Projets scientifiques sur ce qui gèle plus vite: l'eau ou de l'eau sucrée?

Abaissement du point de congélation

• Lorsque solides dissolvent dans l'eau, ils forment de petites particules discrètes. Dans le cas des substances organiques comme le sucre, les particules se compose de molécules de sucre individuels. Dans le cas de sels, tels que le sel de table, également connu que le chlorure de sodium, les particules sont constituées par les ions chargés qui composent le sel. La présence de particules dans l'eau interfère avec la capacité des molécules d'eau à se lier ensemble pour former un solide lorsque la température de l'eau se rapproche de son point de congélation. Abaissement du point de congélation se produit dans tous les liquides, non seulement de l'eau.

Congélation Mesure

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  Un expérimentateur doit accorder une attention particulière à ce qui exactement elle mesure et comment elle est le mesurer. Cela revient à la question fondamentale de poser les bonnes questions. Dans ce cas particulier, l'expérimentateur devrait se préoccuper de ce qui gèle plus rapidement, ou la température à laquelle le gel se produit? La question de ce qui gèle plus rapidement implique que si un échantillon d'eau et d'un échantillon d'eau de sucre ont été placés dans un congélateur simultanément, puis l'un d'eux gèlerait avant l'autre. Mais qu'est-ce que l'information aurait effectivement fournir? La vitesse à laquelle une substance se fige concerne, entre autres paramètres, la capacité thermique de la solution et la quantité de substance. Le meilleur choix dans ce cas serait de mesurer la température à laquelle les solutions gel parce que cela répond à la question la plus importante: Ne impuretés dans l'eau affectent son point de congélation et si oui, de combien?

Obtenir mathématique

• Les chimistes et les physiciens ont bien établi la science et les mathématiques derrière le point de congélation la dépression. Pour les étudiants avancés, ou ceux qui ont un fort intérêt pour les mathématiques, l'équation standard pour la dépression du point de congélation, delta (T), d'une solution est delta (T) = k m, où k représente le point de congélation dépression constante molaire du solvant et m représente la molalité de la solution, ou moles de particules divisé par le nombre de kilogrammes de solvant. Cela semble plus compliqué qu'il ne l'est réellement. En supposant que l'eau constitue le seul solvant utilisé dans l'expérience, k = 1,86. De plus, le sucre, aussi connu comme le saccharose, présente une masse moléculaire de 342,3. L'équation pour la dépression du point de congélation simplifie maintenant delta (T) = -1.86 (grammes de saccharose / 342,3 / kg d'eau). Ainsi, par exemple, si 10 g de saccharose ont été dissous dans 100 ml d'eau, puis 100 ml = 100 g = 0,100 kg, et delta (T) = -1,86 * (10 / 342,3 / 0,1) = -0.54 degrés Celsius. Ainsi, cette solution devrait geler à une température de 0,54 degrés Celsius en dessous du point d'eau pure de congélation.

Projets Avancés

• En réarrangeant l'équation de l'étape 3 permettrait de mesurer un expérimentateur delta (T) et ensuite pour résoudre la masse moléculaire, MW, de saccharose. Voilà, MW = (-1.86 grammes de saccharose) / (delta (T) kg d'eau). En fait, de nombreux étudiants de chimie école secondaire et de niveau collégial mener des expériences dans lesquelles ils déterminer expérimentalement le poids moléculaire d'une substance inconnue. La méthode fonctionne également en ce qui concerne les points d'ébullition, à l'exception de la valeur pour K changements à 0,52.