και (β); Αν ναι, σε ποια τιμή του όγκου θα συμβεί; α). β). ii) Στην περίπτωση (α) και πριν από τυχόν υγροποίηση του νερού, το γινόμενο P.V μεταβάλλεται ή παραμένει σταθερό; (Αιτιολογήστε την απάντησή σας χωρίς να κάνετε πράξεις.) iii) Συγκρίνοντας τις τιμές της πίεσης στην περίπτωση (α) με εκείνες στην περίπτωση (γ), παρατηρούμε την ίδια εξέλιξη, μέχρι κάποια στιγμή, παρά το γεγονός ότι η μία αναφέρεται σε νερό και η άλλη σε οξικό οξύ. Δώστε μια ερμηνεία για το φαινόμενο αυτό. Γιατί οι τιμές της πίεσης από μια στιγμή και μετά διαφοροποιούνται; Ερώτηση 2 Αφού αρχίσει η υγροποίηση, η πίεση παραμένει σταθερή, παρά το γεγονός ότι ο όγκος συνεχίζει να μειώνεται. Γιατί συμβαίνει αυτό; Πώς ονομάζεται τότε η πίεση; Ερώτηση 3 Από τι εξαρτάται και από τι δεν εξαρτάται η τιμή της τάσης των ατμών ενός υγρού; Ερώτηση 4 Παρατηρούμε ότι η υγροποίηση του νερού αρχίζει, όταν η πίεση αποκτήσει μια ορισμένη τιμή. Μπορεί η πίεση, όταν αρχίσει η υγροποίηση του οξικού οξέος, να έχει την ίδια τιμή με την προηγούμενη στην ίδια θερμοκρασία; Ερώτηση 5 Ποια από τις δύο ουσίες (νερό ή οξικό οξύ) βράζει πιο εύκολα; (Αιτιολογήστε την απάντησή σας.) Ερώτηση 6 Σε ποια από τις δύο ουσίες (νερό ή οξικό οξύ) υπάρχουν ισχυρότερες διαμοριακές δυνάμεις; (Αιτιολογήστε την απάντησή σας.) Επιβεβαίωση απαντήσεων Πραγματοποιήστε τα σχετικά πειράματα, ακολουθώντας τις οδηγίες που υπάρχουν στη βοήθεια. 38
Χημική κινητική Αποτελεσματική σύγκρουση ΣΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΑΥΤΗ ΜΠΟΡΕΙΤΕ: Α. Να παρακολουθήσετε την κίνηση των μορίων (τις αποτελεσματικές ή όχι συγκρούσεις). Για το σκοπό αυτό πατήστε «Νέα μέτρηση». Αλλάξτε ή όχι τη θερμοκρασία ή την πίεση, πατήστε «ΟΚ» και παρακολουθήστε την οθόνη. Β. Να πραγματοποιήσετε μια στατιστική μελέτη του χρόνου μεταξύ δύο αποτελεσματικών συγκρούσεων, σε μια αντίδραση μεταξύ αερίων της μορφής: Α 2 +Β 2 2ΑΒ, και την επίδραση σε αυτόν της θερμοκρασίας και της πίεσης. Προσοχή! Ο αριθμός των μετρήσεων είναι πάρα πολύ μικρός σε σχέση με τον πραγματικό αριθμό των μορίων και για το λόγο αυτό θα πρέπει, εξαρχής, να γίνει κατανοητό ότι τα αποτελέσματα είναι απλώς ενδεικτικά. Επιπλέον, οι χρόνοι που θα μετρηθούν είναι επίσης ενδεικτικοί και δεν αντιστοιχούν σε κάποια πραγματική αντίδραση. Η ΣΕΙΡΑ ΤΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ (ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ) 1. Ξεκινήστε πατώντας το κουμπί «Νέα μέτρηση» και ή αποδέχεστε τις προεπιλεγμένες τιμές θερμοκρασίας και πίεσης ή κάνετε εσείς τις δικές σας επιλογές. Στη συνέχεια πατήστε «ΟΚ», για να αρχίσει το πείραμα. 2. Μόλις πραγματοποιηθεί μια αποτελεσματική σύγκρουση, το μεν χρονόμετρο θα σταματήσει, δείχνοντας έτσι το χρόνο που χρειάστηκε, το δε κουμπί «Αποθήκευση τιμών» θα ενεργοποιηθεί. Πατήστε το, για να καταγραφούν οι τιμές της πρώτης μέτρησης στο σχετικό πίνακα. 3. Επαναλάβετε τη διαδικασία των νέων μετρήσεων δέκα φορές. Θα έχετε, έτσι, τη μέση τιμή των μετρήσεων αυτών. Συνιστάται, εφόσον σας ενδιαφέρει η μέση τιμή του χρόνου της αποτελεσματικής σύγκρουσης, σε μία δεκάδα μετρήσεων να μη μεταβάλλετε τη θερμοκρασία και την πίεση. Μετά το τέλος μιας δεκάδας μετρήσεων ενεργοποιείται το κουμπί «Ενημέρωση συγκεντρωτικού πίνακα». Πατήστε το, για να μεταφερθεί στο «Συγκεντρωτικό πίνακα τιμών» η μέση τιμή της πρώτης δεκάδας μετρήσεων. 4. Επαναλάβετε τα παραπάνω βήματα, ορίζοντας αυτή τη φορά νέες τιμές θερμοκρασίας ή πίεσης. Στο «Συγκεντρωτικό πίνακα τιμών» θα έχετε τα στοιχεία εκείνα, από τα οποία θα μπορείτε να αντλήσετε αρκετά αξιόπιστα συμπεράσματα. ΑΚΟΜΗ 1. Αν για κάποιο λόγο θέλετε να ακινητοποιήσετε τα αντιδρώντα μόρια ή δεν θέλετε να καταγραφούν οι τιμές μιας μέτρησης, πατήστε το κουμπί «Διακοπή» και μετά το κουμπί «Συνέχιση», για να συνεχίσετε κανονικά. 2. Για να ξεκινήσετε όλη τη διαδικασία από την αρχή πατήστε «Διακοπή» και στη συνέχεια «Ανανέωση». ΕΚΤΥΠΩΣΗ Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 39